Zustandsdiagramm

Zustandsdiagramme werden in der UML beschrieben und dienen der Darstellung von Systemverhalten. Mit Zustandsdiagrammen kann das innere Verhalten von Objekten in Geschäftssystemen oder IT-Systemen beschrieben werden. Das Verhalten bezeichnet die Wechselwirkung und Interaktion zwischen Objekten eines solchen Systems. Zustandsdiagramme sind vor allem in der Software-Entwicklung verbreitet, insbesondere bei Klassenobjekten, die ein sehr dynamisches Verhalten (ausgelöst durch viele Ereignisse) aufweisen.

Zustandsdiagramme zeigen die durch Ereignisse (Events) beeinflussten Zustände, die ein Objekt annehmen kann, sowie die Ereignisse oder Nachrichten, die im kausalen Zusammenhang mit einem Zustandswechsel stehen. In einem Geschäftssystem wird die Zustandsänderung der Objekte (Verhalten) durch Geschäftsprozesse nach Geschäftsregeln ausgelöst.

Am leichtesten sind Zustandsdiagramme zu verstehen, wenn die objektorientierte Programmierung verstanden wurde. Für Objekte gelten folgende Grundsätze:

• jedes Objekt gehört jeweils zu genau einer Klasse
• die Klasse beschreibt den Anfangszustand sowie Startparameter (welche den Zustand jedoch sofort ändern können)
• ein Objekt wird aus einer Klasse erzeugt und irgendwann wieder zerstört (gelöscht), der Zeitraum zwischen Erzeugung und Zerstörung ist der Lebenszeitraum des Objekts
• während des Lebenszeitraums kann ein Objekt von Ereignissen oder Nachrichten beeinflusst werden und dadurch seinen Zustand wechseln.

Zustandsdiagramme haben ihre größte Bedeutung in der Software-Entwicklung, Geschäftsprozessmodellierung oder allgemeiner in der Wirtschaftsinformatik.

Elemente eines Zustandsdiagramms

1. Zustand

Eine Aktivität bildet eine Funktion/Methode bzw. einen Prozess ab. Aktivitäten werden in abgerundeten Rechtecken dargestellt.

2. Übergänge (Ereignisse)

Übergänge stehen für Ereignisse.

2.1 Einfacher Übergang

Ein Übergang verursacht einen Zustandswechsel. Übergänge symbolisieren Ereignisse und werden mit Pfeilen dargestellt. Ereignisse können eingeteilt werden in:

• objekterzeugende Ereignisse
• Ereignisse zur Lebenszeit des Objekts
• objektzerstörende Ereignisse

Ein Ereignis kann statt einer Entscheidung auch eine einfache Bedingung haben. Bedingungen (als boolesche Ausdrücke) für Übergänge werden in eckigen Klammern an den jeweiligen Übergang geschrieben.

2.2 Aufspaltung

Die Aufspaltung führt von einem Ereignis zu mehreren Ereignisse. Eine horizontale oder vertikale Linie dient als Synchronisationsbalken, der für die Parallelisierung der nachfolgenden Ereignisse steht.

2.3 Zusammenführung

Die Zusammenführung ist die Umkehrung der Aufspaltung: Mehrere Ereignisse lösen ein Ereignis aus.

3. Entscheidung (Verzweigung)

Eine Verzweigung hat einen Eingang und mindestens zwei Ausgänge.

4. Startzustand

Tritt ein objekterzeugendes Ereignis ein, so beginnt der Übergang dem Symbol für den Startzustand.

Der Startzustand symbolisiert die Entstehung (in der Software-Entwicklung: Instanziierung) eines Objekts.

5. Endzustand

Tritt ein objektzerstörendes Ereignis ein, so endet ein Übergang beim Symbol für den Endzustand.

Endzustand bedeutet das Lebensende bzw. die Löschung des Objekts.

Beispiel eines Zustandsdiagramm

Das nachfolgende Zustandsdiagramm zeigt das Verhalten einer verteilten Anwendung (Client-Server-Programm). Diese Anwendung besteht im Grunde aus zwei verschiedenen Programmen, einem Client- und einem Server-Programm.