JPH07129375A

JPH07129375A - システム状態遷移のプログラミング方法およびその装置

Info

Publication number: JPH07129375A
Application number: JP5276482A
Authority: JP
Inventors: Ayako Ashida; 綾子芦田; Tomohiro Murata; 智洋村田; Kenzo Kurihara; 謙三栗原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【構成】システム状態が複数個の状態機械の組合せで
定義される制御システムについて、状態機械の構成を表
わすレイヤ構造を入力して、それぞれの状態機械の動作
仕様を入力して、入力した各々の状態機械の動作仕様を
レイヤ構造上の子ノードに対応する状態機械の動作仕様
の組合せにマッピングして、入力したマッピングの情報
を記憶して、イベントが発生すると、記憶したマッピン
グの情報をもとに、各レイヤの状態遷移を実行する。【効果】システム状態を定義する複数の状態機械の関
係と、それぞれの動作仕様を明らかにして、正しく動作
する制御ソフトウェア開発の全工程を支援する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、システム状態遷移を解
析して検証し、実行する方法および装置に関し、特に、
複数の要素状態が互いにインタラクションをとりなが
ら、組合わされてシステム状態を定義するような複雑な
システムを、複数の設計者が要素状態ごとに設計し、最
終的には１個のシステムとしてまとめる際に用いて、好
適なシステム状態遷移解析方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、状態遷移グラフや状態遷移表
は、プログラムチェックなどのテストで利用されること
が多い。例えば、「野木、中所著：プログラミングツー
ル，ソフトウエア講座２７，pp.156-157，昭晃堂(198
9)」では、設計開発したシステムの機能テストを自動化
するツールとして状態遷移図を用いる方法が記載されて
いる。また、状態遷移図をシステムの仕様設計段階で用
いて構造化仕様書を作成し、設計開発などに役立たせる
ことが、「E.Yourdon著，黒田他訳：構造化手法に
よるソフトウェア開発，pp.47-56，日経マグロウヒル社
(S.62)」に記載されている。

【０００３】従来より提案されている状態モデルの記述
方法で、最も一般的なものに状態遷移表（デシジョンテ
ーブル、イベントステートマトリクスともいう）があ
る。これは、「ある状態で、あるイベントが入力される
と、ある状態に状態が遷移する。」という概念に基づい
て、システムの動作仕様を図的に記述するものである。
この記述方法は、ハードウェア論理設計や通信ソフトウ
ェア設計の分野を中心に有効に用いられていることが、
「田畑著：ＯＳＩ−明日へのコンピュータネットワー
ク，pp63-66，日本規格協会(1987)」に記載されてい
る。しかし、状態遷移の記述がフラットであるため、状
態数が増えると状態遷移記述が組合せ的に複雑になり、
仕様記述が困難となる可能性がある。また、１枚のイベ
ントステートマトリクスを基に、プログラミングをしよ
うとすると、大きくて複雑なため大変である。

【０００４】この問題に対して、ステートチャーツ；ア
ビジュアルフォーマリズムフォーコンプレックスシ
ステムズ（D.Harel著：Statecharts:a visual Formalis
m for Complex Systems)，サイエンスオブコンピュー
タプログラミング第8巻（Science of Computer Progr
amming 8 231-274），North-Hollnd(1987)」）では、状
態のグルーピングという概念にもとづき、状態遷移の記
述を簡略化した記述方法が提案されている。この記述方
法は、state chartと呼ばれ、(1)同一イベントにより同
一のターゲット状態に遷移する状態群をグルーピングし
グループからターゲット状態への遷移というフォーマッ
トで状態遷移記述を簡略化する、(2)並行して状態遷移
する状態群をグルーピングして独立に記述し、イベント
で同期をとりることにより、異なるグループの状態間の
状態遷移の記述を省略するというアイデアにより状態遷
移記述の組合せ的な増大を回避する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の一般的
な状態遷移記述方法は、一次元的な状態機械の動作仕様
を記述するもので、並行に動作する複数の状態機械を組
み合わせることにより、新たな状態機械を階層的に記述
する概念はない。

【０００６】また、state chartでは、並行動作する状
態機械の内部状態の組合せとしてどのような状態が存在
しうるかを陽に記述することができない。さらに、並行
動作する状態機械の遷移の記述に関して、同時に起こる
直交遷移を表現することはできるが、新たな意味を持つ
合成遷移を表現することができない。また、状態機械を
階層が上位になったときに、状態遷移を抽象化して構成
する仕様記述が難しい。

【０００７】本発明の目的は、対象とするシステムの状
態遷移を、複数の要素状態機械の組合せとして階層化
し、レイヤ間における状態機械の状態値及び状態遷移の
関係、及び状態遷移のきっかけとなるイベントの関係を
明確にして、より複雑なシステム状態制御ソフトウェア
を、高信頼に容易に開発することを支援する、システム
状態遷移のプログラミング方法、および実行方法、およ
び装置を提供することにある。また、このように階層化
された状態遷移の修正変更を矛盾なく行う方法、および
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数個の状態機械を合成して得られる
組合せ状態を内部状態として有するシステムのシステム
状態遷移を制御する方法であって、システム状態を形成
する複数の要素状態機械の関係をレイヤ構造に関連付け
て入力し、格納するステップと、個々の状態機械につい
て、状態遷移を入力し、格納するステップと、レイヤ構
造上の任意のノードに対応する状態機械に関して、前記
ノードの子ノードに対応する複数の状態機械の状態遷移
を組み合わせ、状態遷移を合成するステップと、前記状
態機械に関して、前記入力した状態遷移を、前記合成し
た状態遷移にマッピングするステップと、前記マッピン
グをマッピングルールとして格納し、出力表示するステ
ップと、任意のイベントに対し、そのイベントにより状
態遷移が発生する状態機械を探し、前記状態機械の状態
を変化させ、前記格納したマッピングルールを用いて、
前記状態機械の状態を含んで合成された、上位ノードに
対応する全ての状態機械の状態遷移を実行するステップ
を備えたことを特徴とする。

【０００９】また、各々の状態機械の状態遷移を入力
し、マッピングルールを加味して格納し、任意のイベン
トに対し全ての状態機械の状態遷移を実行する際に、レ
イヤ構造上の各ノードに対応する状態機械ごとに、取り
うる全ての状態を横軸に配し、発生する全てのイベント
を縦軸に配し、縦横軸の交わりには横軸の状態において
イベントが発生した後の状態を配したデシジョンテーブ
ル（イベントステートマトリクス）を生成し、出力する
とともに、任意のイベントが発生すると、そのイベント
が発生した状態機械を探し、その状態機械に対応するイ
ベントステートマトリクス上で状態を変化させ、前記格
納したイベントのマッピングを用いて、各レイヤのイベ
ントステートマトリクス間でイベントを伝搬させること
により、状態遷移を実行するステップを備えたことを特
徴とする。

【００１０】さらに、本発明に係るマッピングの入力支
援方法は、レイヤ構造上の任意のノードに対応する状態
機械の状態遷移を、前記ノードの子ノードに対応する複
数の状態機械の状態遷移を合成した状態遷移にマッピン
グする際に、レイヤ構造上の任意のノードに対応する状
態機械で、マッピングが未定義である状態遷移を漏れな
く検索するステップと、合成した状態遷移で、マッピン
グされなかった状態遷移を漏れなく検索するステップ
と、前記検索した状態遷移を表示し、再定義を要求する
ステップを備えて、入力ミスを防止することを特徴とす
る。

【００１１】さらに、入力し格納した状態機械の状態遷
移に関して、レイヤ構造の定義の変更、マッピングの定
義の変更、あるいは、ある状態機械の状態遷移に関わる
変更要求を入力するステップと、変更要求がレイヤ構造
の定義の変更であれば、レイヤ構造の定義を入力するス
テップに戻るステップと、変更要求がマッピングの定義
の変更であれば、マッピングの定義を入力するステップ
に戻るステップと、変更要求が状態遷移に関わる変更で
あれば、前記変更要求に影響されて修正すべき状態値や
イベント、あるいはそれらの組合せを、先に述べた状態
機械ごとの状態遷移を格納した内容をたどり、検索する
ステップと、その変更要求された状態機械とは異なる状
態機械の状態遷移に関して、格納した状態機械に関する
状態値と、イベントのマッピングに基づいて、変更要求
に影響されて修正すべき状態、イベント、それらの組合
せを検索するステップと、検索した複数の状態機械にお
ける修正すべき状態、イベント、それらの組合せを出力
表示し、各状態機械の状態遷移を定義するステップに戻
るステップと、変更に応じて該当するステップに戻り、
状態遷移の実行を再度繰り返すことを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明に係るシステム状態遷移の
テスト支援方法は、テストを施すために、任意選択した
該レイヤの状態機械の状態遷移を形成する状態値の組合
せと、それを発生させるイベントを、前記状態遷移を格
納した内容を検索するステップと、前記検索した前記レ
イヤの状態機械の取りうる状態値の組合せに対応する、
下位ノードに対応する状態機械における状態値の組合せ
を、検索することを繰り返して、最下層レイヤに対応す
る状態機械の取りうる状態値の組合せを検索するステッ
プと、検索した、状態値とイベントの組合せをリスト形
式で表示することを特徴とする。

【００１３】さらに、本発明に係るソフトウェア開発方
法は、組込型ソフトウェア開発時に、本発明のプログラ
ミング方法、および実行方法を実現する手段を有するシ
ステムを、ＣＡＳＥツールとして用いることを特徴とす
る。

【００１４】さらに、本発明に係るシステム状態遷移の
プログラミング装置、および実行装置は、複数個の状態
機械を合成して得られる組合せ状態を内部状態として有
するシステムのシステム状態遷移を制御する装置であっ
て、システム状態を形成する複数の要素状態機械の関係
をレイヤ構造に関連付けて入力し、格納する手段と、個
々の状態機械について、前記状態遷移を入力し、格納す
る手段と、レイヤ構造上の任意のノードに対応する状態
機械に関して、前記ノードの子ノードに対応する複数の
状態機械の状態遷移を組み合わせ、状態遷移を合成する
手段と、前記状態機械に関して、前記入力した状態遷移
を、前記合成した状態遷移にマッピングする手段と、そ
のマッピングをマッピングルールとして格納し、出力表
示する手段と、任意のイベントに対し、そのイベントに
より状態遷移が発生する状態機械を探し、前記状態機械
の状態を変化させ、前記格納したマッピングルールを用
いて、前記状態機械の状態を含んで合成された、上位ノ
ードに対応する全ての状態機械の状態遷移を実行する手
段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】システム状態が複数個の状態機械の組合せで定
義される制御システムについて、状態機械の構成を表わ
すレイヤ構造を入力して、それぞれの状態機械の動作仕
様を入力して、入力した各々の状態機械の動作仕様をレ
イヤ構造上の子ノードに対応する状態機械の動作仕様の
組合せにマッピングして、入力したマッピングの情報を
記憶して、イベントが発生すると、記憶したマッピング
の情報をもとに、各レイヤの状態遷移を実行することが
できる。

【００１６】また、上記のように、入力して格納した状
態機械の動作仕様をマッピングの情報を含めて表示し
た、デシジョンテーブル（イベントステートマトリク
ス）を生成し、出力することができる。

【００１７】また、ある状態機械の動作仕様を、レイヤ
構造上の子ノードの状態機械の組合せにマッピングする
際に、下位の動作仕様うちで未使用の状態やイベントを
漏れなく検索することができて、入力ミスを防ぐことが
できる。

【００１８】また、入力し格納したレイヤ構造の定義、
マッピングの定義に対して、変更要求があれば、再定義
するために当該する処理に戻ることができるし、また、
入力し格納した状態機械の状態遷移に関して、ある一つ
の状態機械の状態遷移上の遷移または状態値の追加や削
除の要求があれば、変更要求した状態機械と関係のある
状態機械に関する状態遷移上の、変更の影響を受ける範
囲を漏れなく検出し、再定義を指示することができる。

【００１９】さらに、仕様を実現したソフトウェアが、
最上位のシステム状態遷移の動きに合うことを確認する
システムテストの際に、レイヤ構造の任意の状態機械を
選択すると、選択したレイヤの各状態遷移に対応した下
位レイヤの状態遷移のリストを生成し、出力することが
できる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る階層化シス
テム状態遷移の実行支援方法の手順を示す処理フローチ
ャートである。図２は、本実施例を実現するための装置
構成図である。

【００２１】まず図２を参照して、本実施例の装置構成
図について説明する。その装置構成は、グラフィック機
能を持った計算機２０１に、入力装置２０２、２０５、
記憶装置２０３および出力装置２０４を接続したもので
ある。図では、入力装置としてキーボード２０２、およ
びマウス２０５を示しているが、他の入力装置を用いて
もよいし、それらを組み合わせて用いても、またどれか
一つであってもよい。記憶装置２０３は、磁気記憶装置
に限らず、光ディスクや半導体メモリであってもよい。
要は、プログラムの実行やデータのファイルを格納する
ために十分な容量を備えていればよい。本発明を実施す
る装置構成は、一般に計算機または計算機システムと呼
ばれるものであればよい。当然のこととして、本発明を
実施するために、製作した専用装置であっても、上述の
ような周辺機器の機能が充足されればよい。

【００２２】具体例を挙げて、図１の処理手順の各ステ
ップを詳しく説明する。併せて、各テーブルやファイル
の構成についても詳しく説明する。

【００２３】あるシステム状態遷移の実行を、図２の装
置により図１の手順に従って支援する例を説明する。

【００２４】まず、ステップ１０１で、状態遷移を実行
するシステム（制御システムと呼ぶ）のとりうるシステ
ム状態の階層構成を表現するレイヤ構造を入力する。レ
イヤ構造定義の例を図３に示す。レイヤ構造の要素は、
複数個の状態機械（図３の角丸の四角形で示す）であ
り、それらの関係がツリー構造によって表されている。
それぞれの状態機械は、固有の状態をもち、それぞれが
シーケンシャルに変化し、かつ必要に応じて異なる状態
機械の間で、相互に状態遷移の同期／排他（インタラク
ション）を取る。ツリーの親ノードに対応する状態機械
動作仕様は、子ノードに対応する２個又は３個の状態機
械の動作仕様を合成することによって得られる。動作仕
様の合成方法については後述する。

【００２５】図３は、本実施例におけるシステム状態を
表現する、レイヤ構造を示す説明図である。

【００２６】図３で、１個の角丸の四角形が１個の状態
機械を表し、中に状態機械名を記入している。ツリーの
最上位レイヤを第一層、次のレイヤを第二層というよう
に、上から順にレイヤ番号を付ける。横の同一列に並ん
だ状態機械が、同一レイヤの状態機械である。状態機械
をつなぐ線分は状態の構成を表し、ツリー上、１個のノ
ードの直下にあるノードの動作仕様の組合せが、直上の
ノードの動作仕様を定義していることを示している。

【００２７】本実施例の図３では、システム状態ＳＭ
１．１が２個の状態機械｛ＳＭ２．１，ＳＭ２．２｝の
組合せで定義され、それらの２個の状態機械がそれぞ
れ、２個の状態機械｛ＳＭ３．１，ＳＭ３．２｝の組合
せ、｛ＳＭ３．３，ＳＭ３．４｝の組合せで定義される
システムの構成を示している。

【００２８】レイヤ構造の定義は、トップダウンで上位
から行ってもよいし、ボトムアップで下位から行っても
よい。なお、状態機械の名称はどのようなものでもよく
ユーザが任意につけたもので良い。また、個数も上記の
例に限られず任意である。但し、表示の便宜上、最大３
個の状態機械が１個の状態機械を構成する。３個以上の
場合には、中間ノードを挿入してレイヤ構造を構成す
る。

【００２９】ユーザは、状態機械名とそれらの関係を定
義するレイヤ構造を、ツリー形式で定義し、入力する。
各種の入力は、入力装置２０２、２０５を用いて行う。

【００３０】図４は、入力されたレイヤ構造を格納する
記憶装置２０３上のレイヤ構造テーブル４００の格納形
式を示す。レイヤ構造を構成する状態機械を、それぞれ
１個の構造体で表す。各々にレイヤ構造ノード番号４０
１を付加し、レイヤ構造上、上位にある状態機械をポイ
ンタ４０５が指し、下位にある状態機械をポインタ４１
０、４１５、４２０が指す。

【００３１】次に、ステップ１０５で、上述したレイヤ
構造の最下層ノードの各状態機械に関して、以下のよう
に動作仕様を入力する。

【００３２】各々の状態機械に関して、状態機械のとり
うる状態値と、各状態間の状態遷移仕様を定義する。

【００３３】まず初めに、状態機械が取りうる状態値
は、１個以上の状態変数がとりうる変数の値の組み合わ
せを、状態変数間の従属関係に基づき、図５に示すよう
にツリー構造で入力する。

【００３４】図５の例では、ＳＭ３．３が取りうる状態
値の入力例を示す。状態変数Ｘは｛Ｘ１，Ｘ２｝を値域
とし、状態変数Ｙは｛Ｙ１，Ｙ２｝を値域とする。さら
に、変数Ｙは、変数Ｘに従属し、ＸがＸ１であるときに
は、Ｙはどの値をとってもよいドントケア（don't car
e）であり、Ｘ２であるときには、Ｙ１かＹ２のどちら
かの値をとる。この定義により、ＳＭ３．３のとりうる
状態値は｛Ｘ１，Ｘ２／Ｙ１，Ｘ２／Ｙ２｝の３個であ
る。

【００３５】図６は、先に図５に示した１個の状態機械
がとりうる状態値の定義を、本実施例の状態機械ＳＭ
３．１に適用した例である。

【００３６】図６に示すように、ＳＭ３．１は、｛正
常、障害｝の２個の状態を取る。このことは、ＳＭ３．
１が１個の状態変数で定義されることを示す。

【００３７】２個の状態値に対して、以後、これらを認
識するための状態値番号６０１を付する。状態値番号
は、「ｓレイヤ番号．レイヤ内のノード番号．状態値
通し番号」の形式で付ける。図６では、正常＝ｓ３．
１．１、障害＝ｓ３．１．２である。

【００３８】図７は、図６の構造で定義された状態機械
ごとの状態値名を格納する記憶装置２０３上の状態値格
納テーブル７００の格納形式を示す。

【００３９】状態値名には、識別するための状態値番号
が付されている。７０１の構造体は状態値番号を納める
もので、状態値名の数と同じだけ存在し、ポインタ７０
５、７１０により他の状態値番号の構造体を指すので、
状態値の数が変化してもフレキシブルに対応して格納す
ることができる。さらにポインタ７１５によって、状態
値番号と実際の名称を結び付けられている。すなわち、
状態変数の変数値を納める構造体６２０、６２５をポイ
ンタによりつないで、任意個つなぐ。

【００４０】図８に示すのは、図７の格納形式にしたが
って、図６で示したＳＭ３．１の状態値を格納する例で
ある。この例では、状態変数が１個であるので、第一階
層の状態値名のみである。

【００４１】次に、状態遷移仕様は、遷移前の状態値、
発火イベント、及び遷移後の状態値の組合せ（これを１
個の状態遷移と呼ぶ）の集合がを入力する。

【００４２】図９は、ＳＭ３．１の状態遷移を表す図の
例である。図６で定義した、ＳＭ３．１のとりうる状態
値｛ｓ３．１．１，ｓ３．１．２｝の間の遷移が定義さ
れている。２個の状態値は四角形で表現し、その内部に
状態値番号を記入する。四角形を結ぶ矢印は遷移を表現
し、矢印の基が遷移前の状態値、先が遷移後の状態値で
ある。矢印付近に遷移番号とイベント番号を書く。

【００４３】遷移番号は、「ａレイヤ番号．レイヤ内
のノード番号．遷移通し番号」の形式で付ける。また、
イベント番号は、「ｅイベントが発火するレイヤの番
号．イベント通し番号」の形式で付ける。

【００４４】図９に示すように、状態遷移の表現を従来
よりよく使われるＮ²チャートを応用したした表示にす
ると、規則性が明確であるし、状態値数や遷移数が増加
しても見易く、理解性も向上する。

【００４５】図９のように定義した状態遷移は、図１０
に示すイベント格納テーブル１０００、図１１に示す状
態遷移格納テーブル１１００の形式で、記憶装置２０３
に格納する。

【００４６】図１０は、図９で定義したイベントを納め
たイベント格納テーブルの形式とその利用例を示す図で
ある。

【００４７】これは、入力されたイベントを全て格納す
る形式である。イベントごとに構造体１１０１が対応
し、イベント番号と、イベント名、前後の構造体を指す
ポインタ１００５、１０１０から成っている。状態機械
とは無関係に、入力されたイベントを順に、全てポイン
タによりつなぐ。

【００４８】図１１に、状態遷移を格納する状態遷移テ
ーブル１１００を示す。構造体１１０１には、遷移前後
の状態値と、発火イベントの番号が納められている。ま
た、同じ状態機械に関する遷移のうちで、遷移前の状態
値が等しい遷移、遷移後の状態値が等しい遷移、発火イ
ベントが等しい遷移がポインタ１１０５、１１１０、１
１１５、１１２０、１１２５、１１３０によりつなげら
れている。また、１１４５の下位層における複数遷移同
時発生フラグと、１１５０のマッピング済みフラグに関
しては後述する。

【００４９】図１１の形式に従い、図９に示す状態遷移
を格納する例を図１２に示す。この実施例では、遷移は
２個で、遷移前後の状態値の等しい遷移や、発火イベン
トが等しい遷移は存在しないので、ポインタがＮＵＬＬ
を指している。また、ＳＭ３．１は最下層ノードなの
で、下位層は存在しないので、下位層における複数遷移
同時発生フラグはデフォルトの０である。さらに、マッ
ピングの処理もまだ施していないので、マッピング済み
フラグもデフォルトの０である。

【００５０】図１３は、ＳＭ３．２の動作仕様である状
態遷移を、図９でＳＭ３．１について定義したのと同様
にして定義した例である。状態値、イベント、遷移の格
納の方法も、ＳＭ３．１で例示したのと全く同じである
ので説明は省略する。

【００５１】次に、ステップ１０６では、ステップ１０
１で入力したレイヤ構造の中から、２個以上の最下層ノ
ード（子ノード）を持つノードを探し、もしあれば、ス
テップ１１０に進む。

【００５２】ステップ１１０では、ステップ１０１で入
力したレイヤ構造の最下層ノードのうちで、ある１個の
ノードの子ノードに位置する複数の状態機械の動作仕様
を合成する。これは、ステップ１０５で入力された最下
層ノードの状態機械のとりうる状態値を組み合わせて新
たな状態とし、ステップ１０５で入力した遷移も新たに
組み合わせた状態に合わせて拡張することである。

【００５３】動作仕様の合成処理を、先に図４のレイヤ
構造に基づき、入力したＳＭ３．１とＳＭ３．２の動作
仕様を合成し、ＳＭ２．１の動作仕様を表現する手順に
ついて、図１６の動作仕様の合成処理フローを用いて、
詳細に説明する。

【００５４】まずステップ１６００で、ＳＭ３．１とＳ
Ｍ３．２がとりうる状態値を組合せたとき、新たな状態
として存在しないものを、「ドメイン制約がある」と指
定し、格納する。

【００５５】図１４が示すのは、ドメイン制約の指定方
法の例である。図１４で、表１４０１の横軸（以後、第
一軸と呼ぶ）にＳＭ３．１の状態値を全て配し、縦軸
（以後、第二軸と呼ぶ）にＳＭ３．２のの状態値を全て
配する。第一、第二軸の交わりの領域（ドメイン）はそ
れぞれの状態値の直積を表し、そのドメインが表す新た
な状態が存在すれば○印が、ドメイン制約があり、状態
が存在しなければ×印が、それぞれ記入されている。

【００５６】この例では、（ｓ３．１．２，ｓ３．２．
２）を組合せた状態は、ドメイン制約により存在しな
い。その他の組合せの３個の状態は、新たな状態として
存在する。

【００５７】上述のようにして定義したドメイン制約
は、図１５に示すドメイン制約テーブル１５００の形式
で、記憶装置２０３に格納される。

【００５８】ドメイン制約テーブルは、図１４で定義し
た内容を格納し、さらに、ドメイン制約を受けずに存在
する新たな状態に、合成状態値番号を付加して格納す
る。

【００５９】次にステップ１６０１で、１５００の合成
状態値番号ｃｏｍ１の状態をカレント合成状態とする。

【００６０】次に、ステップ１６０５で、ｃｏｍ１を構
成する第一軸状態値ｓ３．１．１と、第二軸状態値ｓ
３．２．１が遷移前の状態値であるような遷移を、１１
００の形式で格納した状態遷移テーブルより検索する。
遷移が１個みつかれば、ポインタ１１０５、１１１０を
たどって、遷移前の状態値が等しい遷移を洗いだす。

【００６１】具体的には、ステップ１６０５で、図１２
のＳＭ３．１の状態遷移テーブル１２００から、ｓ３．
１．１が遷移前の状態値である遷移は、遷移番号：ａ３．１．１、遷移前の状態値：ｓ３．１．１、遷移後の状態値：ｓ３．１．２、発火イベント：ｅ３．１である遷移１個が検索される（検索遷移１と呼ぶ）。同
様にして、遷移前の状態値が、ｓ３．２．１である遷移
は、遷移番号：ａ３．２．１、遷移前の状態値：ｓ３．２．１、遷移後の状態値：ｓ３．２．２、発火イベント：ｅ３．１である遷移１個が検索される（検索遷移２と呼ぶ）。遷
移前の状態値が該当する遷移は、以上の２個である。

【００６２】ステップ１６１０で、上記の検索遷移１、
２は、発火イベントが同じだから、まとめておく。

【００６３】次に、ステップ１６１５で、検索遷移１、
２を、図１７に示す合成状態遷移テーブル１７００の形
式に合うように拡張する。

【００６４】求める合成遷移の遷移前の合成状態値番号
１７０１は、ｃｏｍ１である。イベントｅ３．１が発火
したとき場合は、検索遷移１、２が同時に起こることと
で、それぞれの遷移後の状態値ｓ３．１．２とｓ３．
２．２を合成したｃｏｍ３が遷移後の合成状態値１７０
５であることが、１５００のドメイン制約テーブルから
わかる。自明であるが、発火イベント番号１７１０はｅ
３．１である。さらに、下位層における複数遷移同時発
生フラグ１７１５は、検索遷移１、２の２個の遷移が同
時に発生していることから、「１」である。下位層の発
生遷移番号は、ａ３．１．１と、ａ３．２．１である。
マッピング済みフラグはデフォルトの「０」である。

【００６５】もしも、検索遷移のイベント名の異なる場
合には、第一軸方向、第二軸方向のいずれかの動きを表
すもので、検索遷移ごとに個別の合成状態遷移に拡張す
る。この場合には、１７１５の下位層における複数遷移
同時発生フラグは、デフォルトの「０」である。この場
合は、下位層の発生遷移１のみ、記入する。

【００６６】次に、ステップ１６２０で、上記の求めた
合成状態遷移を、図１７に示す合成状態遷移テーブルの
形式で、記憶装置２０３に格納する。

【００６７】次に、ステップ１６２５において、カレン
ト合成状態を、１５００のｃｏｍ２の合成状態値に進め
る。

【００６８】そして、ステップ１６０５〜１６２５を繰
り返して、合成状態遷移を生成し、格納する。生成の過
程で、合成状態遷移テーブル１７００のポインタ１７２
５〜１７５０でつなぐことができる合成状態遷移が生成
されたときは、ポインタでつなぎながら格納する。

【００６９】この処理を全ての合成状態値に関して行
い、合成状態遷移を生成する。

【００７０】図１８は、生成し１７００の形式で格納し
た、合成状態遷移を出力するイメージの例である。表示
には、この例のように、マトリクス型でもよいし、他の
表現方法を用いてもよい。表示された内容をみて、シス
テムの制御仕様上、不要な遷移は削除することが出来
る。

【００７１】次に、ステップ１１０で合成したノードに
対応する状態機械が実現すべき動作仕様（要求仕様状態
遷移）を入力する。これは、ステップ１１０で生成した
合成状態遷移とは無関係に定義する。従って、本ステッ
プ１１５は、ステップ１０５、１１０より前におこなっ
てもよい。

【００７２】また、この動作仕様の定義は、部分的でよ
い。状態値の定義だけでもよいし、思いついた状態遷移
だけでもよい。このステップで定義した要求仕様は後述
するステップ１２０で状態マッピングを定義する際に、
合成状態遷移の生成とは独立に、トップダウンに定義さ
れた要求仕様との対応をとるための入力である。

【００７３】この処理では、先にステップ１０５でレイ
ヤ構造の最下層に位置する状態機械に関する状態遷移を
定義したときと同様に、状態値名を定義入力し、記憶装
置２０３に状態値格納テーブル７００の形式で格納し、
図９と同じ様式で状態遷移を定義し、記憶装置２０３に
状態遷移テーブル１１００の形式で格納する。

【００７４】図１９に示すのは、ＳＭ２．１の状態遷移
の定義である。これは、先にステップ１１０で生成した
ＳＭ３．１とＳＭ３．２の合成状態遷移にマッピングす
る、状態遷移である。

【００７５】先に述べたように、この処理は、仕様設計
において、ボトムアップで状態遷移を定義するだけでな
く、制御に関する設計者の意志を状態遷移に反映させる
ために行うものである。

【００７６】次に、ステップ１２０で、ステップ１１０
で合成し格納した状態値に、ステップ１１５で入力し格
納した要求仕様状態値をマッピングする。

【００７７】本処理の目的は、マッピングすることによ
り、異なる階層間の状態遷移を関係づける（対応づけ
る）ことである。

【００７８】まず、図１８の合成状態遷移の表示と、図
１９の要求状態遷移の定義を見比べて、マッピングする
状態値を決める。決定した状態マッピングの情報は、図
２０に示す、状態マッピングの形式で格納する。この例
では、図１９上の状態ｓ２．１．１に、図１８上のｃｏ
ｍ１をマッピングし、同様に、ｓ２．１．２にｃｏｍ
３、ｓ２．１．３にｃｏｍ２を、マッピングしている。
図２０は、その格納形式である。

【００７９】このマッピングの例では、上位の要求仕様
状態と合成状態は一対一のマッピングとなっているが、
必ずしも、その限りではなく、一対ｎのマッピングでも
よい。その場合には、２０００の状態マッピングテーブ
ルにおいて、マッピングする合成状態値番号がｎ個にな
る。

【００８０】また、マッピングの漏れが無いように、全
ての状態値番号、全ての合成状態値番号が、状態マッピ
ングテーブルのどこかに格納されるようにする。

【００８１】次に、ステップ１２５で、ステップ１２０
において２０００の形式で格納した状態マッピングに基
づいて、ステップ１１０において１７００の形式で格納
した合成状態遷移と、ステップ１１５において１１００
の形式で格納した状態遷移（要求仕様）の過不足を検出
する。

【００８２】この検出処理を図２１に示すフローチャー
トを用いて、ＳＭ２．１の状態遷移と、ＳＭ３．１とＳ
Ｍ３．２の合成状態遷移の場合について、詳細に説明す
る。まず、ステップ２１０１で、カレント状態遷移を図
１９上のａ２．１．１にする。

【００８３】次に、ステップ２１０５で、合成状態の中
から、カレント状態遷移と、遷移前の状態値が等しい遷
移を全て探す。

【００８４】この例では、カレント状態遷移の遷移前の
状態値ｓ２．１．１は、２０００の状態マッピングテー
ブルからｃｏｍ１であることがわかる。遷移前の合成状
態値番号がｃｏｍ１である合成遷移を探すと、１個みつ
けることができる。見つけた遷移の遷移前の合成状態値
が等しい遷移を指すポインタ１７２５、１７３０をたど
ることにより、該当する合成遷移を全て洗いだすことが
出来る。この例では、ポインタはＮＵＬＬを指している
ので、該当する合成遷移は１個である。

【００８５】次に判断２１０６で検出した遷移があるの
で、ステップ２１１０に進み、見つけた合成遷移のうち
で、それの発火イベントが、カレント状態遷移の発火イ
ベントと等しい合成遷移を探す。

【００８６】ステップ２１０５で見つけた合成遷移のポ
インタ１７４５、１７５０を辿り、イベント名も一致す
るものを洗い出す。この例では、先に見つけた１個の合
成遷移の発火イベントが合致する。

【００８７】次に判断２１１１で検出した遷移があるの
で、ステップ２１１５に進み、ステップ２１１０で見つ
けた合成遷移のうちで、それの遷移後の合成状態値が、
カレント状態遷移の遷移後の状態値と対応する合成遷移
を探す。

【００８８】この例では、カレント状態遷移の遷移後の
状態値はｓ２．１．２で、これに対応する合成状態値は
ｃｏｍ３であることが、２０００の状態マッピングテー
ブルからわかる。ステップ２１１０で見つけた遷移の遷
移後の合成状態値は、ｃｏｍ３であるので、この合成遷
移は検索すべき遷移である。

【００８９】次に判断２１１６で検索した遷移があるの
で、ステップ２１２０に進み、検索した合成遷移のマッ
ピング済みフラグを「１」とし、カレント状態遷移のマ
ッピング済みフラグも「１」とする。

【００９０】さらに、図２２に例示する、遷移マッピン
グテーブルの形式で、遷移のマッピングの定義を格納す
る。これは、カレント状態遷移の遷移番号を２２０１に
配し、マッピングした合成遷移の下位層の発生遷移番号
を２２０５に配している。

【００９１】以上の探索において、いずれか１個の項目
に対して、マッピングの対象となる遷移を探索すること
が出来なければ、マッピングフラグは「０」のままであ
る。そして、カレント状態遷移のｎｅｘｔがＮＵＬＬで
なければ、まだ、検索すべき状態遷移があるので、カレ
ント状態遷移を１個進めて（ステップ２１２５）、ステ
ップ２１０５〜２１２５を、全ての状態遷移に対して繰
り返す。

【００９２】全ての状態遷移について検索を終えたら、
ステップ２１３０で、１１００の形式で格納したＳＭ
２．１の状態遷移テーブルと、１７００の形式で格納し
た合成状態遷移テーブルで、マッピング済みフラグが
「０」である遷移を全て洗いだす。この例では、合成状
態遷移の、遷移前状態値ｃｏｍ２、遷移後状態値ｃｏｍ
３、発火イベントｅ３．１の遷移が検出される。これを
示したのが、図２３の未マッピング遷移の表示例であ
る。

【００９３】次に、ステップ１３０で、ステップ１２５
で検出した過不足の修正を入力することにより、上位の
状態機械の動作仕様を下位層の動作仕様と結び付けなが
ら、定義する。

【００９４】この例では、図２３に示すように、合成状
態遷移に未マッピングの遷移があるが、それは、過分で
あり、上位では起こらない遷移であるとの判断から、１
１００の形式のＳＭ２．１に関する状態遷移テーブルに
は追加しない。

【００９５】ところで、ステップ１１５において、状態
遷移を定義しなかった場合には、２０００の形式で格納
した状態マッピングの情報を基に、１７００の合成状態
遷移を拡張して、その状態遷移に関して、制御上、不要
な遷移を削除したり、不足している遷移を追加したりし
て、上位の状態機械の動作仕様を確定することもでき
る。

【００９６】また、ステップ１１５を省略した場合に
は、合成状態遷移に関して、状態、および遷移の削除、
追加を行い、上位の状態機械の動作仕様を確定する。さ
らに、この削除、追加を省略する場合には、上位の状態
機械の動作仕様は、合成状態遷移をそのまま用いること
にする。

【００９７】ステップ１１０からステップ１３０まで
を、レイヤ構造上の全ての状態機械について繰り返し、
状態機械の動作仕様を定義する。

【００９８】次に、ステップ１３５で、レイヤ構造上全
ての状態機械について定義した動作仕様を実行するため
の、デシジョンテーブルを生成する。

【００９９】デシジョンテーブルとは、図２５に示すよ
うに、横軸に遷移前の状態値、縦軸に発火イベントを配
して、縦と横の交わりに、イベントが発火し遷移した後
の状態値と出力イベント番号を配した図である。

【０１００】出力イベントは、上位のデシジョンテーブ
ルに遷移を伝搬するためのイベントで、上位層における
入力となる。また、１個のテーブル上の全ての遷移を識
別するためのものでもある。また、出力イベント番号
は、その状態遷移の遷移番号の「ａ」を「Ｏ」に書き替
え、数字の部分はそのまま引用したものである。

【０１０１】デシジョンテーブルは、状態遷移表ともい
い、従来より広く使われる表示方法である。このテーブ
ルを入力として、状態遷移を実行するプログラムのコー
ドを出力するツールも存在する。

【０１０２】以下に、マッピングの内容を含めながら生
成する、デシジョンテーブルの生成の手順を、ＳＭ２．
１を例に、図２４のデシジョンテーブル生成処理フロー
チャートに基づいて詳細に説明する。

【０１０３】まず、ステップ２４０１で、ＳＭ２．１の
取りうる状態値｛ｓ２．１．１，ｓ．２．１．２，ｓ
２．１．３｝を横軸に配する。

【０１０４】次に、ステップ２４０５で、ＳＭ３．１と
ＳＭ３．２のデシジョンテーブルでの出力イベント｛Ｏ
３．１．１，Ｏ３．２．１，Ｏ３．１．２，Ｏ３．２．
２｝を縦軸に配し、そのときの発火イベント番号｛ｅ
３．１，ｅ３．１，ｅ３．２，ｅ３．３｝を、隣に配す
る。

【０１０５】次に、ステップ２４１０であるが、この例
では、ＳＭ２．１で発火するイベントはないので、何の
処理も行わない。

【０１０６】次に、ステップ２４１５で、遷移番号ａ
２．１．１の遷移をカレント状態遷移とする。

【０１０７】今、判断２４２０で、カレント状態遷移の
下位層における複数遷移同時発生フラグは、「１」が立
っているので、ステップ２４２５に進む。図２２の遷移
マッピングテーブルから、カレント状態遷移は、下位層
のａ３．１．１とａ３．２．１の遷移とマッピングされ
ていることが分かる。

【０１０８】下位で２個の遷移が同時に発生している場
合には、デシジョンテーブルにおいて、下位からの入力
イベントは１個ずつしか受けられないので、途中にダミ
ー状態を挿入して、２個の遷移を１個にまとめて扱える
ようにする。

【０１０９】ステップ２４３０で、ａ３．１．１をまず
選ぶと、ＳＭ２．１のデシジョンテーブルにおける入力
イベントは、Ｏ３．１．１となる。従って、遷移前の状
態値ｓ２．１．１と、入力イベントＯ３．１．１の交わ
りに、ダミー状態「ｄ０」と、先に選ばなかった遷移の
遷移番号を引用した、出力イベントＯ３．２．１を配す
る。

【０１１０】次に、ステップ２４３５で、ダミー状態ｄ
０と、入力イベントＯ３．２．１の交わりに、カレント
状態遷移の遷移後の状態値ｓ２．１．２と、カレント状
態遷移の遷移番号ａ２．１．１を書き替えたＯ２．１．
１を配する。

【０１１１】判断２４３６で、階層における２個の遷移
の選択の順番の入替えがまだであると判断したら、下位
の遷移の選択の順序を替えて、ステップ２４３０と、ス
テップ２４３５を繰り返す。

【０１１２】判断２４２０で、カレント状態遷移の複数
遷移同時発生フラグが０であれば、入力イベントは一意
に決定するので、最下層ノードでのデシジョンテーブル
の生成時と同様に、遷移前の状態値と入力イベントの交
わりに、遷移後の状態値と、遷移番号のａをＯに替え
た、出力イベントを配する。（ステップ２４４０、２４
４５）判断２４５０で、まだデシジョンテーブルに記入されて
いない状態遷移があると判断されたら、ステップ２４５
５でカレント状態遷移を１個進めて、判断２４２０〜ス
テップ２４４５を、全ての状態遷移に関して行う。

【０１１３】この例のＳＭ２．１上の全ての状態遷移に
関する、上述の処理の結果が、図２５のデシジョンテー
ブルの例である。

【０１１４】このことを、レイヤ構造上の全ての状態機
械に関して繰り返して、状態機械ごとのデシジョンテー
ブルを生成する。

【０１１５】次にステップ１３６で、ステップ１３５で
生成した状態機械ごとのデシジョンテーブルを、イベン
トを伝搬させることにより、状態遷移を実行する。

【０１１６】システム状態がある初期状態を有するとき
に、任意のイベントを発火させると、そのイベントが初
めて発火するレイヤで、状態を遷移させ、出力イベント
を得る。出力イベントは、次の上位レイヤに対する入力
イベントになり、そのレイヤで、また状態を遷移させ、
出力イベントを得る。この処理を、最上位まで繰り返す
ことにより、状態遷移を実行する。

【０１１７】ユーザは、ステップ１４０で生成したデシ
ジョンテーブルを参考にして、システムの状態遷移が所
望のものになっているかを確認できる。また、システム
状態遷移の変更を要求することが出来る。変更要求があ
る場合はステップ１４０で変更要求を入力し、ない場合
は処理終了する。

【０１１８】判断１３７で変更要求がなければ、処理を
終了する。判断１３７で変更要求があれば、ステップ１
４０に進む。

【０１１９】ステップ１４０で変更要求が入力される
と、変更の種類に応じて、再び処理すべき位置に戻る。

【０１２０】判断１４１で、レイヤ構造の変更であれ
ば、ステップ１０１に戻って、レイヤ構造の入力から処
理を繰り返す。

【０１２１】判断１４２で、マッピングの変更であれ
ば、ステップ１２０に戻って、再び状態マッピングの定
義から処理を繰り返す。

【０１２２】判断１４３で、状態遷移に関する変更であ
れば、ステップ１４５でその変更により影響を受ける範
囲を検出し、ステップ１０５に戻る。このとき、状態遷
移の変更とは、ある状態機械に関する、状態値、イベン
ト、および遷移の追加、あるいは削除の要求である。

【０１２３】影響範囲の検出処理は、状態遷移に関する
変更が入力されてとき、修正すべき状態値、イベント、
あるいは遷移を検出する処理である。この処理を、図２
６に示す影響範囲の検出処理フローチャートを用いて、
詳細に説明する。

【０１２４】判断２６１０で、入力された変更が状態値
の変更であれば、ステップ２６１５でその状態値が下位
の状態機械のどの状態値の組合せに当たるかを、２００
０の形式で格納した状態マッピングテーブルと、１５０
０の形式で格納したドメイン制約テーブルの合成状態値
番号から求める。

【０１２５】判断２６２０で、最下層レイヤに対応する
状態機械の状態値まで検索されたと判断されるまで、ス
テップ２６１５を繰り返す。

【０１２６】次にステップ２６２５で、入力した変更す
べき状態値が、上位の状態機械のどの状態値の構成要素
となるかを、１５００のテーブルから求まる合成状態値
番号の情報と、２０００の形式で格納した状態マッピン
グテーブルから求める。

【０１２７】これらの上下の階層をたどる処理を繰返し
て、関係のある状態値を全て漏れなく検出する。

【０１２８】判断２６３０で、最上位層レイヤに対応す
る状態機械の状態値まで検索されたと判断されるまで、
ステップ２６２５を繰り返す。

【０１２９】判断２６４０で、入力された変更がイベン
トの変更であれば、ステップ２６４５で、１０００の形
式で格納したイベント格納リストから変更するイベント
を検出し、そのイベントが初めて発火する階層を見つけ
る。

【０１３０】次にステップ２６５０で、その階層の状態
機械に関して、１１００の形式で格納した状態遷移テー
ブルで、イベントが該当する遷移を検出し、ポインタ１
１２５、１１３０を辿って、同一イベントが発火する遷
移を検出する。

【０１３１】判断２６５５で、この状態遷移の検出を、
上述のイベントが初めて発火する階層より上位層に位置
する全ての状態機械に関して行ったと判断されるまで、
ステップ２６５０を繰り返す。

【０１３２】こうして、同一イベントの発火による全て
の遷移を漏れなく検出することができ、イベント変更に
よる影響範囲が検出できる。

【０１３３】判断２６６０で、入力された変更が遷移の
変更の場合には、ステップ２６６５で、２２００の形式
で格納した遷移マッピングテーブルの情報から、遷移が
下位レイヤのマッピングされている遷移を検索する。

【０１３４】判断２６７０で、最下層レイヤに対応する
状態機械の遷移まで、検索したと判断されるまで、ステ
ップ２６６５を繰り返す。

【０１３５】次にステップ２６７５で、２２００の形式
で格納した遷移マッピングテーブルの情報から、この遷
移が上位レイヤのマッピングされている遷移を検索す
る。

【０１３６】判断２６８０で、最上位層レイヤに対応す
る状態機械の遷移まで、検索したと判断されるまで、ス
テップ２６７５を繰り返す。

【０１３７】こうして、１個の遷移に関係する、異なる
状態機械における遷移を漏れなく検出することができ
る。

【０１３８】ステップ２６３５で、場合に応じて検索し
た、検索結果を出力表示して、処理を終了する。

【０１３９】なお、判断２６１０、２６４０、２６６０
のいずれにも当てはまらない場合には、ステップ２６８
５でエラーを返して終了する。

【０１４０】とくに、ステップ２６３５の検索結果の出
力表示に際して、図１９に示すような状態遷移の表示上
で、あるいは図１８に示すような合成状態遷移の表示上
で、あるいは図２５に示すようなデシジョンテーブル上
で、表示色を変えたり、反転表示したり、またはブリン
クさせるなど他とは異なる態樣で表示することが、操作
性の上で望ましい。このために、状態遷移テーブル１１
１０には、変更の直前に記憶していた状態遷移をも保存
するようにしている。その結果、上述のような表示が可
能となる。しかし表示の方式は限定せず、変更の影響範
囲をリスト形式で出力表示してもよい。

【０１４１】上述した方法により、変更の影響範囲を検
出したら、変更前の状態遷移を参考にしながら、ステッ
プ１０５からの処理を繰返し、格納しているデータを更
新する。

【０１４２】最終的には、変更要求がなくなるまで処理
を繰返し、ユーザの所望するシステム状態遷移を実行す
る。

【０１４３】さらに、上述した方法により、支援した状
態遷移の実行が、設計者の所望したシステム状態遷移を
本当にプログラムで実現していることを確認するため
の、プログラムチェックリスト２８００を生成する。

【０１４４】図２８に示す例は、図２５のデシジョンテ
ーブルで示した状態遷移を確認するためのチェックリス
トの例である。この例をもとに、チェックリストの生成
の手順を、図２７のプログラムチェックリスト（ＰＣ
Ｌ）の生成処理フローチャート図を用いて、詳細に説明
する。

【０１４５】まずステップ２７０１で、チェックの対象
となる状態機械に関する状態遷移テーブル１１００か
ら、カレント状態遷移を決める。

【０１４６】次にステップ２７０５で、上記決定したカ
レント状態遷移の遷移前の状態値を、設定する状態の欄２８０
１に、発火イベントを、入力するイベントの欄２８１０
に、遷移後の状態値を、出力されるべき状態の欄２８１
５にそれぞれ配する。

【０１４７】次にステップ２７１０で、カレント状態遷
移の遷移前の状態値、遷移後の状態値が、どの合成状態
にマッピングされているかを、２０００の状態マッピン
グテーブルから検出する。

【０１４８】次にステップ２７１５で、検出した合成状
態が、１階層下位のどの状態値の組合せに当たるかを、
１５００のドメイン制約テーブルの合成状態値番号から
求める。

【０１４９】判断２７２０で、検索した状態値の組合せ
が、最下層の状態機械における状態値でなければ、ステ
ップ２７２５で、最下層の状態値の組合せが検索される
まで、ステップ２７１０、２７１５と同じ処理を繰り返
して、最下層の状態値の組合せを検索する。検索され
た、最下層の状態機械における状態値の組合せは、それ
ぞれＰＣＬ上の対応する、最下層の状態値名の欄２８０
５、２８２０に書き込む。

【０１５０】次に判断２７３０で、１１００の全ての状
態遷移に関して検索処理を終了したと判断されるまで、
ステップ２７３５で、カレント状態遷移を１個進めて、
処理２７０５に戻って、検索処理を繰り返す。

【０１５１】さらに、上述のようにして生成したプログ
ラムチェックリストに基づいて、テストを行い、テスト
の完了を入力すると、そのテストの進捗状況を管理し、
もしも抜けがあれば、テストを指示するようなテストの
進捗管理を行う。

【０１５２】以上、本実施例によれば、設計者であるユ
ーザが、複数の状態機械がインタラクションを取りなが
らも独自の動作仕様を持つような、システム状態遷移の
全貌を把握しづらいシステムでも、異なる状態機械の関
係を局所的に定義するだけで、全てのシステム状態遷移
を生成することができる。

【０１５３】このことは、複数の状態機械を、それを実
現するソフトウェア開発におけるレイヤ構造に合わせて
関係付け、状態機械ごとに動作仕様を定義し、それをマ
ッピングによりつなぐことで、システム状態の動作仕様
を生成し、明らかにすることができる。

【０１５４】また、状態機械ごとの動作仕様を検証し、
それをドキュメントとして出力し、レビューに用いるこ
とも出来る。さらに、検討した仕様に基づいて、状態遷
移を実行することも出来る。

【０１５５】その上、動作仕様の検討時、状態遷移の実
行時に、変更要求があったとき、影響が及ぶ全ての状態
遷移を漏れなく出力表示することができる。このよう
に、ソフトウェアを設計する際に、設計者の考え漏れを
防ぐという効果がある。また、入力や表示に際して、高
い操作性が得られる。

【０１５６】また、状態遷移の実行の際には、動作仕様
を従来から利用されているデシジョンテーブルの形式で
出力するため、デシジョンテーブルから、プログラムの
ソースを生成する既成のツールを利用することも可能で
ある。

【０１５７】さらに、プログラムチェックリストを生成
し、テストの進捗管理まで行うため、ソフトウェア開発
の全工程において効果をあげることができる。

【０１５８】

【発明の効果】本発明によれば、システム状態を定義す
る複数の状態機械の関係と、それぞれの動作仕様を明ら
かにして、正しく動作する制御ソフトウェア開発の全工
程を支援する方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るシステム状態遷移の実
行支援方法の手順を示す処理フローチャート。

【図２】本実施例の方法を実現するためのブロック図。

【図３】レイヤ構造を表すイメージの説明図。

【図４】レイヤ構造テーブルの例を示す説明図。

【図５】１個の状態機械の取りうる状態値の定義のツリ
ー形式の表現の説明図。

【図６】状態値名を定義する説明図。

【図７】状態値格納テーブルの例を示すブロック図。

【図８】状態値格納テーブルの具体例を示すブロック
図。

【図９】ＳＭ３．１の状態遷移を定義するイメージの例
の説明図。

【図１０】イベント格納テーブルの例を示すの説明図。

【図１１】状態遷移テーブルの例を示す説明図。

【図１２】状態遷移テーブルの具体的な格納例を示す説
明図。

【図１３】ＳＭ３．２の状態遷移を定義するイメージの
説明図。

【図１４】ドメイン制約を定義するイメージの説明図。

【図１５】ドメイン制約を格納するドメイン制約テーブ
ルの例を示す説明図。

【図１６】動作仕様の合成処理の手順を表すフローチャ
ート。

【図１７】合成状態遷移テーブルの例を示す説明図。

【図１８】合成状態遷移を表示するイメージの説明図。

【図１９】ＳＭ２．１の状態遷移を定義するイメージの
説明図。

【図２０】状態マッピングテーブルの例を示す説明図。

【図２１】マッピングの過不足検出処理の手順を表すフ
ローチャート。

【図２２】遷移マッピングテーブルの例を示す説明図。

【図２３】未マッピング遷移を表示する説明図。

【図２４】デシジョンテーブル生成処理の手順を表すフ
ローチャート。

【図２５】デシジョンテーブルの例を示す説明図。

【図２６】変更要求の影響範囲の検出処理の手順を表す
フローチャート。

【図２７】プログラムチェックリストの生成処理の手順
を表すフローチャート。

【図２８】プログラムチェックリストの例を示す説明
図。

【符号の説明】

２０１…計算機、２０２、２０５…入力装置、２０３…
記憶装置、２０４…出力装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の状態機械を合成して得られる組合
せ状態を内部状態として有するシステムの状態遷移を制
御する方法において、システム状態を形成する複数の要素状態機械の関係をレ
イヤ構造に関連付けて入力し、格納し、個々の状態機械
について、前記状態遷移を入力して、格納し、レイヤ構
造上の任意のノードに対応する状態機械に関して、ノー
ドの子ノードに対応する複数の状態機械の状態遷移を組
み合わせ、状態遷移を合成し、前記状態機械に関して、
前記入力した状態遷移を、前記合成した状態遷移にマッ
ピングし、前記マッピングをマッピングルールとして格
納し、出力表示し、任意のイベントに対し、前記イベン
トにより状態遷移が発生する状態機械を探し、前記状態
機械の状態を変化させ、格納したマッピングルールを用
いて、前記状態機械の状態を含んで合成された、上位ノ
ードに対応する全ての状態機械の状態遷移を実行するこ
とを特徴とするシステム状態遷移のプログラミング方
法。
【請求項２】請求項１に記載の前記各々の状態機械の状
態遷移を入力し、マッピングを定義して格納し、任意の
イベントに対し全ての状態機械の状態遷移を実行する際
に、前記レイヤ構造上の各ノードに対応する状態機械ごと
に、取りうる全ての状態を横軸に配し、発生する全ての
イベントを縦軸に配し、縦横軸の交わりには横軸の状態
においてイベントが発生した後の状態を配したデシジョ
ンテーブルを生成し、出力するとともに、任意のイベントが発生すると、前記イベントが発生した
状態機械を探し、前記状態機械に対応する上で状態を変
化させ、前記格納したイベントのマッピングを用いて、
各レイヤの前記デシジョンテーブル間でイベントを伝搬
させることにより、状態遷移を実行する、システム状態
遷移のプログラミング方法。
【請求項３】請求項１または２において、前記レイヤ構
造上の任意のノードに対応する状態機械の状態遷移を、
前記ノードの子ノードに対応する複数の状態機械の状態
遷移を合成した状態遷移にマッピングするステップにお
いて、前記レイヤ構造上の任意のノードに対応する状態機械
で、マッピングが未定義である状態遷移を漏れなく検索
し、前記合成した状態遷移で、マッピングされなかった状態
遷移を漏れなく検索し、前記検索した状態遷移を表示し、再定義を要求する、入
力支援方法。
【請求項４】請求項１または２に記載の前記入力し格納
した状態機械の状態遷移に関して、レイヤ構造の定義の
変更、マッピングの定義の変更、あるいは、ある状態機
械の状態遷移に関わる変更要求を入力し、変更要求がレ
イヤ構造の定義の変更であれば、前記レイヤ構造の定義
を入力し、変更要求がマッピングの定義の変更であれ
ば、前記マッピングの定義を入力し、変更要求が状態遷
移に関わる変更であれば、前記変更要求に影響されて修
正すべき状態やイベント、あるいはそれらの組合せを、
前記状態機械ごとの状態遷移を格納した内容をたどり、
検索し、その変更要求された状態機械とは異なる状態機
械の状態遷移に関して、前記格納した状態機械に関する
状態と、イベントのマッピングに基づいて、前記変更要
求に影響されて修正すべき状態、イベント、それらの組
合せを検索し、前記検索した複数の状態機械における修
正すべき状態、イベント、それらの組合せを出力表示
し、前記各状態機械の状態遷移を定義し、変更に応じ
て、該当するステップに戻り、前記状態遷移の実行を再
度繰り返すシステム状態遷移のプログラミング方法。
【請求項５】請求項１に記載の方法により実行したシス
テム状態遷移に関して、任意に選択したレイヤの状態遷
移のテストの支援方法において、テストを施すために、前記選択したレイヤの状態機械に
おける状態遷移前後の状態値と遷移を発生させるイベン
トの組合せを、前記状態遷移を格納した内容から検索
し、前記検索した状態値と対応する、下位レイヤに位置する
状態機械の状態値の組合せを検索することを繰り返し
て、最下層レイヤに位置する状態機械の取りうる状態値
の組合せを検索し、前記検索した、状態値とイベントの
組合せをリスト形式で表示するステップを備えたシステ
ム状態遷移仕様のテスト支援方法。
【請求項６】組込型制御ソフトウェアの開発時に、請求
項１あるいは４に記載のプログラミング方法を実現する
手段を有し、請求項３に記載の入力支援方法、請求項５
に記載のテスト支援方法のいずれか一方、あるいは両方
を実現する手段を有するシステムを、ソフトウェア開発
支援ツールとして用いるソフトウェア開発方法。
【請求項７】複数個の状態機械を合成して得られる組合
せ状態を内部状態として有するシステムのシステム状態
遷移を制御する装置において、システム状態を形成する複数の要素状態機械の関係をレ
イヤ構造に関連付けて入力し、格納する手段と、個々の
状態機械について、前記状態遷移を入力し、格納する手
段と、レイヤ構造上の任意のノードに対応する状態機械
に関して、前記ノードの子ノードに対応する複数の状態
機械の状態遷移を組み合わせ、状態遷移を合成する手段
と、前記状態機械に関して、前記入力した状態遷移を、
前記合成した状態遷移にマッピングする手段と、前記マ
ッピングをマッピングルールとして格納し、出力表示す
る手段と、任意のイベントに対し、そのイベントにより
状態遷移が発生する状態機械を探し、前記状態機械の状
態を変化させ、前記格納したマッピングルールを用い
て、前記状態機械の状態を含んで合成された、上位ノー
ドに対応する全ての状態機械の状態遷移を実行する手段
とを備えたことを特徴とするシステム状態遷移のプログ
ラミング装置。