Human Machine Interface Design mit State Chart XML (PDF)

Studienarbeit aus dem Jahr 2018 im Fachbereich Informatik - Programmierung, Note: 1,0, Hochschule Darmstadt, Sprache: Deutsch, Abstract: Deterministische Zustandsautomaten sind seit Jahrzehnten in der Softwareentwicklung üblich, erreichen aber schnell grosse Komplexität, wenn sehr viele Zustände zusammen in einem Modell betrachtet werden. Diese Komplexität reduziert die Lesbarkeit des Zustandsdiagramms. Eine bedeutende Erweiterung um die Komplexität zu reduzieren wurde daher von Harel für Zustandsautomaten entwickelt:

Ein Zustand kann zusammengesetzt sein aus anderen Zuständen, damit kann eine Hierarchie von Zuständen erstellt werden. Zwei oder mehr Zustände können parallel verarbeitet werden, was es ermöglicht parallele Prozesse abzubilden. Weiterhin kann ein Zustand seine aktuelle Zustandskonfiguration beim Verlassen des Zustands abspeichern. Wenn der Zustand dann erneut aktiv wird, kann die vorher gespeicherte Zustandskonfiguration wiederhergestellt werden.

SCXML greift die Ideen von Harel auf, denn es basiert auf Harel statecharts und CCXML (Call Control XML). Bei SCXML handelt es sich unabhängig von Human Machine Interfaces um eine Möglichkeit einen Prozess zu steuern. Es bietet die Möglichkeit Verhaltenslogik über einen Zustandsautomaten abzubilden und gehört zum Bereich Model-Driven Development. SCXML verarbeitet automatisch Zustände, Zustandsübergänge sowie Ereignisse und ermöglicht parallele Abläufe.

Einige Anwendungsszenarien sind:
- SCXML als neu zu verwendender Standard für CCXML 2.0 eingesetzt bei VoiceXML;
- Multimodale Anwendungen als Interaktionsmanager;
- Entwicklung von Benutzerschnittstellen;
- Hardwareprogrammierung/VHDL;
- Als allgemeine Steuerungssprache für Prozesse;
- Protokollverarbeitung mit endlicher Anzahl Zustände

Ziel dieses Papers ist die Evaluation von SCXML zur Nutzung in Model-Driven Development anhand der Implementierung des Qt Creators und Qt Frameworks. Dafür wurde die bestehende Implementierung in Qt gezielt nach Stärken und Schwächen untersucht und ein Praxisbeispiel als Widget-basierte Qt-Anwendung entwickelt um die Anwendbarkeit im Kontext für HMI-Design zu testen. Es soll herausgefunden werden, ob man eine Qt-Anwendung durch einen Zustandsautomaten steuern kann, ohne dass die Verhaltenslogik zusätzlich in C++ ausgedrückt werden muss.