系统架构设计师考试题库重点案例：设计建模-状态图和活动图

【说明】

        某公司拟研制一款高空监视无人直升机，该无人机采用遥控一自主复合型控制实现垂直升降。该直升机飞行控制系统由机上部分和地面部分组成，机上部分主要包括无线电传输设备、飞控计算机、导航设备等，地面部分包括遥控操纵设备、无线电传输设备以及地面综合 控制计算机等。其主要工作原理是地面综合控制计算机负责发送相应指令，飞控计算机按照预定程序实现相应功能。经过需求分析，对该无人直升机控制系统纵向控制基本功能整理如下：

• (a)飞控计算机加电后，应完成系统初始化，飞机进入准备起飞状态；
• (b)在准备起飞状态中等待地面综合控制计算机发送起飞指令，飞控计算机接收到起飞指 令后，进入垂直起飞状态；
• (c)垂直起飞过程中如果飞控计算机发现飞机飞行异常，飞行控制系统应转入无线电遥控 飞行状态，地面综合控制计算机发送遥控指令；
• (d)垂直起飞达到预定起飞高度后，飞机应进入高度保持状态；
• (e)飞控计算机在收到地面综合控制计算机发送的目标高度后，飞机应进入垂直升降状 态，接近目标高度；垂直升降过程中出现飞机飞行异常，控制系统应转入无线电遥控飞行； 
• (f)飞机到达目标高度后，应进入高度保持状态，完成相应的任务；
• (g)飞机在接到地面综合控制计算机发送的任务执行结束指令后，进入飞机降落状态；
• (h)飞机降落过程中如果出现飞机飞行异常，控制系统应转入无线电遥控飞行； 
• (i)飞机降落到指定着陆高度后，进入飞机着陆状态，应按照预定着陆算法，进行着陆； 
• (j)无线电遥控飞行中，地面综合控制计算机发送着陆指令，飞机进入着陆状态，应按照 预定着陆算法，进行着陆。 

【问题 1】

        状态图和活动图是软件系统设计建模中常用的两种手段，请用 200 字以内文字简要说明状态图和活动图的含义及其区别。

【问题 2】
        根据题干中描述的基本功能需求，架构师王工通过对需求的分析和总结给出了无人直升机控制系统纵向控制状态图。请根据题干描述，提炼出相应状态及条件，并完善图所示状态图中的(1)～(5)。

【问题 3】
    根据题目中描述的基本功能需求，架构师王工给出了无人直升机控制系统纵向控制的顶层活动图。请根据题干描述，完善活动图的（1）~（9）。

 

解答

【问题 1】

• 状态图：用来描述一个特定对象的所有可能状态及其引起状态转移的事件。大多数面向对象技术都用状态图表示单个对象在其生命周期中的行为。一个状态图包括一系列的状态及状态之间的转移。
• 活动图：它既可用来描述操作的行为，也可以描述用例和对象内部的工作过程。活动图是由状态图变化而来的，它们各自用于不同的目的。活动图依据对象状态的变化来捕获动作与动作的结果。活动图中一个活动束后将立即进入下一个活动。

【问题 2】

• （1）垂直起飞状态
• （2）飞机飞行异常
• （3）高度保持状态
• （4）垂直升降状态
• （5）无线电控遥控飞行状态

 【问题 3】

1. 地面综合控制计算机
2. 下传起飞就绪信息
3. 垂直起飞
4. 高度保持
5. 发送目标高度
6. 垂直升级
7. 发送任务结束指令
8. 飞机降落
9. 无线电遥控飞行