状态图 Statecharts：复杂系统的可视化形式化方法

"StatechartsOrigin.pdf" 这篇论文提出了Statecharts的概念，这是一种用于描述复杂离散事件系统（如多计算机实时系统、通信协议和数字控制单元）的视觉形式化方法。Statecharts是对传统状态机和状态图的广泛扩展，旨在解决传统方法在处理复杂性时的局限性。 Statecharts的关键特性包括： 1. **层次结构**：Statecharts引入了层次结构的概念，允许将一个大状态图分解为多个小的状态子图，每个子图代表一个更具体的行为。这种分层结构使得复杂系统的行为可以被组织得更为清晰，便于理解和管理。 2. **并发**：并发性是处理系统中多个活动同时进行的能力。在Statecharts中，可以表示不同组件或子系统并行运行的情况。这种表示方式有助于捕捉系统中不同部分的交互和同步。 3. **通信**：Statecharts允许在不同的状态之间进行通信，模拟系统组件之间的消息传递。通过通信，可以描述不同状态如何响应外部事件或与其他状态进行交互，以驱动系统行为的转变。 Statecharts作为描述语言的优势在于其**表达力**和**经济性**。即使使用小图表，也能有效地表示出复杂的系统行为。此外，它们还支持**组合和模块化**，这意味着可以将系统拆分为可重用和独立的单元，这对于大型系统的可维护性和可扩展性至关重要。 论文中提到，Statecharts结合了计算机化的图形工具，允许以不同级别的细节查看系统描述。这使得设计者能方便地在高层次和低层次之间切换，从而更好地理解和调整系统设计。Statecharts不仅可以作为独立的行为描述，还可以与其他设计方法（如功能分解和数据流规范）结合，提供全面的系统设计视图。 Statecharts的出现反驳了对传统状态图的一些批评，表明了通过图形化的方式进行系统规范是一种既吸引人又合理的方法。通过引入层次、并发和通信等概念，Statecharts为复杂系统的建模和设计提供了一种强大而直观的工具，极大地促进了软件工程领域的发展。