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层次状态机HSM与有限状态机原理 状态机建模设计

共计 30 章节
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01
课程导入
状态机的基本概念 · 发展历史 · 应用领域（如嵌入式
课程导入状态机的基本概念
02
有限状态机基础
FSM的定义 · 状态 · 事件
有限状态机基础FSM
03
FSM建模方法
从需求到状态机的建模步骤 · 包括识别状态 · 事件
FSM建模方法
04
FSM实现技术
使用switch-case · 函数指针表 · 状态模式等常见编程实现方式
FSM实现技术
05
FSM实战案例
设计一个简单的交通灯控制系统或自动售… · 并完成代码实现与测试
FSM实战案例
06
FSM的局限性
状态爆炸 · 重复逻辑 · 难以维护等问题
FSM的局限性
07
层次状态机HSM概述
HSM的定义 · 层次化思想 · 父状态与子状态的关系
HSM层次状态机
08
HSM核心概念
状态嵌套 · 历史状态（H和H*） · 进入/退出动作
HSM核心概念
09
HSM状态转移语义
转移的优先级 · 从子状态到父状态的传播 · 守卫条件（guard）与动作执行顺序
HSM状态转移语义
10
HSM建模方法
如何将复杂系统分解为层次状态图 · 包括状态层次划分 · 事件处理策略
HSM建模方法
11
HSM实现技术
基于事件驱动的状态机框架 · 如状态表+层次栈 · 状态模式扩展
HSM实现技术
12
HSM实战案例
设计一个嵌入式设备电源管理状态机（如… · 休眠 · 深度睡眠）
HSM实战案例
13
状态机设计模式
状态模式 · 状态机模式 · 状态机与观察者模式结合
状态机设计模式状态模式
14
状态机与并发
多状态机协作 · 事件队列 · 同步与异步处理
状态机并发
15
状态机验证与测试
状态覆盖 · 转移覆盖 · 基于模型的测试方法
状态机验证测试
16
状态机与UML
UML状态图（Statechart）… · 语义 · 以及如何用UML工具建模HSM
UML状态机
17
状态机与形式化方法
状态机与Petri网 · 时序逻辑的关系 · 以及模型检测在状态机验证中的应用
状态机形式化方法
18
状态机在嵌入式系统中的应用
事件驱动架构 · 中断处理 · 低功耗设计中的状态机实践
状态机嵌入式系统
19
状态机在游戏开发中的应用
角色AI状态机 · 行为树与状态机的对比 · 以及HSM在复杂AI中的优势
状态机游戏开发
20
状态机在网络协议中的应用
协议状态机（如TCP状态机） · 状态机在协议解析与状态同步中的设计
状态机网络协议
21
状态机在用户界面中的应用
UI状态管理 · 导航状态机 · 以及状态机在移动应用中的实践
状态机用户界面
22
状态机与代码生成
基于状态图自动生成代码的工具（如St… · Yakindu） · 以及代码生成流程
状态机代码生成
23
状态机性能优化
事件分发效率 · 状态转移开销 · 内存占用优化
状态机性能优化事件分发效率
24
状态机调试与可视化
日志记录 · 状态跟踪 · 可视化调试工具
状态机调试可视化
25
常见问题与陷阱
状态爆炸 · 转移冲突 · 事件丢失
常见问题陷阱
26
状态机与领域驱动设计
将状态机应用于业务工作流 · 订单状态管理 · 以及如何与DDD结合
状态机领域驱动设计
27
综合实战项目
设计一个完整的嵌入式系统（如智能家居… · 综合运用FSM与HSM · 完成需求分析
综合实战项目设计一个完整的嵌…
28
状态机与机器学习结合
状态机作为强化学习中的策略表示 · 以及状态机与神经网络混合架构
状态机机器学习结合
29
状态机前沿趋势
状态机与微服务编排 · 状态机与区块链状态转换 · 以及状态机在物联网中的新应用
状态机前沿趋势状态机
30
课程总结与进阶路径
回顾核心知识点 · 推荐书籍 · 工具
课程总结进阶路径