协议工程5-MSC

三、消息顺序图（MSC）Slide1北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽„MSC概述„MSC基础„MSC结构„高级MSC„MSC文档内容Slide2北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC概述„MSC是什么„MSC的特点„MSC的实体类型Slide3北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC概述——MSC是什么„MSC：MessageSequenceChart„MSC（消息顺序图）是ITU-TZ.120建议给出的一种形式化语言，用于描述多个实体之间、实体与环境之间消息交互的顺序。„MSC的应用：–协议实体之间PDU交换时序的描述–通信实体之间消息交互顺序的描述–不对等实体之间消息交互顺序的描述„MSC的定义采用2种文法：文本文法、图形文法Slide4北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC概述——MSC的特点„MSC是一种形式化语言。„MSC是一种消息跟踪语言：它描述通信及其它事件发生的顺序，同时也可以表示对数值传递和事件定时的限定。„MSC是一种图形化语言：MSC的图形文法以二维图形来描述通信实例的行为。„MSC是一种实用语言：可用于软件开发的全过程„MSC应用广泛：可用于所有具有信息交互的应用领域，特别是实时系统，如电信交换系统。„MSC支持结构化设计。Slide5北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC概述——MSC的实体类型„MSC文档„MSC图„实例（instance）„状态（condition）„定时器（timer）„消息（message）„通道（gate）„变量（variable）Slide6北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽Slide7北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础„MSC图„实例„消息„条件„定时器„通道„动作„进程创建和终止„方法调用和回复Slide8北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——MSC图（1）„MSC图有两种：简单MSC图、高级MSC图„简单的MSC图，描述实例之间的消息交互情况和部分系统行为„高级MSC图，描述简单MSC图的组合情况，构成更复杂的MSC图Slide9北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——MSC图（2）Slide10北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——MSC图（3）called_partyoff_hookdial_tone_ondigitdial_tone_offdigitseizure_intackinternal_ringing_onring_back_tone_onoff_hookanswerconnectionprocessdigitemscconnectioncalling_partyprocessdigitewhenIdleSeizureTalkingSlide11北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——实例（1）„实例代表某种实体，具有该实体的所有属性„在SDL系统中，实体可以是系统、功能块或进程。在通信领域，实体可以是一个系统，也可以是某层协议实体。„实例由实例头部、实例轴、实例结束符或实例终止符组成。„实例分为简单实例和可分解实例（decomposed）Slide12北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——实例（2）„实例结束符仅代表该实例需在本MSC图中要描述的部分的结束，而不表示该实例的结束。„实例头部符号也只表示该实例需在本MSC图中要描述的部分的开始，而不是该实例的创建。„终止符则表示该实例真正的结束，终止符只适用于进程类型的实例，表示进程终止。Slide13北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——实例（3）instinst:processdigitinstprocessdigit„MSC支持的实例类型有：进程（process）类型、功能块（block）类型和系统（system）类型。Slide14北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——实例（4）instdecomposedprocessdigitdecomposedinstdecomposedasnewmscnameinst„关键字decomposed表示该实例还需用另一个MSC图作进一步说明。„如果分解后的MSC图采用别的图名，则需在实例标题中给出该图名。Slide15北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽实例分解举例Slide16北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——消息（1）„在MSC图中，消息用来在两个实体之间或实例与环境之间交换信息。„在两个实例之间交换一条消息可以看成两个事件：消息入（messagein）和消息出（messageout）。„消息用消息名来标识，可以带参数，参数列表中不用给出参数类型。„消息出事件与消息入事件共享一个消息名。„两种与消息有关的异常：–输出消息丢失；–实例消耗“来历不明”的消息，即输入异常消息。Slide17北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——消息（2）Slide18北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——条件„在MSC图中，条件（condition）描述系统的全局状态（globalcondition，涉及MSC图中所有实例）或局部状态（non-globalcondition，涉及MSC图中部分实例），当局部状态只涉及MSC图中的一个实例时，也称为本地状态（localcondition）。„条件的图形符号„条件符除了用来描述系统状态外，还可以起连接符的作用Slide19北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽条件举例con1con3con2con4Slide20北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽条件举例Slide21北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——定时器（1）„在MSC图中，定时器可以用来监视某一事件（一般为等待接收消息）的到达。„定时器包括两个操作（动作）和一个事件，即：启动定时器、复位定时器和定时器超时。„启动定时器就是在系统中创建一个定时器实例，该实例有个实例名（定时器名），可以带参数，也可以给出定时间隔（duration）。„启动定时器又可分为启动和再启动两种，再启动是指定时器启动后，还未到规定的时间，系统也未对定时器做复位操作，系统重新启动该定时器，定时器的计时长度重新设置。但一个定时器只能被再启动一次。Slide22北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——定时器（2）„表示启动定时器的图形符号„表示再启动定时器的图形符号Slide23北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——定时器（3）„表示复位定时器的图形符号„表示定时器超时的图形符号Slide24北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——定时器（4）instance1instance2T1message1Slide25北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽ICONreqICONindICONResponderTICONrespICONconfICONFInitiatormscconnectionwhenDisconnectedConnectedWait_For_RespSlide26北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——通道（1）„通道与环境：实例与环境交互的消息通过通道来完成。„每个通道都有一个通道名。通道名可以显示给出，也可隐式给出。„隐式通道名由消息的方向和消息名来确定Slide27北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——通道（2）„显式定义的通道：g、h„隐式定义的通道：out_s2、in_s3、out_s5Slide28北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——动作„MSC除了用来描述通信实体间的消息交互顺序外，还可描述通信实体在通信过程中需要完成的一些动作（操作）„动作符描述的动作仅限于实体内部„动作符：Slide29北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——进程创建和终止（1）„两种进程创建：–静态创建：指系统初始化时创建的进程–动态创建：指在系统运行过程中创建的进程„用进程创建符来描述动态创建进程„进程创建符：„进程创建符有箭头一端与被创建进程实例的实例头部相连。Slide30北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——进程创建和终止（2）Slide31北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——方法调用与回复（1）„MSC图中实例间交互信息的一种形式„MSC中的方法是实例中的一个行为单元，具有独立的名称。„一个实例中的方法可以由另一个实例来调用，方法的运行（计算）结果以回复的形式回送给调用者。调用和回复使用同一方法名。„方法的调用方式：同步方式、异步方式„同步方式是指调用者发出调用信号后要等对方的回复信号到达后才能继续往下执行，在等待期间，该实例处于挂起状态。„异步方式则指调用者发出调用信号后不等回复信号，继续往下执行。„方法调用可以嵌套。Slide32北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——方法调用与回复（2）Slide33北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC基础——方法调用与回复（3）mscmethod_callABCallmethodBmethodBCallmethodAmethodASlide34北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构„并发„引用„分支结构„并行结构„循环结构Slide35北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——并发（1）„应用背景：某通信实体在某状态下需要接收到两条或多条消息后才能往下进行，而这些消息到达的时间顺序是任意的，即实例消耗这些消息的顺序是任意的。„并发：用来描述在实例轴上发生时间无序的事件„并发只与单实例相关Slide36北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽„并发的不同表示形式：或MSC结构——并发（2）„并发符：Slide37北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——并发（3）Slide38北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——引用（1）„MSC引用是指在MSC图中引用别的MSC图，以简化设计。„被引用的MSC图用一个引用符来表示，引用符上有实际通道，被引用的MSC通过这些实际通道与新的MSC图中的实例和环境交互信息。„MSC引用符可以与多个实例轴相连。与本引用符无关的实例的实例轴可以穿过引用符。„MSC引用不能递归进行。Slide39北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——引用（2）Slide40北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——分支结构（1）„线内表达式：利用线内表达式可以在MSC图中构造分支结构、并行结构、循环结构。线内表达式符异常线内表达式符分隔符„三种分支结构：–alt–opt–excSlide41北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽Slide42北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽Slide43北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽Slide44北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——并行结构„线内表达式符内两部分内容在时间上是同时发生的Slide45北京邮电大学计算机科学与技术学院通信技术中心卞佳丽MSC结构——循环结构（1）„线内表达式的内容将循环若干次„循环次数格式为：loopn,m，表示至少循环n次，最多循环m次。„缺省值loop=loop1,infSlide46北京邮电大学计算