自动售货机系统对象模型,动态模型,功能模型

基于Petri网的自动售货机的建模分析摘要首先介绍自动售货机的工作原理和基本功能，并根据工作原理对其进行Petri网模型的构建。

而后Petri网模型的建立与化简技术的结合使用，使得复杂的Petri网模型能够得以简单化，系统的活性、有界性和合理性等都能直观地表现出来。

关键词Petri网；自动售货机；系统建模基于Petri网的自动售货机的建模就是根据系统功能抽象自动售货机的工作信息，得出系统的状态（库所）和操作（转换），并利用HPSIM软件对系统的Petri网模型进行测试，同时通过Petri网的化简规则验证模型的合理性。

1 自动售货机动态模型的建立自动售货机的功能要求是：首先，用户准备，系统服务器启动；其次，用户用按键选择商品，在数码管上显示商品的编号和单价；然后用户准备投币，投币时，按一次键模仿投入1元硬币。

投入硬币的数量够买入商品时，点亮一个指示灯，表示商品已经买出。

如果输入的硬币不够数，按退款键可以退出硬币，清除投币的显示数据。

如果在硬币数量足够的情况下，系统中的货物总量不足时，系统通过网络向远程服务器发送缺货信息。

根据自动售货机的功能如顺序Petri网模型、选择Petri网模型和并行Petri 网模型等对自动售货机进行动态模型的建立。

通过对自动售货机交易流程状态表的分析，利用HPSIM工具能够实现自动售货机交易流程的Petri网建模。

2 模型合理性验证Petri网模型的合理性是指：对应于起始库所的每一个标记，最终会有且仅有一个标记出现在终止库所中，当终止库所中出现标记时，其它所有库所都为空，对每个转换，从初始状态都能够到达该转换的就绪状态。

通常对于复杂的、大型的Petri网模型的合理性验证通过上述定义较难实现，为更好地分析模型的合理性在此引入Petri网模型化简技术。

Petri网的化简是指在某种性质不变的基础上，采用等效变换，以达到缩小状态空间、简化系统分析的目的。

2.1 Petri网的化简规则Petri网模型化简规则包括以下4条：（矩形表示Petri网模型中的转换，圆形表示Petri网模型中的库所）。

自动售货机用例图 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】自动售货机用例图一实验内容：一台饮料自动售货机能提供六种不同的饮料，售货机上有六个按钮，分别对应于这六种饮料，顾客可通过按钮来选择所要的饮料。

每个按钮旁边有一个指示灯，用来表明该售货机中是否还有这种饮料可售。

售货机有一个硬币槽和找零槽，用来收钱和找零。

假设现在有一位顾客投币购买矿泉水，不用找零。

问题：请给出描述上述场景的用例图。

二用例描述：1）该用例的目的是描述自动售货机的用例图，来更好的学习用例建模；2）该用例在当有人想买饮料并到自动售货机钱塞硬币买饮料的时候被参与者即：顾客启动执行3）在用例中指示灯来提示哪种饮料有得买，哪种饮料没有卖；每种饮料有各自的按钮来供顾客选择要买的饮料；行为者：顾客；用例：按钮，指示灯，投币槽，退币槽；按钮是用来供顾客选择要选择的饮料；指示灯是来显示对应的饮料是否可售；投币槽供顾客投币买饮料的；退币槽式用来退剩下的钱币；三自动售货机的对象图：四用例图：指示灯提示饮料是否可售吐饮料五实验小结：1）在本次实验中初次使用Rational Rose来画用例图，在画用例图之间要寻找并确定行为者，以及寻找并确定用例；2）一个用例表示系统中一个与特定行为者相关的完整功能。

用例通过关联与行为者链接，关联指出一个用例与哪些行为者交互，所以在确定了行为者和用例之后，要理清楚各个用例之间的关系，在画用例图时候才能够顺手，才能过完成自动售货机系统中的一系列动作，才能特定行为者一个可观擦到的结果值；。

自动售货机信息1101 施敏宇18号下面是自动售货机系统的需求陈述，试建立它的对象模型、动态模型和功能模型：自动售货机系统是一种无人售货系统。

售货时，顾客把硬币投入机器的投币口中，机器检查硬币的大小、重量、厚度及边缘类型。

有效的硬币是一元币、五角币、五分币、二分币、一分币。

其他货币被认为是假币。

机器拒绝接受假币，并将其从退币孔退出。

当机器接受了有效的硬币之后，就把硬币送入硬币储藏器中。

顾客支付的货币根据硬币的面值进行累加。

自动售货机装有货物分配器。

每个货物分配器中包含零个或多个价格相同的货物。

顾客通过选择货物分配器来选择货物。

如果货物分配器中有货物，而且顾客支付的货币值不小于该货物的价格，货物将被分配到货物传送孔送给顾客，并将适当的零钱返还到退币孔。

如果分配器是空的，则和顾客支付的货币值相等的硬币将被送回到退币孔。

如果顾客支付的货币值少于所选择的分配器中货物的价格，机器将等待顾客投进更多的货币。

如果顾客决定不买所选择的货物，他投放进的货币将从退币孔中退出。

面向对象的分析面向对象分析方法的核心思想是利用面向对象概念和方法为软件需求构造一组相关模型（对象模型，动态模型和功能模型），来获得关于问题域的全面认识。

这三个模型从不同的角度对系统进行描述，其中：对象模型描述了系统静态的、结构化的数据性质；动态模型描述了系统顺势的、行为化的控制性质；功能模型描述了变化的系统的功能性质。

这三个模型都涉及到数据。

控制和操作等共同的概念，但每种模型描述的侧重有所不同。

它们各自以不同侧面反应系统的实质内容，综合起来则全面反映了目标系统的需求。

对象模型是三个模型中最关键的。

它的作用是描述系统的静态结构，包括构成系统的类和对象、它们的属性和操作以及它们之间的联系。

UML中类图适用于建立对象模型，状态图适用于建立动态模型。

每个类的动态行为用一张状态图来表示，各个类的状态图通过事件合并起来，构成系统的动态模型。

也就是说，动态模型是基于事件共享而相互关联的一组状态图的集合。

综合应用例题第一部分传统软件开发方法1、某一8位计算机，其十六进制常数的定义为：以0x或0X开头的数是十六进制整数，其值的范围是-7f至7f（大小写字母不加区别），如0x13，0X6A，-0x3c 。

请用等价类划分法设计测试用例。

解：第一步：建立等价类表第三步：为无效等价类至少设计一个测试用例2、下面是一段求最大值的程序，其中datalist是数据表，n是datalist的长度。

???????int GetMax(int n, int datalist[ ])???????{???????????int k=0;???????????for ( int j=1; j<n; j++ )????????????????if ( datalist[j] > datalist[k] ) k=j;???????????return k;???????}画出该程序的程序流程图，并计算其McCabe复杂度。

解：程序流程图如下：McCabe复杂度为3。

3、有下列伪码程序:STARTINPUT (M,N)IF M>=10THEN X:=10ELSE X:=lENDIFIF N>=20THEN Y:=20ELSE Y:=2ENDIFPRINT(X,Y)STOP?设计该程序的语句覆盖和路径覆盖测试用例。

解：语句覆盖测试用例为①M=9(或<l0),N=l9(或<20);②M=l0(或>=10),N=20(或>=20)路径覆盖的测试用例为①M=9,N=19;②M=9、N=20;③M=l0,N=l9;④M=10,N=204、根据伪码程序画出程序流程图，盒图（N-S图）。

STARTaIF x1 THENREPEAT UNTIL x2bEND REPEATELSEBLOCKcdEND BLOCKEND IFSTOP解：(1) 程序流程图 (2) N-S (3)PAD图5、根据下列描述，画出教材征订系统的第一层数据流图。

1. 航空公司“机票预定系统”：航空公司为给旅客乘机提供方便，需要开发一个机票预定系统。

各个旅行社把预定机票的旅客信息（姓名、性别、工作单位、身份证号码（护照号码）、旅行时间、旅行始发地和目的地，航班舱位要求等）输入到系统中，系统根据旅客信息和航班信息为旅客安排航班。

当旅客交付了预订金后，系统打印出取票通知和帐单给旅客，旅客在飞机起飞前一天凭取票通知和帐单交款取票，系统核对无误即打印出机票给旅客。

请用结构化分析方法，给出系统的功能模型（DFD描述）。

参考答案：（02. 一个简化的机票销售系统需求描述如下：售票员根据旅客需要的航班，首先查询有无该航班机票。

若有，则负责录入旅客的基本信息，并将指定的机票标志设置为售出；售票部经理可随时查询每一个航班的售票情况，并在当日结算时能计算出日营业额。

请画出该系统的0层DFD图和1层DFD图(注：1层分解为查询和录入、统计和计算两个处理)。

3. 图书馆的预定图书子系统有如下功能：（1）由供书部门提供书目给订购组（2）订书组从各单位取得要订的书目（3）根据供书目录和订书书目产生订书文档留档（4）将订书信息（包括书目、数量）反馈给供书单位（5）将未订书目通知订书者（6）对于重复订购的书目有系统自动检查，并将结果反馈给订书者画出数据流图，并转换为软件结构图。

4.某单位要研制一个计算机培训管理系统，它的业务是将学员发来的信件收集分类后，按以下几种情况处理：1）处理报名如果是报名，则将报名数据送给负责报名事物的职员，他们将查阅课程文件，检查课程是否满额，然后在学生文件、课程文件上登记，并开出报告单较财务部们，财务人员开出发票给学生。

2）注销课程;如果是想要注销原来已选修的课程，则有注销人员在课程文件、学生文件和账目文件上做相应的修改，并给学生注销单。

3）处理付款如果是付款，则有财务人员在账目文件上登记，也给学生一张收费收据。

要求：给出该系统的数据流图和软件结构图。

作业四面向对象需求建模（第9-11章）4-1、根据以下描述，使用面向对象的分析方法，分析有那些主要对象和这些对象的主要属性、方法，画出对象图。

一个饮料自动售货机可以放置五种不同或部分相同的饮料，可由厂商根据销售状况自动调配，并可随时重新设置售价，但售货机最多仅能放置50罐饮料，其按钮设计在各种饮料样本的下方，若经金额计算器累计金额足够，则选择键灯会亮；若某一种饮料已销售完毕，则售完灯会亮。

顾客将硬币投入售货机，经累加金额足额的饮料选择键灯亮，等顾客按键选择。

顾客按键后饮料由出物口掉出，并自动结算及找钱。

顾客可在按下选择键前任何一个时刻，可以拉动退币杆取消交易收回硬币。

4-2、请画出一个用户使用银行ATM的状态转换图。

从用户将卡插入卡槽开始，到用户取卡结束（如果用户忘记，ATM应报警），用户可以完成以下几个步骤：登录（卡片进入ATM机后，如果不是可读卡，退卡；如是，等待用户输入密码，三次错，吞卡，正确后进入主菜单），取钱（进入取钱菜单，输入金额，如果帐户余额不足，提示余额，并要求用户重新输入，如果帐上钱够，吐钱币，并询问是否打印凭证，最后返回主菜单），主菜单提供退出取卡选择。

4-3、某公安报警系统在一些公安重要保护单位（银行、学校等）安装了报警装置，其工作过程如下：一旦发生意外事故，故事发生单位只需按报警按钮，系统立即向公安局发出警报信息、自动显示出报警单位的地址、电话号码等。

110警车立即出动前往出事地点。

值班人员可以接通事故单位的电话、问清情况，需要时再增派公安人员到现场处理。

根据以上情况进行分析，确定本系统有哪些用例、对象，画出用例图、类图及顺序图。

下面是某位同学做的用例：按报警按钮，向公安局发出警报信息，显示报警单位地址电话，110警车前往出事地点，值班人员接通事故单位的电话、问清情况，增派公安人员对象：事故单位、报警系统、公安局、值班人员、公安人员，警车类图：用例图：事故单位报警系统值班人员顺序图：4-4、小李新接了一个项目：设计一个简单的学生选课系统，系统能注册符合要求的同学，同学注册以后就能进行选课，选课过程如下：先选课名，然后根据课程的上课老师、时间、地点和人数限制来决定是否成功选课；老师也可以根据情况提供新的课程说明或修改过去课程的说明；教务处的老师统一管理注册的情况，可以有删除、修改学生、老师和课程的权限。