Diagrama de transição de Estados (DTE)

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1 Diagrama de transição de Estados (DTE) O DTE é uma ferramenta de modelação poderosa para descrever o comportamento do sistema dependente do tempo. A necessidade de uma ferramenta deste tipo surgiu das seguintes constatações: o controlo é uma perspectiva legitima de um sistema que poderá ser necessário modelar; a incorporação da sequência de processamento no DFD torna-o difícil de entender, de manter e errado, pois o DFD consiste numa rede de processos e não numa hierarquia. O DTE é uma ferramenta extremamente importante: na modelação de Sistemas em Tempo Real; na modelação das porções de interface humano de muitos sistemas On- Line. Esta importância deve-se ao facto de uma parte da especificação destes sistemas ser a descrição do que acontece quando... Nos sistemas de aplicação comercial estes aspectos normalmente não são importantes uma vez que a sequência de actividades é trivial, ou seja, não existem relacionamentos temporais complexos. O DTE permite modelar: Os vários estados que o sistema pode ter (ESTADOS) As alterações de estado que o sistema pode sofrer (TRANSIÇÕES) As circunstâncias que levam a alteração de estado (CONDIÇÕES) As respostas do sistema a mudanças de estado (ACÇÕES) Análise Estruturada 64

2 Notação do DTE O DTE mostra a sequência em que os eventos podem ocorrer e o efeito de eventos como uma função do estado do sistema. As principais componentes desta ferramenta são estados e vectores que representam alterações de estado. Existem várias notações alternativas para representar um DTE, contudo, a mais comum corresponde à apresentada seguidamente. Condição Acção ESTADO 1 ESTADO 2 Estados do sistema Cada rectângulo de um DTE representa um estado do sistema. Definição de estado: Um estado corresponde a um conjunto de circunstancias ou atributos que caracterizam uma pessoa ou um objecto num dado momento. Aspectos relacionados com estados: Um estado representa um dado comportamento exibido pelo sistema durante um período de tempo finito. O sistema permanece em repouso num estado até que um evento se torne activo e/ou altere o seu estado. Cada estado é diferente dos outros. Análise Estruturada 65

3 Tipos de estados: A maioria dos estados são estados de espera, pois o sistema está à espera que algo ocorra no ambiente. Os três tipos de estados de espera encontrados num DTE são: o estado inicial, o estado final e os estados de espera normais. Os vários estados possíveis podem ser descritos da seguinte forma: Estado inicial O estado inicial, normalmente representado no topo do diagrama, possui uma transição única de entrada denominada por transição inicial. Todo o DTE deve ter uma, e somente uma, transição inicial que corresponde ao ponto de partida do DTE. Estado final Similarmente, o estado final, é normalmente representado no fundo do diagrama, e é identificado pela inexistência de transições de saída. Um sistema pode ter múltiplos estados finais mutuamente exclusivos. Outros estados de espera Correspondem a estados nos quais o sistema gasta tempo em espera. Os nomes a atribuir a estes estados devem ser definidos sob o ponto de vista do sistema. Estados transitórios Correspondem a estados em que o sistema não gasta tempo em espera. O sistema simplesmente transita através do estado com base num dado de saída do processo precedente. Um estado transitório modela a tomada de decisão, tendo portanto no mínimo duas transições de saída. Análise Estruturada 66

4 Alterações de estado Uma alteração de estado corresponde à transição de um estado para outro. Se um sistema possui regras que governam o seu funcionamento, só possui tipicamente um conjunto de alterações de estado válidas e com sentido. Representação de uma alteração de estado As alterações de estado válidas representam-se no DTE desenhando um vector de transição entre o estado precedente e o estado sucessor. ESTADO 1 ESTADO 2 ESTADO 3 ESTADO 4 ESTADO 5 Tendo em conta a figura: Se os estados 2 e 3 estão ligados significa que o sistema pode transitar do estado 2 para o 3 directamente. O estado precedente e o estado sucessor podem ser os mesmos, tal como acontece no estado 5, desde que se desenrole alguma actividade durante a transição. Qualquer estado, como por exemplo o estado 2, pode ainda ter vários estados sucessores. Análise Estruturada 67

5 Condições e acções A cada transição devem ainda associar-se mais duas componentes: As condições que causam a alteração de estado Correspondem a eventos do ambiente externo que o sistema é capaz de detectar, ou a dados de saída de processos precedentes para os estados transitórios; As condições consistem tipicamente em sinais, interrupções, chegada de dados ou dados produzidos. As acções que o sistema deve executar quando muda de estado As acções de transição correspondem a actividades do DFD. Consistem na produção de respostas enviadas para o ambiente externo, ou na elaboração de cálculos cujos resultados têm de ser lembrados pelo sistema de forma a que este responda a eventos futuros, ou na produção de dados necessários para a tomada de decisão em estados transitórios. As condições de transição necessitam de respeitar os seguintes critérios: Exclusividade mútua Uma condição de transição deve ser diferente das condições de todas as outras transições que partem do mesmo estado. Exaustão colectiva O conjunto de condições em todas as transições deve englobar todas as possibilidades, excepto aquelas que resultam em actividades nulas e que não provocam mudança de estado. Análise Estruturada 68

6 Aspectos relacionados com transições: Não é necessário atribuir nomes a estados transitórios. Cada transição deve ter uma condição associada, excepto a transição inicial; Uma condição pode aparecer em várias transições se estas partirem de estados diferentes; Cada vez que o sistema retorna a um estado particular ele deve estar nas mesmas circunstâncias ou ocorrerá um erro de equivalência comportamental, ou seja, todos os vectores de transição de entrada, num dado estado, devem colocar o sistema nas mesmas circunstancias, através das acções associadas; Podem existir múltiplas acções numa transição; Uma acção pode aparecer em mais do que uma transição; Para cada transição, pode haver ou não uma acção de transição. Nesse caso a acção de transição corresponderá à acção nula. Contudo, para transições que retornam ao mesmo estado deve haver pelo menos uma acção de transição, não nula, ou a condição da transição não seria um evento ao qual o sistema tem de responder. Análise Estruturada 69

7 DTE com múltiplos níveis A representação de DTE s complexos pode ser organizada em sucessivos níveis de refinamento, tal como nos DFD s. Quando um DTE está organizado em vários níveis de detalhe: qualquer estado do diagrama de nível superior pode tornar-se o estado inicial de um diagrama de nível inferior; os estados finais de um diagrama de nível inferior correspondem a condições de saída no estado associado do nível superior; pode ser necessário especificar como é que num diagrama de nível inferior se transita para um local apropriado do diagrama de nível superior; ESTADO 1 ESTADO 2 ESTADO 3 ESTADO 2.1 ESTADO 3.1 ESTADO 2.2 ESTADO 2.3 ESTADO 3.2 ESTADO 2.4 ESTADO 3.3 Análise Estruturada 70

8 Construção de um DTE Pré requisitos para criar a primeira versão do DTE Declaração de propósito Diagrama de Contexto Lista de eventos Estes elementos são necessários pois: As condições e acções do DTE são derivadas directamente de cada evento da lista de eventos; A declaração de propósito e o diagrama de contexto são utilizados como guia do contexto da resposta de controlo de actividade da lista de eventos. Estratégia para elaborar DTE: 1ªEtapa - Agrupar eventos Classificar os eventos identificados como dependentes ou independentes. Os eventos dependentes ocorrem em conjunção com outros, ou seja, somente antes ou após outros eventos. Os eventos independentes são assíncronos, ou seja, podem ocorrer em qualquer instante. Separar os eventos classificados como dependentes e agrupá-los em conjuntos de eventos relacionados. Cada sublista de eventos dependentes relacionados será transformada num DTE e corresponderá a um processo de controlo num DFD. Análise Estruturada 71

9 2ª Etapa - Elaboração do DTE preliminar para cada sublista Identificar o estado inicial; Considerar os eventos da sublista que podem ocorrer no estado inicial, sob condições normais; Para cada evento normal criar uma transição; Identificar a condição de transição e as acções associadas ao respectivo evento; Identificar o estado para o qual se dá a transição; Considerar os eventos para condições não esperadas que podem ocorrer no estado inicial e que necessitam de uma resposta do sistema; Para cada evento não-normal, criar uma transição, e especificar a condição, acções e estado sucessor associados; Aplicar, sucessivamente, os mesmos passos para cada estado anteriormente identificado. Análise Estruturada 72

10 3ª Etapa - Verificações a efectuar para terminar cada DTE preliminar Verificar se se definiram todos os estados, procurando a existência de outros comportamentos observáveis ou outras condições em que o sistema pode estar; Verificar se todos os estados são alcançáveis, ou seja, se todos os estados têm pelo menos um vector de transição de entrada; Verificar se todos os estados, excepto os finais, possuem um vector de transição para um estado sucessor; Verificar se o sistema responde adequadamente a todas as condições possíveis em cada estado. Os DTE s podem ser utilizados como uma ferramenta de modelação independente. Contudo, na maior parte dos casos um DTE representa a especificação de um processo de controlo de um DFD. Nesse caso verificam-se as seguintes correspondências: os fluxos de controlo de entrada do DFD correspondem a condições do DTE; os fluxos de controlo de saída do DFD correspondem a acções do DTE Análise Estruturada 73

11 Correspondências entre ferramentas da AE Cada ferramenta foca um aspecto critico do sistema a modelar. Uma especificação estruturada contempla a verificação das seguintes correspondências. Ferramentas LE e DC DFD e DC DFD e DER DFD e DD DFD e EP DFD e DTE Requisitos para a verificação de equilíbrio cada evento orientado por fluxo tem de corresponder a um fluxo de dados de entrada no DC (Um fluxo de dados de entrada no DC pode não ser um evento) cada fluxo de dados do DC tem de aparecer no DFD cada depósito de dados no DFD deve corresponder a uma entidade no DER final e vice-versa cada fluxo ou depósito de dados de um DFD tem de aparecer no DD e vice-versa cada processo de um DFD tem de estar associado a um DFD de nível inferior ou a uma especificação de processo; cada especificação de processo deve ter um processo num diagrama de baixo nível; as entradas, saídas e os acessos a depósitos de dados, do DFD e da especificação do processo, devem coincidir cada processo de controlo de um DFD está associado a um DTE, que o especifica, e vice-versa; cada condição do DTE tem de corresponder a um fluxo de controlo de entrada, do processo de controlo associado ao DTE, e vice-versa; cada acção de um DTE tem de corresponder a um fluxo de controlo de saída, no processo de controlo associado ao DTE, e vice-versa. Análise Estruturada 74

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