[A] (6) State Based Behavior Statecharts

Systeme können durch ihren Zustand beschrieben werden

In vielen Fällen ist es notwendig das Verhalten von Agenten in Abhängigkeit eines oderer mehrerer Zustände zu modellieren

Um das Verhalten eines Kaffeetrinkers korrekt modellieren zu können, muss der Maschinenzustand bei Ankunft bekannt sein

• Was getan werden muss um einen Kaffee zu bekommen, hängt davon ab, wie die Kaffeemaschine angetroffen wird

Der Zustand hat also direkten Einfluss auf das Verhalten

• Die Reihenfolge Prozessschritte nach EIntreffen ist bekannt aber zustandsabhängig.

Mögliche Zustände

• Maschine Bereit => Kaffee kann gezogen werden

• Maschine Ausgeschaltet

• Maschine Fehler => Bohnenbehälter füllen, Kaffeesatzbehälter leeren, Restwasserschale fehlt usw.

Übergang zwischen Zuständen, wenn:

• Bedingung erfüllt wurd

• nach Ablauf einer bestimmten Zeit

• durch Eingang einer Nachricht

• durch Interaktion mit dem betrachteten Objekt

Direkt im zugehörigen Agenten und nicht in Main

• Beschreibend en Zustand dieses Agenten

Stellen den aktuellen Zustand des Agenten dar

Können verschachtelt sein

Lösen bei Ein- und Austritt Aktionen aus

Können nur betreten und verlassen werden => durch Transitions

States => Stellen den aktuellen Zustand des Agenten dar und Lösen bei Ein- und Austritt Aktionen aus

Ein Zustand kann

• einfach sein

• Verschaltet => Zustand ist aus anderen Zuständen zusammengesetz / enthält andere Zustände => Composite States

Ermöglichen den Übergang von einem State in einen anderen

Können ausgelöst werden durch:

• Ablauf einer Zeit

• Bedingung

• Wahrscheinlichkeitsverteilung

• Nachrichteneingang

• Agenteneingang

Ablauf einer Zeit / Timeout

Bedingung

Wahrscheinlichkeitsverteilung

Nachrichteneingang

Agenteneingang

Agent verlässt Status nach bestimmter Zeit

Deterministischer Prozess => Status ändert sich nach Zeitablauf

Status ändert sich nach definierten Zeitablauf (nicht stochastsich)

Statuswechsel bei Nachrichteneingang

• Über => agent.send( message, recipient)

• Nachricht kann von beliebigem Datentyp sein und auch ausgewertet werden

agent.send( message, recipient)

Statuswechsel bei erfüllter Bedingung

Bedingung wird bei Eintritt überprüft => Transition löst aus wenn Prüfung „ true “ ergibt

Erneute Prüfung durch => agent.onChange()

agent.onChange()

Statuswechsel bei Agentenankunft

Ankunft an Punkt im 2D Raum

Nicht betrachtet im Rahmen von AMFS

Zustandsänderungen können Aktionen auslösen

• Entry Action des States oder Action der Transition

• bspw. => Funktionsaufrufe, Werteänderungen etc.

Folge => Prozesse können zustandsabhängig modelliert werden

States => Stellen den aktuellen Zustand des Agenten dar und Lösen bei Ein- und Austritt Aktionen aus

Composite State => Zustand ist aus anderen Zuständen zusammengesetz / enthält andere Zustände

Ermöglicht Zustandswechsel über mehrere SimpleStates hinweg

Z.B. => „normaler“ Prozess vs. Ausnahme/Fehlerbehandlung

Eingangspunkt ins Statechart bei Erzeugung des Agenten

Genau einmal pro Chart vorhanden

Name definiert auch Namen des Statecharts

• Bei mehreren Charts in einem Agenten wird das Statechart hierüber angesprochen

Endpunkt, der nicht mehr verlassen werden kann

Somit Ausstiegspunkt aus zustandsbasiertem Verhalten

Über „Action“ Eingang in anderes Statechart möglich

ist in einem composite State kein simpleState mit der Außenwelt verknüpft, wird (exakt) ein „Initial state Pointer“ benötigt

Wird der composite State erreicht springt AnyLogic in den SimpleState , auf den der Pointer zeigt

Verzweigungen / Weggabelung => welcher Weg genommen wird hängt von Bedingung ab

• In Abbildung => Alle Paletten entladen?

Wenn alle geprüften Bedingungen “ false “ ergeben, wird die gestrichelte Default Transition ausgeführt

Konstruktion:

• Branch Element platzieren

• Default verbinden

• Conditions verbinden

Über Filter-Funktion!

• Listen über Filter prüfen und gewünschtes Element ansprechen

• Zustände können hierbei expliziet abgefragt werden

filter(allParcels , p --> p.inState(packed));

• allParcels = Collection

• Gibt alle Pakte zurück die im Status “packed” sind

• Können in eine entsprechende Liste geschrieben werden

Über Filter-Funktion!

• Listen über Filter prüfen und gewünschtes Element ansprechen

• Zustände können hierbei expliziet abgefragt werden

findFirst(trucks , t --> t.inState (Empty));

• trucks = collection

• Gibt den ersten Leern Truck der Collection Trucks zurück

• Kann entsprechend als Agent Truck angelegt werden

Über Filter-Funktion!

• Listen über Filter prüfen und gewünschtes Element ansprechen

• Zustände können hierbei expliziet abgefragt werden

if(coffeeMachine.statechart.getState.equals(coffeeMachine.statechart.Error)) {….}

• Aufrufen des Zustands => coffeeMachine.statechart.getState

• Vergleichen des Zustands => equals

• Aufrufen des Zustands “Fehler” => coffeeMachine.statechart.Error

Gleiche Nachricht generiert statusabhängig unterschiedliches Verhalten

Anfragen eines neuen Auftrags, sobald Maschine in den Bereitschaftszustand wechselt

• Entry Action: this.NextOrder = main.OrderBuffer.get(0)