J. García Martín 22/06/2015 - 1 SISTEMAS DE TIEMPO REAL Especificación formal de sistemas. Statecharts

J. García Martín 04/22/23 - 1

SISTEMAS DE TIEMPO REAL

Especificación formal de sistemas. Statecharts


INDICE

•INTRODUCCIÓN

•FORMALISMO DE STATECHARTS

•ESPECIFICACIÓN DE STR CON STATECHARTS


INTRODUCCIÓN

Características

STR Método de especificación•Restricciones temporales •Especificación de plazos límite, periodos

etc.

•Complejidad •Desarrollo jerárquico

•Representación visual

•Concurrencia •Modelado del comportamiento

•Fiabilidad •Validación formal

•Ejecución de modelos

•Generación automática de código


DESCRIPCIÓN DEL MARCO

Métodos de especificación

•Lenguaje natural

•Especificaciones matemáticas

•Análisis estructurado

•Extensiones de Hatley y Pirbhai

•Redes de Petri

•Statecharts

•Lógica temporal

•UML


FORMALISMO DE STATECHARTS

Introducción

Statecharts = Máquina de estados finita +

Jerarquía + Concurrencia + Broadcast



Diagramas de transición entre estados

A

B

C

t1 t2

t3

Transición: e[c]/a

e: evento que hace disparar la transiciónc: condición que se debe cumplir para poder realizar la transicióna: acción que se ejecuta al realizarse la transición



Jerarquía: agrupación y refinamiento

B

A2

e1

e5

e4

A1

A

e3 e2

B

e1

e5

e4

A

B

A2

e1

e5

e4

A1

e3 e2

e5



Estado inicial

B

A2

e1

e5

e4

A1

A

e3 e2

e6



Historia

B

A2

e1

e5

e4

A1

A

e3 e2 A3

H*

e2

e6

e7

A11

A12

A21 A22



Ejemplo

• On: Enciende el televisor

• Off: apaga el televisor

• +: Pasa al siguiente canal

• -: Pasa al canal anterior

• Txt: Visualiza las páginas de teletexto del canal actual

• Tv: Vuelve del teletexto a la visualización del canal

• Sint: Sintonización automática de la frecuencia

• Mem: Memoriza la frecuencia sintonizada en el canal actual

En_Espera

C2

1

Off

2

C1

Encendido

+ v 2 - v 1

C3

H On

+ v 3 - v 2

3

+ v 1

- v 3



Ejemplo

En_Espera

1

Off

2

Encendido H On

3

+ v 1

- v 3

C3

+ v 3 - v 2

Ver3

Texto3

Sintoniz3

Txt

Sint Mem

Tv

C2

+ v 2

- v 1

Ver2

Texto2

Sintoniz2

Txt

Sint Mem

Tv

C1

Ver1

Texto1

Sintoniz1

Txt

Sint Mem

Tv



Ortogonalidad (concurrencia)

B

A2

e1

e2

A1

A

A32

A11

A12

A21 A22

A31

A13

A3



Ejemplo

• gas: NivelAlto, NivelBajo

• temperatura:NivelAlto, NivelMedio,

NivelBajo

• presión:NivelAlto, NivelBajo

Presión

Temperatura

Sensores

Alto

Medio

Bajo

Alto Bajo

Bajo

Alto

Gas



Entradas a los autómatas ortogonales

B

A2

e1

e2

A1

A

A11

A12

A21 A22

A13

e3

H e4

e5



Salidas de los autómatas ortogonales

B

A2

e1

e3

A1

A

A11

A12

A21 A22

A13

e2



Condiciones y variables

Transición: evento [condición] / acción

A B

[c]/a



Condiciones y variables

A1

A22

A11

A12 A21

A13

A2

e1 [in A11]

A1

A22

A11

A12 A21

A13

A2

e1 [in A11]

B



Conectores de condición

A

D

C

B

e1

[Cond1]

[Cond2]

[Cond3]

c



Acciones

A1

A22

A11

A12 A21

A13

A2

e1/ex ex

A1

A22

A11

A12 A21

A13

A2

e1/Fin := true e2[Fin]



Actividades

A B

Boton_Pulsado / start (Subir_Brazo)

Boton_Pulsado / stop (Subir_Brazo)



Acciones de entrada/salida de los estados

A on entry a1 on exit a2



Comunicación broadcast

B

A2

B21

B1

A1

B22

A

e1/e2

e2

C11

C12

C2

e2

C

C1

B31

B3 B2



Retardos y timeouts

A B

e1

e3

C e2 5s.<

A B

e1

e2

C Timeout(2s.)

e3



Ejemplo

Auste Velocidad

Espera1

B

Automatico

Timeout(2)

Auste Velocidad Espera1

B

^B

^B

Timeout(2)

H B


ESPECIFICACIÓN DE STR CON STATECHARTS

Esquema

Sistema

Entradas Funciones Salidas



Esquema

Sistema

I1 F11

I2

In

F12

F1m

O1

O2

Or

Fx1

Fx2

Fxq

...



Reglas

C1.- Componentes de Entrada

C2.- Transiciones de entrada

i_e [true] / f_e C3.- Transiciones en las funciones

i_ef_etimeout condicion f_eo_e

C4.- Transiciones en las salidas

o_etrue

C

...



Resumen

Sólo se permiten tres tipos de comunicación (broadcast):

de entradas a funciones de funciones a funciones de funciones a salidas

Sistema

a1

e2

a2 b1 /a2

e1

a3

/a3

/b1 /c1 /a1

/b2

b2

e1

e2

/c1

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