1、 一、一、 需求陳述需求陳述 我們將要討論的是電梯的控制問題，下面給出對我們將要討論的是電梯的控制問題，下面給出對這個問題的描述。這個問題的描述。 在一幢有在一幢有m m層樓的大廈中需要一套控制層樓的大廈中需要一套控制n n部電部電梯的產品，要求這梯的產品，要求這n n部電梯根據下列約束條件在樓層間部電梯根據下列約束條件在樓層間移動。移動。C1C1：每部電梯有：每部電梯有m m個按鈕，每個按鈕代表一個樓層。當按個按鈕，每個按鈕代表一個樓層。當按下一個按鈕時該按鈕指示燈亮，同時電梯駛向相應的下一個按鈕時該按鈕指示燈亮，同時電梯駛向相應的樓層，當到達由按鈕指定的樓層時指示燈熄滅。樓層，當到達由按鈕

2、指定的樓層時指示燈熄滅。C2C2：除了大廈的最低層和最高層之外，每層樓都有兩個：除了大廈的最低層和最高層之外，每層樓都有兩個按鈕分別指示電梯上行和下行。當這兩個按鈕之一被按鈕分別指示電梯上行和下行。當這兩個按鈕之一被按下時相應的指示燈亮，當電梯到達此樓層時燈熄滅，按下時相應的指示燈亮，當電梯到達此樓層時燈熄滅，電梯向要求的方向移動。電梯向要求的方向移動。C3C3：當電梯無升降動作時，關門并停在當前樓層。：當電梯無升降動作時，關門并停在當前樓層。二、二、 建立模型建立模型 分析的第一步是構造控制對象模型。在這個步驟分析的第一步是構造控制對象模型。在這個步驟中將抽象出控制對象和它的屬性，并用模型圖

3、描繪控中將抽象出控制對象和它的屬性，并用模型圖描繪控制對象及它們彼此之間的關系。控制對象所提供的服制對象及它們彼此之間的關系。控制對象所提供的服務將在分析后期或設計階段再確定下來。務將在分析后期或設計階段再確定下來。 為了抽象出問題域中包含的控制對象，可以用下為了抽象出問題域中包含的控制對象，可以用下述三個過程產生候選對象，并對所得到的結果加以精述三個過程產生候選對象，并對所得到的結果加以精化。化。 1 1、精確地定義問題、精確地定義問題 應該盡可能簡潔地定義所需要的產品，最好只用應該盡可能簡潔地定義所需要的產品，最好只用一句話來描述目標系統。例如，對電梯系統可以像下一句話來描述目標系統。例如

4、，對電梯系統可以像下面那樣描述。面那樣描述。 在一個在一個m m層樓的大廈里，用每層樓的按鈕和電梯內層樓的大廈里，用每層樓的按鈕和電梯內的按鈕來控制的按鈕來控制n n部電梯的移動。部電梯的移動。 2. 2. 提出非形式化策略提出非形式化策略 為了提出一種解決上述問題的非形式化策略，必為了提出一種解決上述問題的非形式化策略，必須確定問題的約束條件。在上面已經對電梯問題提出須確定問題的約束條件。在上面已經對電梯問題提出了三種約束。最好能用一小段文字把非形式化策略清了三種約束。最好能用一小段文字把非形式化策略清楚地表達出來，對電梯問題來說，解決問題的非形式楚地表達出來，對電梯問題來說，解決問題的非形

5、式化策略可表達如下。化策略可表達如下。 在一幢有在一幢有m m層樓的大廈里，用電梯內的和每個樓層樓的大廈里，用電梯內的和每個樓層的按鈕來控制層的按鈕來控制n n部電梯的運動。當按下電梯按鈕以請部電梯的運動。當按下電梯按鈕以請求在某一指定樓層停下時，按鈕指示燈亮；當請求獲求在某一指定樓層停下時，按鈕指示燈亮；當請求獲得滿足時，指示燈熄滅。當電梯無升降操作時，關門得滿足時，指示燈熄滅。當電梯無升降操作時，關門并停在當前樓層。并停在當前樓層。 3. 3. 把策略形式化把策略形式化 在以上這段描述非形式化策略的文字中，共有八在以上這段描述非形式化策略的文字中，共有八個不同的名詞：按鈕、電梯、樓層、運動

6、、大廈、指個不同的名詞：按鈕、電梯、樓層、運動、大廈、指示燈、請求和門。這些名詞所代表的事物可作為控制示燈、請求和門。這些名詞所代表的事物可作為控制對象的初步候選者。其中，樓層和大廈是處于問題邊對象的初步候選者。其中，樓層和大廈是處于問題邊界之外的，因此可以忽略；運動、指示燈、請求和門界之外的，因此可以忽略；運動、指示燈、請求和門可以作為其他類的屬性，例如，指示燈可以作為其他類的屬性，例如，指示燈( (的狀態的狀態) )可作可作為按鈕類的屬性，門為按鈕類的屬性，門( (的狀態的狀態) )可作為電梯類的屬性。可作為電梯類的屬性。經過上述篩選后只剩下兩個候選類，即電梯和按鈕。經過上述篩選后只剩下兩

7、個候選類，即電梯和按鈕。 補充了電梯控制器類之后，得到了圖補充了電梯控制器類之后，得到了圖1所示的對象所示的對象模型。模型。圖1電梯系統對象模型的第一次迭代圖2 電梯系統對象模型的第二次迭代 三、三、 建立動態模型建立動態模型 1. 1. 編寫腳本編寫腳本 這一步的目的是，決定每一個類應該做的操作。這一步的目的是，決定每一個類應該做的操作。達到這個目的的一種有效的方法，是列出用戶和系統達到這個目的的一種有效的方法，是列出用戶和系統之間相互作用的典型情況，即寫出腳本之間相互作用的典型情況，即寫出腳本( (包括正常情況包括正常情況腳本和異常情況腳本腳本和異常情況腳本) )。表。表1 1和表和表2

8、2分別是正常情況腳本分別是正常情況腳本和異常情況腳本。和異常情況腳本。表表1 1 電梯系統正常情況腳本電梯系統正常情況腳本 用戶用戶A A在在3 3樓按上行按鈕呼叫電梯，用戶樓按上行按鈕呼叫電梯，用戶A A希望到希望到7 7樓去樓去 上行按鈕指示燈亮上行按鈕指示燈亮 一部電梯到達一部電梯到達3 3樓，電梯內的用戶樓，電梯內的用戶B B已按下了到已按下了到9 9樓的樓的按鈕按鈕 上行按鈕指示燈熄滅上行按鈕指示燈熄滅 電梯開門電梯開門 用戶用戶A A進入電梯進入電梯 用戶用戶A A按下電梯內到按下電梯內到7 7樓的按鈕樓的按鈕 7 7樓按鈕指示燈亮樓按鈕指示燈亮 電梯關門電梯關門 電梯到達電梯到達

9、7 7樓樓 7 7樓按鈕指示燈熄滅樓按鈕指示燈熄滅 電梯開門電梯開門 用戶用戶A A走出電梯走出電梯 電梯在等待時間到后關門電梯在等待時間到后關門 電梯載著用戶電梯載著用戶B繼續上行到達繼續上行到達9樓樓表表2 2 電梯系統異常情況腳本電梯系統異常情況腳本 用戶用戶A A在在3 3樓按上行按鈕呼叫電梯，但是用戶樓按上行按鈕呼叫電梯，但是用戶A A希望到希望到1 1樓樓 上行銨鈕指示燈亮上行銨鈕指示燈亮 一部電梯到達一部電梯到達3 3樓，電梯內用戶樓，電梯內用戶B B已按下了到已按下了到9 9樓的按樓的按鈕鈕 上行按鈕指示燈熄滅上行按鈕指示燈熄滅 電梯開門電梯開門 用戶用戶A A進入電梯進入電梯

10、 用戶用戶A A按下電梯內到按下電梯內到1 1樓的按鈕樓的按鈕 電梯內電梯內1 1樓按鈕指示燈亮樓按鈕指示燈亮 電梯在等待超時后關門電梯在等待超時后關門 電梯上行到達電梯上行到達9 9樓樓 電梯內電梯內9 9樓按鈕指示燈熄滅樓按鈕指示燈熄滅 電梯開門電梯開門 用戶用戶B B走出電梯走出電梯 電梯在等待超時后關門電梯在等待超時后關門 電梯載著用戶電梯載著用戶A A下行駛向下行駛向1 1樓樓 2. 2. 畫狀態轉換圖畫狀態轉換圖 電梯控制器是在電梯系統中起核心控制作用的類，電梯控制器是在電梯系統中起核心控制作用的類，我們將畫出這個類的狀態轉換圖。為簡單起見，僅考我們將畫出這個類的狀態轉換圖。為簡單

11、起見，僅考慮一部電梯慮一部電梯( (即即n n=1)=1)的情況。電梯控制器的動態模的情況。電梯控制器的動態模型如圖型如圖3 3所示，這個狀態圖的畫法讀者可對照電梯系統所示，這個狀態圖的畫法讀者可對照電梯系統的腳本來理解它。的腳本來理解它。圖3 電梯控制器類的動態模型四、建立功能模型四、建立功能模型 五、五、 進一步完善進一步完善 根據從功能模型中獲得的信息，重新審查對象模型根據從功能模型中獲得的信息，重新審查對象模型( (圖圖2)2)和動態模型和動態模型( (圖圖3)3)，以便進，以便進一步完善控制對象分一步完善控制對象分析的結果。析的結果。 增加了增加了“電梯門電梯門”類和類和“請求請求”類之后，得到對象類之后，得到對象模型的第三次求精結果，如圖模型的第