Sơ đồ trạng thái (State Machine Diagram)

Sơ đồ trạng thái (State Machine Diagram) là một trong những loại sơ đồ quan trọng trong UML (Unified Modeling Language), được sử dụng để mô tả hành vi của một đối tượng trong hệ thống thông qua các trạng thái khác nhau và cách chúng chuyển đổi qua lại.

1. Khái niệm về sơ đồ trạng thái

Sơ đồ trạng thái mô tả tất cả các trạng thái có thể có của một đối tượng trong hệ thống cùng với các sự kiện hoặc điều kiện kích hoạt sự thay đổi trạng thái đó. Nó giúp biểu diễn cách một thực thể phản ứng với các sự kiện bên ngoài và nội bộ.

Ứng dụng của sơ đồ trạng thái

  • Biểu diễn hành vi của các đối tượng trong hệ thống phần mềm, đặc biệt là các đối tượng có vòng đời phức tạp.
  • Dùng để thiết kế hệ thống điều khiển trạng thái, hệ thống tự động hóa, trò chơi điện tử, hệ thống AI, v.v.
  • Mô tả trạng thái của một quy trình hoặc luồng công việc (workflow).

2. Các thành phần của sơ đồ trạng thái

2.1. Trạng thái (State)

  • Đại diện cho một điều kiện hoặc tình huống mà một đối tượng có thể tồn tại tại một thời điểm nhất định.
  • Biểu diễn dưới dạng hình chữ nhật với các góc bo tròn.
  • Mỗi trạng thái có thể bao gồm:
    • Tên trạng thái (bắt buộc).
    • Hành động (Activities) bên trong trạng thái (tùy chọn).

Ví dụ:

+-----------------+
|  Trạng thái A   |
+-----------------+

2.2. Trạng thái ban đầu (Initial State)

  • Đại diện cho điểm bắt đầu của một đối tượng khi nó được tạo ra.
  • Được biểu diễn bằng một hình tròn tô đen.

2.3. Trạng thái kết thúc (Final State)

  • Đại diện cho điểm kết thúc của vòng đời đối tượng.
  • Được biểu diễn bằng một hình tròn có viền và một dấu chấm bên trong.

2.4. Chuyển đổi trạng thái (Transition)

  • Đại diện cho sự thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác.
  • Biểu diễn bằng một mũi tên có thể kèm theo điều kiện hoặc sự kiện kích hoạt.

Cấu trúc cơ bản:

[Trạng thái A] ---> [Trạng thái B]

Trong đó, dấu "→" là sự chuyển đổi trạng thái.

2.5. Sự kiện và điều kiện kích hoạt (Event & Guard Condition)

  • Một sự kiện có thể kích hoạt sự thay đổi trạng thái.
  • Một điều kiện bảo vệ (Guard Condition) có thể được đặt để quyết định xem sự chuyển đổi có diễn ra hay không.

Ví dụ:

[Trạng thái A] --(Sự kiện X [Điều kiện])--> [Trạng thái B]

Nghĩa là trạng thái A chỉ chuyển sang trạng thái B nếu sự kiện X xảy ra và thỏa điều kiện được đặt.

3. Ví dụ về sơ đồ trạng thái

Ví dụ 1: Sơ đồ trạng thái của một máy bán hàng tự động

[Chờ khách hàng] --(Khách nhập tiền)--> [Chờ chọn sản phẩm] 
[Chờ chọn sản phẩm] --(Chọn sản phẩm)--> [Phát hàng]
[Phát hàng] --(Hoàn tất)--> [Chờ khách hàng]

Ví dụ 2: Sơ đồ trạng thái của đơn hàng trong hệ thống thương mại điện tử

[Đơn hàng mới] --(Xác nhận đơn hàng)--> [Đang xử lý] 
[Đang xử lý] --(Giao hàng)--> [Đang giao] 
[Đang giao] --(Nhận hàng)--> [Hoàn tất] 
[Đang giao] --(Hủy đơn)--> [Đơn hàng bị hủy]

4. Kết luận

  • Sơ đồ trạng thái giúp mô tả hành vi của một đối tượng qua các trạng thái khác nhau.
  • Được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như phần mềm, tự động hóa, AI, v.v.
  • Cần hiểu rõ các thành phần như trạng thái, sự kiện, điều kiện và chuyển đổi để xây dựng sơ đồ trạng thái chính xác.