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使用活动图描述系统行为

活动图是 System Composer™ 中的一种图，用于通过一组受控的活动序列来建模动态工作流、流程或系统行为。您可以使用活动图来直观展示数据在系统内的流动方式以及决策的制定过程。活动图模型有助于更深入地理解系统的本质及其随时间推移的行为方式。

假设您正在设计一个软件算法。在编写任何代码之前，您可以使用活动图来创建一个清晰、直观的工作流示意图，就像一个动态流程图一样。您可以映射每个步骤和决策流程图，以帮助利益相关者理解逻辑、识别边界情况，并在设计阶段早期发现模糊之处。您可以为工作流的每个部分添加需求，并测试实现是否满足这些需求。例如，如果您编写的代码是用于具有明确系统架构的机器人控制器，则可以在活动图中分配具体的控制器组件。这种方法使您能够将需求与架构关联起来，并在整个开发过程中提高可追溯性。

您可以使用活动图来模型多种类型的流程和工作流，例如：

  • 构建一个购物流程模型，包括将商品加入购物车、授权支付以及下单。

  • 测试无人机任务工作流，例如起飞、机动和着陆。

  • 分析员工入职等业务流程，以发现并解决潜在的改进空间。

一个基本的活动图模型包含带有引脚的动作节点，这些引脚通过流线相互连接。该活动图展示了一个简单的算法，该算法读取一个值，并仅当该值大于或等于 5 时才对其进行处理。

这些概念与编写活动图相关：

  • 令牌是在活动图中流动的对象。令牌可以表示结构体和整数等数据，也可以简单地传递控制信号。对象令牌表示一个对象，如一段数据。控制令牌表示无数据载体的控制或触发事件。

  • 活动图中的流连接两个节点。虚线表示控制流。实线表示对象流。对象流中的令牌包含操作所作用的令牌数据。您可以使用对象流来路由输入或输出令牌，以便在对象节点之间传输信息或实体物品。控制流中的令牌触发操作的执行。您可以使用控制流来建模从一个 Action Node 到另一个动作节点的控制转移。

  • 动作节点是活动图中的一个关键构建块。动作节点表示要执行的动作。动作节点消耗输入令牌，并在引脚上产生输出令牌。使用 MATLAB® 函数或嵌套活动图来描述动作节点的行为。

  • 控制节点是令牌通过系统的逻辑流的路由。使用控制节点和流来路由令牌。控制节点可用于初始化、拆分、合并和终止令牌流。

    以下是活动中的各种控制节点：

    • Initial Node - 在活动开始时发送一个控制令牌。

    • Decision or Merge Node - 决策节点根据对保护表达式的评估，将输入令牌路由到输出流。合并节点将来自多个输入流的令牌路由到单个输出流。合并决策节点根据守卫表达式的评估，将来自多个输入流的令牌路由到特定的输出流。

    • Join or Fork Node - 联合节点将多个输入令牌整合到一个输出流中，前提是每个输入引脚都有可用的令牌。分叉节点在每个输出流上复制一个输入令牌。

    • Flow Final Node - 终止一个对象或控制流，但不终止整个活动。

    • Activity Final Node - 终止传入的令牌和整个活动。

  • 引脚充当对象令牌的缓冲区，引导令牌进入或离开动作节点。引脚的方向性代表输入或输出。您可以通过对象流连接引脚。使用引脚将对象令牌路由到 Action Node 或从动作节点路由对象令牌。引脚还可用于在执行前或执行过程中存储对象令牌。您只能在对象流中使用引脚。

  • 类型定义流经引脚的令牌内容。类型具有维度、单位、复杂度、最小值、最大值和描述。值类型令牌是分配给单个值的类型。组合类型令牌等效于包含不同值和数据类型字段的总线结构。MATLAB 类类型令牌引用路径上的 MATLAB 类，该类定义具有属性和方法的复杂对象。您可以使用内置的 MATLAB 类或定义自己的 MATLAB 类。

  • 参数节点将令牌路由到嵌套的活动图中或从中路由出来。创建引脚时，会在嵌套活动中创建相应的参数节点。使用参数节点定义令牌如何进入或离开嵌套的活动。参数节点有输入和输出两种类型。

创建新活动图

启动 System Composer 开始页面，创建活动图。在 MATLAB 命令行窗口中输入以下命令。

systemcomposer

在弹出的对话框中，选择活动图。

Activity Diagram from Simulink Start menu

或者，您可以使用 systemcomposer.createActivity 函数创建一个新的活动图。

编写、仿真并可视化活动图

活动图与架构模型在 System Composer 中集成。在设计系统时，您可以使用活动图来概念化系统，并可视化操作或决策的流程。活动图可帮助您理解系统元素之间的交互方式。在 System Composer 中，您还可以仿真和可视化活动图以验证系统行为。

主题描述
绘制简单的活动图交互式创建和编辑活动图，学习术语。
仿真、可视化和验证活动图仿真和可视化活动图以验证系统行为。

提示

要了解更多关于 System Composer 概念在系统工程设计中的应用，请参阅System Composer 概念。

另请参阅

函数

对象

工具

模块

主题