基于有限状态机模型的GUI设计及其应用
基于有限状态机的自动门控系统软件设计
基于有限状态机的自动门控系统软件设计田龙;何勇灵【摘要】采用有限状态机的方法设计了一种自动门控制系统软件,可实现自动门的可靠开闭和精确检测.本文介绍了自动门控系统控制及检测要求,给出了有限状态机的基本原理,建立了基于有限状态机的程序设计模型,给出软件设计的部分关键代码.单步调试及装车实测证明:有限状态机模型有助于规范化解决控制系统软件设计问题.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】4页(P11-14)【关键词】有限状态机;信号检测;自动门控制【作者】田龙;何勇灵【作者单位】北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TP24在某自动门控系统中，根据门控装置配置的光电传感器、接近开关、微动开关和控制按钮的状态，执行开门、关门、锁门及开关门二级缓冲动作。
划分门控系统运行状态，确定不同输入条件下门控系统状态转移过程，是设计自动门控系统软件的关键。
本文根据自动门控系统配置传感器的信号特征，合理划分门控系统运行状态，采用有限状态机原理，设计了门控系统控制和监测软件，极大地提高了软件设计可靠性。
自动门控系统输入信号包括：锁门状态信号、关门位置信号、关门检测信号、开门检测与位置信号、开门关门控制信号，分别以红外传感器、微动开关、接近传感器和门按钮实现物理动作与电信号转换，嵌入式微控制器根据输入信号的变化，按设计的控制逻辑，控制直流电机拖动自动门动作。
自动门控系统原理框图如图1所示。
自动门控系统输入信号特征如下：(1) 锁门状态信号，电平电压24 V、0 V有效，在红外传感器被锁舌遮挡时，信号能够保持低电平；(2) 关门位置信号，电平电压24 V、24 V有效，当自动门门板上的金属挡板触碰微动开关使其闭合时，信号持续保持高电平；(3) 关门检测信号，电平电压24 V、0 V有效，金属挡板遮挡接近传感器时，信号保持低电平；(4) 开门检测与位置信号，电平电压24 V、0 V有效，金属挡板遮挡接近传感器时，信号保持低电平，金属挡板通过接近传感器后，信号恢复高电平；(5) 开关门控制信号，由门按钮按下时给出电平电压为24 V的控制信号，有效时间<0.5 s，根据当前门状态控制直流电机的正转或者反转。
《有限状态机应用》课件
验证状态转移逻辑
通过测试用例验证状态转移逻辑的正确性和 完整性。
软件测试中的状态判定逻辑
分析状态判定需求
对软件的状态判定需求进行分析，明确判定条件和 结果。
设计状态判定算法
根据判定需求，设计出合理的状态判定算法。
验证状态判定逻辑
通过测试用例验证状态判定逻辑的准跳转的目标页面或状
态。
跳转过程实现
02 执行跳转操作，如使用HTML的锚点链接、使用
JavaScript进行页面跳转等。
跳转结果处理
03
在跳转完成后，处理跳转结果，如加载新页面、更新
UI等。
PART 05
有限状态机在软件测试中 的应用
软件测试中的状态管理
定义软件的状态
有限状态机是一种抽象的数学模型， 用于描述系统在有限数量的状态之间 转换的行为。
它由一组状态、一组输入事件和一个 状态转换函数组成，根据输入事件在 状态之间进行转换。
有限状态机的特点
有限性
系统只有有限个状态，并且每个状态都有一个明 确的含义和行为。
确定性
对于给定的输入事件，状态转换函数总是确定一 个唯一的状态转换。
状态的跳转
总结词
阐述在不同状态下如何进行逻辑处理 和跳转。
详细描述
在有限状态机中，每个状态的转移都 伴随着一定的逻辑处理。这部分内容 将详细介绍在不同状态下如何进行逻 辑处理以及如何根据处理结果决定状 态的跳转方向。
PART 03
有限状态机在游戏开发中 的应用
游戏中的状态管理
状态定义
明确游戏中的各个状态，如待机、游戏进行 、胜利、失败等。
离散性
系统的状态转换是离散的，即在任意时刻只能从 一个状态转换到另一个状态。
有限状态机数学模型_概述及解释说明
有限状态机数学模型概述及解释说明1. 引言1.1 概述在计算机科学领域中，有限状态机（Finite State Machine，FSM）是一种用于描述对象或系统的行为方式的数学模型。
有限状态机通过定义一组离散的状态和状态之间的转换规则来描述系统的动态变化。
1.2 文章结构本篇文章主要围绕有限状态机数学模型展开讨论，并依次介绍了其定义、基本特性、状态转换图等内容。
同时也会对有限状态机在现实世界中的应用领域进行探讨，并介绍设计原则以及状态转换表和状态转换图之间的关系。
最后，本文将通过具体实例分析三种不同情况下有限状态机模型的应用，以期帮助读者更好地理解该数学模型。
1.3 目的本文旨在提供一个简明扼要但详尽全面的概述，使读者对有限状态机数学模型有一个清晰明了的认识。
通过阅读本文，读者将能够了解该数学模型在实际应用中的重要性，并能够运用所学知识解决相关问题。
此外，本文还将指出当前研究领域中有限状态机数学模型存在的一些局限性，并展望未来的研究方向，以促进学术界对该领域的深入探索和创新。
2. 有限状态机数学模型2.1 定义有限状态机（Finite State Machine，FSM）是一种表示系统运行状态的数学模型。
它由一组离散的状态、条件和转移规则组成，用来描述一个系统在不同输入下所处的各个状态以及状态之间的转移。
在有限状态机中，系统根据当前所处的状态和输入条件来确定下一个要进入的状态。
其中，状态是指系统可能存在的各种状况，而输入条件则触发或影响状态之间的转换。
2.2 基本特性有限状态机具备以下基本特性：首先，它是离散的，即只能处于有限个预定义的状态之一，在每个时间点上只能存在于一个唯一的当前状态。
其次，它具备确定性和非确定性两种形式。
确定性有限状态机（Deterministic Finite State Machine，DFSM）中任意给定一个输入条件和当前状态，则仅存在唯一一种下一个状态；而非确定性有限状态机（Non-deterministic Finite State Machine，NFSM）允许存在多个可能的下一个转移路径。
《有限状态机应用》课件
有限状态机的组成要素
状态
有限状态集合，表示系统的当 前情况。
事件
触发状态转换的输入信号或条 件。
转换
定义了状态之间的关系和条件， 描述了从一个状态到另一个状 态的转变。
有限状态机的应用领域
交通信号灯
控制车辆行驶方向和红绿灯变化。
自动售货机
根据用户选提供相应的商品。
电梯
控制电梯的运行和楼层选择。
2 可扩展性
考虑到未来可能的需求变化，设计状态机具有较高的可扩展性和灵活性。
3 可读性
使用清晰的命名和注释，使状态机的逻辑易于理解和维护。
总结
有限状态机是一种强大的工具，用于描述系统的行为和处理复杂的逻辑。掌 握有限状态机的应用和设计原则，可以帮助我们更好地理解和构建各种系统。
有限状态机应用
有限状态机是一种用于描述系统行为的数学模型。它由状态、事件和转换组 成，并在各个应用领域具有广泛的应用。
什么是有限状态机
有限状态机是一种数学模型，用于描述具有有限个状态和状态之间相互转换的系统。它可以用于模拟现实世界中的 各种行为和过程。
有限状态机的基本概念
有限状态机由状态、事件和转换组成。状态表示系统所处的不同情况，事件触发状态的变化，而转换定义了状态之 间的关系和条件。
有限状态机的实际案例
1
自动跳转
网页中的轮播图切换，自动根据设定的时间间隔跳转到下一张图片。
2
游戏AI
计算机游戏中的敌人行为模式，根据玩家的操作和游戏状态做出相应的反应。
3
电子支付
根据用户的输入和交易状态，完成相应的支付过程。
有限状态机的设计原则
1 简洁性
设计状态和转换尽量简洁，避免不必要的复杂性。
有限状态机在数字调度系统中的建模及应用
有 限 自动机（ ｉｉ ｔｍａａＭａ ｈｎ ） Ｆｎｔ Ａｕｏ ｔ ｃ ｉｅ是计 算机科 学 的重要 基石 ，是 由状 态 、变换 和行 动组成 的行 为 ｅ
模 型 。状态 存储 关 于过 去 的信 息 ，它 反 映 了从系 统启 动到 显示 时 刻 的输 入改 变 ；变 换表 示一 个状态 改 变 和 被一 种情 形描 述 ，其 需 要被 实 现来 完成 这 个转 换 ；一个 动作 是 一个 行 为 的描述 ，被在 一个 给定 的时 间 执行 。有 限 自动机在 软件 开发 领域 内通 常被称 作有 限状态 机 （ｉｉ ｔｔ ｃ ｉｅ Ｆｎｔ Ｓａｅ ｅ Ｍａｈｎ ，简称Ｆ Ｍ） Ｓ ，是一 种应 用 非常 广泛 的软 件 设计 模 式 ，是 一种 用来 进行 对 象行 为建 模 的工 具 ，其 作用 主要 是 描述 对象 在它 的生 命 周 期 内所经 历 的状 态 序列 ， 以及 如何 响应来 自外 界 的各 种消息 事件 。
终端 为一模拟 线路 模块 的一个模 拟 终端 ， 当接 到调度 台发 起 的呼 叫ｆ 占有请 求１ ，会进入 振铃状 态 ，然后 时
收 稿 日期 ：２ １ －５０ ０００ —７
作者简介：周先存（ ７－女， １ ４） 安徽六安人， 副教授， ９ ， 硕士， 主要从事计算机网络与通信方面的研究．
说，就是在 消 息（ 或事件） 的驱 动下 ，进程 从一 个状态转 移到 另一个 状态 。 数 字 调度 系统 主 要 由交 换 网络 、接 口模 块和 终 端组 成 ，是 一个 很 典型 的专用 呼 叫处 理系 统 ，需要 有 调度指 挥控 制 台 ，常称 为 调度 台 。通过 调度 台发 起呼 Ⅱ ， 由交 换 网络 进 行 呼 叫建立 和话 路接 续 。设用 户 Ｌ １
前端开发中的有限状态机原理与应用实例
前端开发中的有限状态机原理与应用实例前端开发是现代软件开发中重要的一环，它负责用户与应用之间的交互界面。
在开发过程中，我们经常面临复杂的用户交互逻辑，为了更好地管理这些逻辑，有限状态机（FSM）成为了前端开发中一个重要的概念。
本文将介绍有限状态机的原理，并以一个应用实例来展示其在前端开发中的应用。
一、有限状态机的基本原理有限状态机是一种数学模型，用来描述对象在各种离散状态之间的转换。
它由一组状态集合、一组输入事件和一组转换规则构成。
在有限状态机中，对象根据输入事件的发生，从当前状态转移到下一个状态。
对于前端开发而言，状态可以是用户界面中的各种情况，例如登录界面的“未登录”和“已登录”状态、表单页面的“填写中”和“提交完成”状态等。
输入事件可以是用户的交互动作，比如点击按钮、输入文本等。
转换规则定义了对象在某个状态下接收到某个输入事件后转移到下一个状态的逻辑。
有限状态机具有以下特点：1. 状态数是有限的；2. 对于同一个状态和输入事件，转移到下一个状态的结果是确定的；3. 有限状态机可以有多个起始状态；4. 有限状态机可以具备不同的结束状态。
二、有限状态机在前端开发中的应用实例为了更好地说明有限状态机在前端开发中的应用，我们以一个简单的表单验证功能为例，来展示有限状态机的实际效果。
假设我们有一个用户注册页面，在用户点击提交按钮后，需要对表单数据进行合法性验证。
我们可以使用有限状态机来管理整个验证流程。
首先，我们可以定义三个状态：“准备中”、“验证中”和“完成”。
初始状态为“准备中”。
用户点击提交按钮后，状态从“准备中”转移到“验证中”状态。
在“验证中”状态下，我们可以进行表单数据的合法性验证操作。
如果验证通过，则状态转移到“完成”状态，并完成表单的提交操作。
如果验证未通过，则状态返回到“准备中”状态。
这个过程可以使用如下的有限状态机图表示：(图中省略)有限状态机的实现可以使用各种编程语言和工具，例如JavaScript中的状态机库xstate。
基于有限状态机的工控系统软件设计
基于有限状态机的工控系统软件设计 (1)通过分析工控系统的特性，提出采用状态机的思想进行工控软件设计。
详细论述了高速状态机的错步问题以及控制层中状态机的状态划分问题。
结合具体的应用实例，给出了基于状态机的实现方法。
实验表明，采用状态机的设计方法有助于准确描述受控对象的行为，软件的健壮性和可靠性得到显著提高。
1. 引言1.1 工控软件的一般问题工控软件设计可分为基于控制环和基于实时操作系统两大类。
控制环是把各个功能模块连接成首尾相接的环状结构。
其特点为任何一个功能模块都不能出现死循环，甚至循环次数太多的循环语句都应避免出现。
以保证能够在实时意义上尽可能快地遍历各功能模块，从而满足实时多任务的需求。
在各功能模块中一般用状态机来描述模块所处的状态。
而实时操作系统则可以通过一套底层机制根据优先级和各任务状态调度各功能模块。
此时各功能模块就以“任务”作为表现形式。
但是在每个任务内部仍然为一个独立的控制环结构，仍然需要用状态机描述。
本文将结合工程实践论述状态机在工控中的应用，给出通用模型和注意要点。
1.2 有限状态机有限状态机是一种重要的思想方法。
从数学的角度看，它实际是一个五元组M = （I, O, S, δ,λ），其中I，O分别表示输入输出，S为状态向量，δ为次态方程（δ: S×I ->S），表示输出方程（λ: S×I -> O）。
有限状态机从结构体系上有层级状态机，并发状态机等。
层级状态机类似于软件中的子程序调度：更高层的一个状态对应于较低层的一个状态机。
这个高层的状态处于底层状态机的某个状态中。
这个低层状态称为子状态。
与子程序调用受到系统堆栈深度制约不一样，层级状态机可以由开发者根据控制对象的层次性运动规律任意指定深度。
与子程序的目的一样，层级状态机也是为了提高控制软件的模块化程度，降低状态分析的复杂度。
并发状态机偏重于描述状态机的调度。
状态机本身不能实现什么并发功能，并发的实现是通过软件调度的。
基于界面状态有效性的GUI自动测试模型
基于界面状态有效性的GUI自动测试模型
吴恒山;王金红
【期刊名称】《华中科技大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2004(32)12
【摘要】针对图形用户界面 (GUI)自动功能测试存在的问题 ,提出了一种基于图形用户界面状态有效性的有限自动机 (FSM )测试模型 ,给出了建模方法和测试方法 .该模型不仅能提高测试脚本的重用性 ,而且能够自动产生GUI测试路径和测试输入数据 .
【总页数】3页(P34-36)
【关键词】GUI测试;界面状态;有效性;FSM
【作者】吴恒山;王金红
【作者单位】华中科技大学计算机科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.5
【相关文献】
1.基于对象模型的状态模型（用户界面）研究 [J], 杜湘;张国飞
2.基于HFSM模型的GUI自动测试 [J], 姜文君;李建涛
3.基于有限状态机模型的GUI设计及其应用 [J], 吴春波;苏厚勤
4.基于云平台和深度学习的软件GUI自动测试系统 [J], 徐时怀;陆慧娟;叶敏超;严珂;金群;
5.基于云平台和深度学习的软件GUI自动测试系统 [J], 徐时怀;陆慧娟;叶敏超;严珂;金群
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有限状态程序模型及其应用
第15卷第4期五邑大学学报（自然科学版） Vol.15 No.4 2001年12月JOURNAL OF WUYI UNIVERSITY (Natural Science Edition) Dec. 2001文章编号：1006-7302（2001）04-0066-05有限状态程序模型及其应用邓志洪1，张治国2（1. 广州瑞达通信技术有限公司，广东广州 510630；2. 中山大学计算机科学系，广东广州 510275）摘要：工程实际中的大部分应用程序都可以用有限状态机来描述. 论文首先提出了一个一般性的有限状态程序模型，即有限状态自动机. 并讨论了基于有限状态模型的程序框架生成和该模型的一些性质. 对于工业中的大多数专用应用程序和嵌入式系统，该模型给出了简洁、直观、统一的规范描述及其开发与维护方法.关键词：有限状态自动机；有限状态程序；有限状态模型中图分类号：TH161 文献标识码：B在目前的许多实际应用中，程序的开发模式通常是针对某个应用问题去开发一个程序. 尽管很多程序是相似的或相近的，但每次也都要进行许多重复工作. 这样的开发模式，浪费大量的人力物力和财力. 针对以上情形，并结合实际工作经验，我们提出了有限状态程序模型. 它是建立在有限状态机的基础上的. 利用这个模型，可以解决工业上的一大类问题，建立一个通用的程序框架，对软件重用和程序自动方面具有一定的意义.有限状态程序模型将程序描述成两个映射f和δ，这两个映射分别用来表示状态转移和消息响应，这种表示具有描述清晰、简化问题、结构明了的特点.有限状态程序模型可以用一个关系表格或一个有限状态迁移图来表示. 这使得程序的自动生成、修改、升级及扩展变得非常简单. 由于我们可以将一个有限状态程序的框架用表格的形式表示出来，所以编程人员只要填入相应的信息，就可以生成一个应用程序. 程序的编制就变成了表格的填写，这样大大简化了编程，而且对编程人员的水平要求也降低了. 程序的修改也只是对该表格的简单修正，使程序的升级和维护变得非常简单. 对于工业中的大多数专用应用程序和嵌入式系统，此模型给出了简洁、直观、统一的规范描述及其开发与维护方法.１ 有限状态程序模型的基本定义 定义１(有限状态程序) 在任何一次运行中，程序p的状态都是有限的，则称该程序是一个有限状态程序. 所有有限状态程序的的集合用F P表示.定义 ２（有限状态模型) 一个有限状态程序的有限状态模型P = (S,M,C,δ,,f ).其中，S表示所有程序状态的集合(对应于有限状态机中的状态)；M表示所有消息的集合；C 表示所有处理函数的集合；δ表示状态转换函数的集合，δ：S×C→S；f表示辅助数的集合，第１５卷 第４期 邓志洪等：有限状态程序模型及其应用 67即由状态、消息到处理函数的映射，f : S ×M →C .处理函数C 由状态S 和消息M 确定，即f 是由{ S ×M } 到 C 的映射,而新状态S ` 由当前状态与处理函数C 确定，即δ是由{ S ×C }到S 的映射. 状态转换的逻辑关系如下：即程序从状态S 1到S 2转换的过程可以表示为C = f (S 1，M ) S 2 =δ(S 1，C )定理１ 任何一个p ∈F P , 均可由一个M 表示. 证明 从程序状态的有限性，可立即得到结论.定义３ 任何一个程序的有限状态模型都可以由结构为S ×M ×C 和S ×C ×S 的两个关系表格来表示. 由于状态的相关性，这两个表格的结构可以简化为S ×M ×C ×S .２ 基于有限状态模型的程序规范描述 图 12）交换机执行该命令；3）若成功，则返回成功信息，进入测试状态，否则返回遇忙信息.针对以上问题，我们建立有限状态机模型来解决. 可以用图1表示，其中圆形结点表示状态，而方框中的信息表示消息名称，而有向边则表示状态转换方向. 具体解释如下：五邑大学学报（自然科学版） ２００１年 68状态集： 消息集：处理函数集合：Init:初始状态 Idle:空闲状态Go_Init:初始化消息，通常是开始时发该消息do_nil ：空操作(即不做任何事) do_status ：显示状态 Acc_DN:抓线状态 Go_Idle:置闲do_idle ：返回空闲状态 Test:测试状态 Go_Test:进入测试状态 do_acc ：执行抓线操作 Busy:忙状态 Go_Busy:遇忙 do_rls ：执行放线操作 Continue:继续 do_busy ：返回忙状态 TimeOut:超时 do_test ：进入测试do_init ：初始化简要说明图1的流程，最初状态为Init ，当接收到Go_Init 或Go_Idle 消息时，其状态转变为Idle ，此时，若接收到Go_Test 消息时，其状态将变为Acc_DN 等.在实际的编程时我们将图1转化为状态转换表表 1. 表1描述了所有状态之间转换的关系，也列出了各状态之间转换时所调用的函数名称，这是编程时候用到的，另外，表中的None 消息是图1中没有描述出来的，实际上可以表示为从状态到自身的转换，由于状态没有产生变化，因此，在图上就没有画出来.通过表1，与交换机接口通信的程序设计就变成了这样的状态转换表的设计，只要将该表填好，整个程序也就基本完成了，而不需要针对每一种交换机都专门编写驱动程序，这样大大简化了编程工作量. 另一方面，对编程人员的要求也降低了.上述的交换机接口只是一种较简单的接口，还有更加复杂的接口. 不过，接口的流程是相似的，只是增加更多的状态，同时相应的转换关系也更复杂而已.３ 基于有限状态模型的程序框架生成 对于任一个能用有限状态模型来描述的程序，均可以转化成一张S ×M ×C ×S 的表来描述，因此，我们可以根据这种表建立一个通用的程序框架，该程序框架可以处理任意能用有限状态模型来描述的程序，从而实现程序的自动生成. 以下对程序框架的实现进行简单说明.表１ 状态转换表 S M C S ` Init None do_nil Init Init Go_Status do_status Init Init Go_Init do_init Idle Init Go_Idle do_idle Idle Idle None do_nil Idle Idle Go_Status do_status Idle Idle Go_Init do_init Idle Idle Go_Idle do_idle Idle Idle Go_Test do_acc Acc_Dn Acc_Dn None do_nil Acc_Dn Acc_Dn Go_Status do_status Acc_Dn Acc_Dn Go_Init do_init Idle Acc_Dn Go_Idle do_rls Idle Acc_Dn Go_Busy do_busy Busy Acc_Dn Continue do_test Test Acc_Dn Time_Out do_busy Busy Test None da_nil Test Test Go_Status do_status Test Test Go_Init do_init Idle Test Go_Idle do_rls Idle Test Go_Test do_ack Test Busy None do_nil Busy Busy Go_Status do_status Busy Busy Go_Init do_init Idle BusyGo_Idledo_rlsIdle第１５卷 第４期 邓志洪等：有限状态程序模型及其应用 69首先，程序框架中预先设定状态和消息的结构，由编程人员按需要进行加入；其次，设定状态转换表，由编程人员填写该表，程序框架中只是根据当前状态、接收到的消息进行判断，从而选择处理函数，并转换到下一状态；第三，对于每个程序来说，所有处理函数可能是不同的，需由编程人员重新编写.利用这个程序框架，要生成一个新的程序，只需要确定好所有的状态、消息，填写好状态转换表，编写处理函数，以上几点完成了，一个新的程序也就生成了.４ 基于有限状态模型的程序升级 利用有限状态程序模型，我们对其下列性质进行讨论：1）处理函数的升级，是指模型当中的状态数S、消息数M均不变，只是处理函数C发生改变，整个程序逻辑结构不变.2）消息的增减，是指消息数M变化，状态数S保持不变，这样也会引起处理函数C发生改变，整个程序逻辑结构基本不变.3）状态的分解，是指状态数S发生变化，这样也会引起消息数M和处理函数C发生改变，但整个程序逻辑结构变化不大.以上3种情况全都不需要对程序的整体框架进行修改.而框架的修正，是指整个程序逻辑结构发生了变化，有可能引起状态数S、消息数M和处理函数C均发生改变，这种改变比较复杂，但原来表格的变化不大.５ 结语 综上所述，有限状态程序模型具有以下优点：有限状态程序模型将程序描述成两个映射f和δ，这样具有描述清晰的优点. 通过这个模型，使原本复杂的问题变得简单、清晰，结构更加明了.用这种模型设计出来的程序易于修改、升级及扩展. 特别是对于工业中的大多数专用应用程序和嵌入式方法，此模型给出了简洁、直观、统一的规范描述及其开发与维护方法.利用有限状态程序模型，我们可以制作一个程序框架，该程序框架以表格形式将当前状态、消息、转换函数、下一状态及其关系提供出来，由编程人员将这些信息填入，从而生成一个程序. 这就是基于有限状态程序模型的程序自动生成器. 利用它，程序的编制就变成了表格的填写，这样大大简化了编程，而且对编程人员的要求也降低了.同时，有限状态程序模型也存在一些局限性，对于一些状态较复杂或状态不确定的程序，如递归程序就不适用，然而，在实际当中，大多数应用没有过于复杂的计算性，具有有限的程序状态，程序计算有较简单的规则性，因此，有限状态程序模型还是相当有用的.参考文献：[1] Hopcroft J.E., D.Ullman, Introduction to Automata Theory, Languages and Computation, Addison-Weslaypublishing Co. 1979[2] David Gibson , “Finite State Machines Making simple work of complex functions，[EB/OL]http://www.micro-/tips/fsm/fsmartcl.htm五邑大学学报（自然科学版） ２００１年 70A Finite State Program Model and Its ApplicationsDENG Zhi-hong 1，ZHANG Zhi-guo2(1. Guangzhou RELTEC Communication Technology Co.,Ltd Guangzhou 510630, China; 2.Dept of ComputerScience, ZhongShan University Guangzhou 510275, China)Abstract：most of the applications in practice of industry can be presented as finite state machines. This paper put forward a general finite state program model-that is finite state auto-machine. The program frame formation and the features of finite state model are discussed here. Therefore as to most special applied program and embedded system in industry, this model presents a precise, direct and unified principle with its development and maintainance.Key words: finite state machine; finite state program; finite state model。
单片机编程中有限状态机的应用
) 当接收到指令 $ 之后才能展开第一阶段的工作工作的具 体方式主要以数据 $28实施在接收至指令 ) 之后再展开第二 阶段的工作具体的工作方式也以数据 $2N实施
表 $ 指令 $ 的通信格式
帧头
数据 $28
帧尾
起始标志
6UNd/数据
结束标志
表 ) 指令 ) 的通信格式
帧头
数据 $2N
帧尾
关键词单片机编程有限状态机应用
55状态机在对一些逻辑较为复杂或者实时性较强的问题的 处理过程中具有一定的优势有限状态机属于一类数学模型 它主要是通过某些有限的状态或者在相关状态之间的动作与 转移而构成的此数学模型被广泛的运用在系统分析与设计当 中 有限状态机的基本特性通常以描述控制为主它在软件中 是一类比较常用的处理方式 有限状态机运用于单片机程序 中可以把相对复杂的事件分解成具体的稳定状态再利用外部 事件将程序的状态加以改变并在此基础上进行相关的操作 处理
起始标志
6UNd多的状态在运行程序时 通过对状态值的判断才可以真正判断此次程序的基本走向当 状态值的判断方式与全部已知状态值对比是否存在相等的方 式进行那么程序当中也将会存在较多的判断转移语句如此 一来程序会在判断语句上浪费较多的时间同时所浪费的基 本时间也会以线性状态增加在状态较多的情况下也将有可能 在此次处理并未完全结束时传送过来下一个数据在这种情况 下极有可能会因无法及时的接收数据而使得数据漏掉最终 出现错误 要想防止此问题的发生我们可以通过下面的方法 着手实施 首先在程序的存储器当中对各个分支状态的程序 入口设置地址表其次再把此前的状态值赋给 LN"]LD 再通过 N"]7LvLf!QID指令来查找地址表将各分支入口 的地址找出来再将此地址在于 L中 同时通常散转指令 HNQvLf!QID转向分支对程序加以处理
基于有限状态机的优化电梯控制算法的设计和实现
基于有限状态机的优化电梯控制算法的设计和实现电梯控制系统是一个复杂的自动化控制系统，文章在分析电梯运行特点的基础上，设计一种电梯运行控制的有限状态机模型，基于该有限状态机模型设计优化的电梯控制算法，并实现该算法，实验表明，该算法具有逻辑清晰、简单明了、运行可靠高效等特点，可以很好地应用于教学及实际电梯控制系统之中。
标签：电梯；有限状态机；电梯控制算法；算法设计与实现在现代社会中，特别是高层建筑里，电梯是不可缺少的垂直运输工具。
电梯的特点是所占面积很小，通过合理的控制程序可以将乘客或货物安全有效快速地运送到不同的楼层[1][2]。
而目前的电梯控制算法比较复杂，程序比较繁琐[3]，文章提出了基于有限状态机的优化电梯控制算法，并给出了具体的实现。
1 电梯运行分析电梯结构，一般电梯内有所有楼层的对应按键，提供人们按下所要到达的目的层；每一层电梯外都会对应有一个向上和向下的方向键（如果是最高层，则只有向下的按键；如果是最底层，则只有向上的按键），提供人们所在楼层做出上楼或者下楼的操作。
电梯作为垂直运输的升降设备，它通用的使用规则：当只有一层有需求时，电梯直接响应。
每到达一个需要响应的楼层，则开门后关门。
当电梯处于上升状态时，电梯只响应高层的上升按键请求。
当电梯处于下降状态时，电梯只响应低层的下降按键请求。
每个请求信号保留到执行后自动删除。
2 电梯控制的有限状态机模型设计有限状态机是表示有限个状态以及这些状态之间转移和动作等行为的数学模型，在软件设计领域中，状态机经常用来描述一些复杂的算法，表明一些算法内部的结构和流程[4]。
文章采用有限状态机来描述电梯的控制过程，思路明确清晰。
有限状态机关键的步骤在于确定状态的对象以及状态的个数，文章将电梯处在的每一个楼层都视为一个状态，而每一个状态下都对应电梯开门、关门、停止、向上走一层和向下走一层这些动作，动作之间的转移有相应的条件触发，具体参考图1所示。
对图1中具体的状态、动作转移说明如下：（1）“到达第N层”这个状态下，能产生“电梯开门”动作的触发条件为条件1，条件1为：第N层为目的地。
有限状态机应用
传输层协议
传输层协议
有限状态机在传输层协议中用于管理 端到端的数据传输。有限状态机能够 处理连接建立、数据传输和连接关闭 等过程，并提供可靠的数据传输服务 。
总结词
有限状态机在传输层协议中提供可靠 的数据传输服务，确保端到端通信的 稳定性和可靠性。
详细描述
在传输层协议中，有限状态机用于管 理端到端的数据传输。有限状态机能 够处理连接建立、数据传输和连接关 闭等过程，并提供可靠的数据传输服 务。通过状态转换，有限状态机能够 识别不同的通信事件并根据需要采取 相应的处理措施，确保数据传输的稳 定性和可靠性。这有助于提高通信系 统的性能和可靠性。
02
特性
有限状态机具有有限数量的状态，并且每个状态 都有一个或多个转移条件，触发状态之间的转换。
状态机的组成
状态
表示系统的一种状态，每 个状态都有一个唯一的标 识符。
动作
在状态机转换过程中执行 的操作，可以是系统的行 为或输出。
事件
表示系统状态的转移条件， 事件的发生会导致状态机 的状态转换。
状态机的分类
微处理器控制
微处理器的控制逻辑通常使用有限 状态机来实现，以管理内部操作和与 外部世界的交互。
VS
微处理器的指令执行、内存访问和输 入/输出操作都由有限状态机控制。 这些状态机管理微处理器的内部状态， 并根据指令和数据在各种状态之间进 行转换。例如，指令解码器就是一个 有限状态机的例子，它根据当前的指 令码状态来选择下一个状态和要执行 的指令。
01
网络层
在网络层中，有限状态机用于描述路由 器的状态转换，如TCP/IP协议中的TCP 连接状态机。
02
03
传输层
传输层中的有限状态机用于实现可靠 的数据传输，如TCP协议中的发送和接 收状态机。
基于有限状态机的产品设计依赖动态建模及更新方法
试论析有限状态机在嵌入式软件设计中的应用
试论析有限状态机在嵌入式软件设计中的应用摘要：现如今，随着嵌入式软件行业的发展，本文主要围绕有限状态机在嵌入式软件设计中的应用展开分析，以供相关人士的参考。
关键词：有限状态机；嵌入式软件设计；应用1、有限状态机有限状态机的主要功能是实现数字电路设计中的控制部分，这一点与CPU的功能十分类似。
但有限状态机比CPU具有一些更优的功能：①CPU在实现控制功能的过程中，需要很多的操作指令和硬件操作单元，而在有限状态机中，控制状态存储在多个触发器中，表示状态转移控制功能的代码存储在门级网络中；②有限状态机逻辑通常十分适用于可编程逻辑器件。
在用有限状态机实现数字电路中的控制单元时，通常它们的对应关系是：有限状态机中的每一个状态对应于控制单元的一个控制步；有限状态机的次态和输出对应于控制单元与每一个控制步有关的转移条件。
只要遵守这两条对应关系，就不难用有限状态机来描述数字电路中的控制单元了。
实际应用中，有限状态机主要有两种类型：①Moore型有限状态机：该有限状态机的输出信号仅与当前状态有关，即可以把Moore型有限状态机的输出看成是当前状态的函数；②Mealy型有限状态机：该有限状态机的输出信号不仅与当前状态有关，还与所有的输入信号有关，即可以把Mealy型有限状态机的输出看成是当前状态和所有输入信号的函数。
两种类型状态机的结构图如图1所示。
图1由图可见，两者结构上的差别在于：Moore型有限状态机与输入信号无关，而Mealy型有限状态机却与输入信号有关。
为了构造一个Mealy型有限状态机，仅需将输出信号根据设计要求表示为现态和所有输入信号的函数即可。
有限状态机可具有多种不同的描述方式，但为了综合工具可以将一个完整的硬件描述语言源代码识别为有限状态机，必须要遵循并包括以下描述规则：①至少包含一个状态信号，它们用来指定有限状态机的状态；②状态转移指定和输出指定，它们对应于控制单元中与每个控制步有关的转移条件；③时钟信号，它是用于进行同步的；④同步或异步复位信号。
一种VFSM的图形用户界面的测试方法
一种VFSM的图形用户界面的测试方法
陈启安;李小将;李蜀瑜
【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2002(041)006
【摘要】采用有限状态机(FSM)来模拟GUI的测试问题具有很大的局限性.作者针对基于FSM的GUI测试的局限性,提出了一个变量有限状态机(VFSM)的形式化模型,该VFSM通过引入一组变量,可以使用较少的状态来模拟复杂的GUI,并且根据GUI设计规范来构造VFSM相对比较简单;然后,给出了一个VFSM->FSM的转化定理和转化算法;接着介绍了基于VFSM的GUI测试方法的步骤;最后给出了该方法的一个应用实例数据,数据表明采用VFSM的GUI测试方法大大减少了状态、变换和输出的数量.
【总页数】5页(P706-710)
【作者】陈启安;李小将;李蜀瑜
【作者单位】厦门大学计算机科学系,福建,厦门,361005;西北工业大学计算机科学与工程系,陕西,西安,710072;西北工业大学计算机科学与工程系,陕西,西安,710072【正文语种】中文
【中图分类】TP316.2
【相关文献】
1.图形用户界面的回归测试方法研究 [J], 刘慧;高建华
2.基于模型的图形用户界面软件测试方法 [J], 高建华;顾燕萍
3.一种基于事件关系的图形用户界面程序测试方法 [J], 李翔;高建华
4.基于图形用户界面的软件的测试方法的研究 [J], 饶建农
5.一种嵌入式图形用户界面系统的设计与实现 [J], 张楠
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一种基于有限状态机和命令模式的设备监控软件模型
、
模 型 理 论 基 础
１ ． 有 限状 态 机 简 介
有 限状 态 机 （ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ ，Ｆ Ｓ Ｍ ）是 具 有 离
散输 入和 输 出 的 一种 数 学 模 型 。它具 有 记 录 历 史输 入 的 内部 状
态 ，根 据 当前 输 入确 定下 一 步 状态 和 行 为 的控 制 执 行能 力 ，能 有 效 的描 述 动 态 系 统 的 生 存 周 期 。一 个 完整 的 有 限 状 态 机 设 计 ，应包 含 三 个 要 素 ：状 态 、 事件 和动 作 。 一 个Ｆ Ｓ Ｍ 包 含 有 限 个状 态 ，系 统在 任 一 给 定 的 时刻 只 能 处于 其 中 的 一个 状 态 。 状 态 变 化 由事 件 所 驱 动 。事 件 可 以是 系统 内 部 或 外 部 输 入 信 号 。 系统 在 当前 状 态 下接 收 到 事件 ，则执 行 相 应 的 动作 ，即状 态转 移 函数 。有 限状 态 机 常 用状 态 迁 移 图 或状 态表 描 述 。
２ 命 令设 计 模 式 简 介
曩 靳 专Ｉ 出 母 ２ 龠净
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警 一 ｜
命 令 模 式 是一 个 高 内 聚 的 设 计 模 式 ，其 定 义 为 ：将 一 个
图 ２ 软 件 模 型 示 意 图 在 纵 向上 以设 备 控 制 命 令 的 生 命 周 期 为 轴 ，控 制 命 令 在
设 备 系 统 控 制 功能 不仅 需 要 考 虑 实 时获 取 的系 统 没备 参 数 ， 更 需 要 考 虑 设备 的控 制 逻 辑 ， 错 误 的 设 备控 制 逻辑 不仅 会 造 成 系 统混乱 ， 还 有 可 能 造 成设 备故 障甚 至 设 备 损 失 。同时 ，由于 设
基于有限状态机的人机交互界面软件设计方法
基于有限状态机的人机交互界面软件设计方法
任娜;郭锴
【期刊名称】《中国新技术新产品》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】本文基于嵌入式系统并运用模块化思想,设计了一种相对对立的通用化工业分析仪表人机交互界面系统.程序设计基于事件目标驱动模型,以有限状态机的方式,在实际操作系统μC/OS-II中,用状态机把目标和事件联系起来,实现
OA(Obiect-Action)行为模式完成人机交互的过程,开发出符合工业分析仪表应用要求的人机交互界面软件系统,并实现软件与硬件的低耦合性,提高代码的重用率,降低开发周期并提高软件设计的可靠性.
【总页数】2页(P35-36)
【作者】任娜;郭锴
【作者单位】江苏省交通技师学院信息系,江苏,镇江,212006;江苏省交通技师学院信息系,江苏,镇江,212006
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
【相关文献】
1.基于Qt的手持式监测接收机人机交互界面设计与实现
2.基于高黏附可拉伸高分子材料的人机交互界面
3.基于视觉感知的人机交互界面优化设计研究
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Python开发的海德汉数控系统IO人机交互界面5.基于CPDLC空管人机交互界面的改进方法研究
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吴春波 苏厚勤
（ 华大学计算机科学与技术学院 东 上海 ２１２） ０６ ０
摘 要
为 了提高 Ｇ Ｉｇａｈｃｕｅ ｔｆｃ ） Ｕ （ｒｐ ｉ ｓｒｎｅ ａｅ 程序 的开发效 率和 质量 ， ｉ ｒ 比较 了 Ｍｏｒ ｏ 机与 Ｍｅｌ ａ ｙ机模 型 的优缺点 ， 出了一种适ｑ 提 ｊ
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ Ｔｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｆｉｉ ｎ ｙ ａ ａ ｉ ｆＧＵＩｐ ｏ ｒ ｍ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ， ｔ ｅ ａ ａ ａ ｅ ｎ ｓ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｂｅｗｅ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｅｆｃ ｅ ｃ ｎｄ ｑｕ ｌｔ ｏ ｙ ｒ ｇ ａ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎｔ ｈ ｄｖ ｎｔｇ ｓ ａ ｄ ｄｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｔ ｅ Ｍｏ ｒ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｃ ｉｅ
ＤＥＳ ＧＮ Ｉ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩ ＣＡＴＩ ｏＮ ｏＦ ＧＵＩ ＢＡＳ ＥＤ ｏＮ ＮＩ ＦＩ ＴＥ ＴＡＴＥ ＡＣＨＩ Ｓ Ｍ ＮＥ ＯＤＥＬ Ｍ
Ｗ ｕ Ｃｈ ｎ ｏ Ｓ ｕ ｉ ｕ ｂ ｕ Ｈｏ ｑ ｎ
（ ｏｌ ｅｏ ｏ ｐｔｒ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｏｇ ｕ ｎｖｒｔ，Ｓａ ｇ ａ ０ ６ ０， ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｅ ｆＣ ｍ ｕｅ Ｓｉ ｃ ｄＴｃｎｌ ｙ Ｄ ｎｈ ａＵ ｉ ｓｙ ｈ ｎ ｈ ｉ １２ Ｃ ｉａ ｅ ａ ｏ ｅｉ ２
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ ＧＵＩ Ｆｉｉｅ ｓａｅ ｍａ ｈｎｅ Ｍ ｏ ｒｍａ ｈ ｎ Ｍ ｅ ｌ ａ ｈ ｎ ＡＦＣ— ｕｔｍａ ｉ ａ ｅ ｃ ｌｅ ｔｏ ｎｔ ｔ ｔ ｃ ｉ ｏ ｃ ｉ ｅ ａｙ ｍ ｃ ｉ ｅ ａ ｏ ｔｃ ｆｒ ｏｌｃ ｉｎ
前 的状态 和输 入 ， Ｍｏｒ 而 ｏ 机的输 出只依赖于状态 。由于这种功
ｒａ ｙｂ ｅ ｐ ｌ ｄｔ ｓｍｉ ｕｏ ａ ｃｔ ｋ ｔ ａ ｈｎ ｓ ｎ ｕｏ ａｉ ｆ ｅｃ ｌ ｃｉ Ａ Ｃ ｙ ｔ ｅ ａｌｒｎ ｉ ｈ ｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｌ 。 ｅ ｄ ｅｎ ａ ｐｉ — ｔｍ ｔ ｃ ｅ ｍ ｃ ｉｅ ｔ ｔ ｒ ｏ ｅ ｔ ｎ（ Ｆ ）ｓｓ ｍ ｏ ｔ ｉ ｔ ｓ ．Ｔ ｅａ ｐｉ ｔ ｎｒ ｕｔ ｉ ｅ ｏｅ ａ ｉ ｉ ｉＡ ｍ ｃａ ｌ ｏ ｅ ｆ ｈ ｒ ａ ｔ ｃ ｉ ｅ ｓｎ
０ 引 言
图 形 用 户 界 面 Ｇ Ｉ 软 件 产 品 的 重 要 组 成 部 分 。 据 有 关 Ｕ是
能 上 的不 同 ， 两 种 状 态 机 的 应 用 方 式 差 别 也 很 大 。 Ｍｅｌ 这 ａ ｙ机
主要应用 于描述 事件类型输 出的状 态模 型 ， Ｍ ｏ 机主要应用 而 ｏｒ 于在特定状 态下有 持续 输 出 的模型 Ｊ 。为 了有效 地 描述 和实
பைடு நூலகம்
１ １ Ｍ ｅｌ ． ａｙ机 文献 ［ ］ ３ 中比较 正式地介绍 了 Ｍ ａ ｅｌ ｙ机的形式化定 义 ， 但若
第２ ７卷 第 １ 期 １
２１ ０ ０年 １ １月
计 算机 应 用与软 件
Ｃｏ ｕ ｅ ｐ ｉａ ｉｎ ｎｄ Ｓ ｆｗａ ｅ ｍｐ ｔ ｒＡｐ ｌｃ ｔ ｓ ａ ｏｔ ｒ ｏ
Ｖ０． ７ １２ Ｎｏ． １ ｌ
ＮＯ Ｖ． ２ ０ ０ｌ
基 于 有 限状 态 机 模 型 的 ＧＵ 设 计 及 其 应 用 Ｉ
ａ ｄ Ｍｅ ｌ ｃ ｉ ｅ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｎ ｅ ｎ ｄ ｆ ｉ ｔｔ ｃ ｉ ｅ ｍｏ ｅ ｈ ｃ ｔ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆＧＵ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ．Ｉ ｈ ｓ ａ— ｎ ａｙ ｍａ ｈ ｎ ｌ ｏ ａ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．ａ ｄ ａ ｒ ｆ ｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｄ ｌ ｉｈ ｆ ｓ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ Ｉ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ａ ｌ ｉ ｉ ｅ ａ ｗ ｉ
于Ｇ Ｉ Ｕ 设计的有限状态机模 型 ， 并将其成功 应用 于轨道 交通 Ａ Ｃ（自动售检票 ） Ｆ 系统 的半 自动售 票机 中。应用结 果表 明， 于这 一 基 状态机模 型设 计的 Ｇ Ｉ Ｕ 程序 具有开发速度快 、 可扩展 性知可靠性高等技术特 点。 关键词 Ｇ Ｉ 有 限状态机 Ｕ Ｍｏｒ ｏ机 Ｍｅｌ ａ ｙ机 自动售检 票
现 Ｇ Ｉ的 控 制 逻 辑 ， 要 对 现 有 的 Ｍｏｒ机 与 Ｍｅｌ 进 行 Ｕ 需 ｏ ａ ｙ机
改进 。
资料显示 ， 用户界 面在应用 软件 中平均 占开发量 的 ４ ％和运 行 ８ 时问的 ５ ％… ， ０ 因此提高 Ｇ Ｉ 开发效 率和 质量 ， 提升整 个 Ｕ 的 对
软件产品的质量和降低成本有重要意义 。 高 质 量 的 Ｇ Ｉ 程 是 一 项 艰 巨 的工 作 。Ｇ Ｉ 序 员 一方 面 Ｕ编 Ｕ程 需 要 考 虑 诸 如 表 格 、 钮 、 单 和 下 拉 框 等 控 件 的 位 置 、 小 和 按 菜 大 颜 色 等 界 面 布 局 和搭 配 ， 一 方 面 还 要 注 意 对 各 个 界 面 的 输 入 另