清华大学软件工程课件：有穷状态机的五部分解析

软件工程是一门旨在解决软件开发过程中所面临问题的学科，它将工程原理应用于软件开发，以确保高效、可靠和可维护的产品。在这个框架下，一个有穷状态机是一种重要的抽象模型，用于描述系统的动态行为。它由以下几个关键部分构成： 1. 状态集J：这是状态机的基础，包含了机器可能存在的各种状态，如“保险箱锁定”、“A”、“B”、“保险箱解锁”和“报警”。这些状态代表了系统的不同生命周期或操作阶段。 2. 输入集K：这是控制状态机如何从一个状态转移到另一个状态的信号集合，例如“1L”、“1R”等可能触发的输入事件。 3. 转换函数T：这个函数定义了当接收到特定输入时，状态机从当前状态如何转变为下一个状态。表4.1中的内容详细列出了这些状态之间的转移规则。 4. 初始状态S：指状态机开始时所处的状态，这里是“保险箱锁定”。 5. 终态集F：状态机可能最终会停留在其中的状态，如“保险箱解锁”和“报警”，这些是达到目标或者错误情况下的终止状态。 一个有穷状态机可以用一个五元组（J, K, T, S, F）来表示，这种形式化的表示法便于理解和设计复杂的系统行为。它有助于系统设计者预测并控制软件的行为，特别是在处理自动流程、错误处理和状态管理方面。 软件工程在解决软件危机中扮演了核心角色。它强调需求分析的重要性，避免仅仅将软件开发视为编写代码的过程，同时关注软件的维护和文档生成。为了应对软件危机，软件工程提出采用工程方法和技术，如制定明确的需求规格、采用设计模式、使用版本控制系统和建立良好的项目管理实践。另一方面，程序设计方法学则更侧重于程序的逻辑结构和设计原则的研究。 1968年，NATO会议标志着软件工程作为一个独立学科的确立，标志着软件开发进入了更加系统化和结构化的时代，旨在通过科学的方法和工具来提高软件的质量、可维护性和生产率，从而缓解软件危机带来的问题。随着技术的不断发展，软件工程的实践也在不断演进，适应着现代软件系统日益复杂的需求。