（5）分所析习题2中第4题的患者监狱系统。试用实体-联系图描述本系统中的数据对象并用数据流程描绘本系统的功能。

（6 ）复印机的工作过程大致如下：未接到复印命令时处于闲置状态，一旦接到复印命令则进入复印状态，完成一个复印命令规定的工作后又回到闲置状态，等待下一个复印命令；如果执行复印命令时发现没纸，则进入缺纸状态，发出警告，等待装纸，装满纸后进入闲置状态，准备接收复印命令；如果复印时发生卡纸故障，则进入卡纸状态，发出警告等待维修人员来排除故障，故障排除后回到闲置状态。

请用状态转换图描绘复印机的行为。

答案： 从问题陈述可知，复印机的状态主要有“闲置”、“复印”、“缺纸”和“卡纸”。引起状态转换的事件主要是“复印命令”、“完成复印命令”、“发现缺纸”、“装满纸”、“发生卡纸故障”和“排除了卡纸故障”。 排除了卡纸故障 缺纸

do /警告 复印命令 复印 闲置 do /复印 完成复印命令

卡纸

装满纸

do /警告

第四章

1，举例说明形式化说明技术和欠形式化方法的优缺点。 答： 优点 缺点 形式化说明 1，简洁准确的描述物理大多形式化的规格说明主要关注现象，对象获动作的结系统的功能和数据，而时序的问果 题，控制和行为等方面的需求却2，可以在不同软件工程更难于表示 活动之间平滑的过度。 3，它提供了高层确认的非形式化说明 手段 难度低 可能存在矛盾，二义性，含糊性，不完整性级抽象层次混乱等问题 以一个简单的俄罗斯方块游戏系统规格说明为例，用自然语言描述如下：

游戏的每个状态对应一个游戏界面，开始状态下，但变量cd_start=1是进入正常游戏的状态，cd_start=2时 进入读取游戏状态，cd_start=3是进入得分榜界面查看。在得分榜界面按任意键返回开始界面，在读取游戏界 面，当游戏数据读取完成后进入正常游戏状态，正常游戏状态下，同时按下左键和右键进入储存游戏界面，数 据储存结束后返回正常游戏状态，在正常游戏状态下，如果变量game_res=0，则游戏结束，进入游戏结束画面。 可见，用自然语言书写的系统规格说明书，罗嗦繁杂，并且可能存在矛盾，二义性，含糊性，不完整性及抽象 层次混乱等问题。

用有穷状态的描述如下：

状态机J：{开始，正常游戏（游戏进行中），得分榜，读取游戏，储存游戏，游戏结束}

输入集K：{按键UP，按键DOWN，按键LEFT，按键RIGHT，寄存器变量cd_start ，寄存器变量game_res} 转换函数T：如图4.1所示 初始态S：{开始} 终态集F：{游戏结束} 读取游戏 得分榜 按任意键 Cd_start=3 游戏进行中 Cd_start=1 LEFT&RIGHT Cd_start=2 EEPROM读取完成后 开始 Game_res=0 游戏结束 EEPROM写入完成后 储存中 图4.1游戏状态转换图

可见用形式化语言描述，更加简洁，准确，无歧义。

2，在什么情况下应该使用形式化说明技术？使用形式化说明技术应遵守哪些规则？ 答：

在用非形式化的方式描述时，存在矛盾，二义性，含糊性，不完整性级抽象层次混乱等问题时用形式化说明技术。

应用形式化方法的准则：

A，应该选用适当的表示方法；

B，应该形式化，但不要过分形式化； C, 应该估算成本；

D, 应该有形式化的方法顾问随时提供咨询； E, 不应该放弃传统的开发方式； F，应该建立详尽的文档； G，不应该放弃质量标准；

H，不应该盲目依赖形式化方法； I，应该测试，测试再测试； J，应该重用。

3，一个浮点二进制数的构成是：一个可选的符号(+或-)，后跟一个或多个二进制位，再跟上一个字符E，再加上另一个可选符号(+或-)及一个或多个二进制位。例如，下列的字符串都是浮点二进制数： 110101E-101 -100111E11101 +1E0

更形式化地，浮点二进制数定义如下： 〈floatingpoint binary〉∷=［〈sign〉］〈bitstring〉E［〈sign〉］〈bitstring〉 〈sign〉∷=+｜-

〈bitstring〉∷=〈bit〉［〈bitstring〉］ 〈bit〉∷=0｜1 其中，

符号∷=表示定义为； 符号［...］表示可选项； 符号a｜b表示a或b。

假设有这样一个有穷状态机：以一串字符为输入，判断字符串中是否含有合法的浮点二进制数。试对这个有穷状态机进行规格说明。

4，考虑下述的自动化图书馆流通系统：每本书都有一个条形码，每个人都有一个带条形码的卡片。但一个借阅人想借一本书时，图书管理员扫描书上的条形码和借阅人卡片的条形码，然后在计算机终端上输入C；当归还一本书时，图书管理员将再次扫描，并输入R。图书管理员可以把一些书加到（+）图书集合中，也可以删除（—）它们。借阅人可以再终端上查找到某个作者所有的书（输入“A=”和作者名字），或具有指定标题的所有书籍（输入“T=”和标题），或属于特定主题范围内的所有图书（输入“S=”加主题范围）。最后，如果借阅人想借的书已被别人借走，图书管理员将给这本书设置一个预约，以便书归还时把书留给预约的借阅人（输入“H=”加书号）。 试用有穷状态机说明上述的图书流通系统 答：图书馆流通系统的有穷状态机描述如下： （一）图书状态的有穷状态机描述

状态机J：{书在图书馆S1，书被借出S2，书被预约S3}

输入集K：{书上条形码，借阅卡条形码，终端输入各种命令} 转换函数T：如图4.4.1所示

初始态S：{书在图书馆S1，书被借出S2} 终态集F：{书被借出S2，书被预约S3}

扫描两个条形码，在终端输入C 书在图书馆S1 扫描两个条形码，在终端输入R 图4.1.1 书被借出S2 在终端输入“H=”加书号 书归还，扫描两个条形码，在终端输入R 书被预约S3 二)图书馆终端管理员模式的有穷状态机描述

状态机J：{管理员设置状态，书入库，书出库（删除），预约} 输入集K：{终端输入管理员命令，书的各种状态（S1，S2，S3} 转换函数T：如图4.4.2所示 初始态S：{管理员设置状态}

终态集F：{书入库，书出库（删除），预约，} 预约 书状态为S2&终端输入“H=”加书名 管理员设置状态 管理员删除 管理员添加 书出库（删除） 书入库 图4.4.2 二)图书馆终端用户模式的有穷状态机描述 状态机J：{读者查询状态，查询结果}

输入集K：{终端输入用户查询命令，书的各种状态（S1，S2，S3）} 转换函数T：如图4.4.3所示 初始态S：{读者查询状态} 终端输入各终态集F：{查询结果} 种查询命令 读者查询状态 查询结果

图4.4.3

5，试用Petri网说明第四题所述图书馆中一本书的循环过程，在规格说明中应该包括操作H、C及R。

答：其中P1表示书在图书馆P2表示书在读者手上，P3书被预约

P1 P2 . .