状態遷移図とは？

状態遷移図の意味

システムが取りうる状態と、事象（イベント）によって状態がどう移るかを表した図。「現在の状態」と「発生した事象」の組合せで次の動作と遷移先が決まる仕様を表現するのに適し、組込み制御の仕様記述で最もよく使われる。状態遷移表にすると、抜けや矛盾を機械的に点検できる。

状態遷移図の具体例

待機→計測→送信→待機、といった動作を、開始ボタン押下・計測完了・送信完了という事象で結ぶ。

状態遷移図は試験でどう引っ掛けられる？

遷移経路の数を数える問題では、自己遷移（同じ状態に戻る遷移）を数えるかどうかで答えが変わる。問題文の定義を確認する。

状態遷移図と関連する用語

• ペトリネット
• UML
• シーケンス図

状態遷移図が出た過去問

• 通信プロトコルの記述などに使用される表記法であり、事象の発生と、そのときの状態に応じたシステムの動作を記述するのに、最も適したものはどれか。

  正解：状態遷移図

  要点：状態と事象で動作が決まる仕様は状態遷移図で表す

  通信プロトコルは、いま自分がどの状態にあるかによって、同じ受信事象に対する振る舞いが変わる。状態遷移図は、状態を節点、事象とそれに伴う動作を枝のラベルとして表すので、この「状態と事象の組で動作が決まる」構造をそのまま記述できる。網羅性を確かめたいときは状態遷移表を併用する。

  出典：平成28年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問23（IPA）

• 次の状態遷移図に従って動作する組込みシステムがある。最初の状態がS0の場合に、最後の状態がS4になるイベントの発生順序はどれか。ここで、白丸は状態、白丸内の文字…

  正解：c→d→a→b→c

  要点：自己遷移を除いて数えるとa→b→cでS0からS4へ到達する

  初期状態S0では、イベントc・dはいずれも自己遷移なので状態は変わらない。続くaでS0からS1へ、bでS1からS3へ遷移し、最後のcでS3からS4へ移る。これによりc→d→a→b→cの順で最終状態がS4となる。他の順序では最終的にS3などにとどまる。

  出典：令和4年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問22（IPA）

• 表の状態遷移に従って動作する組込みシステムがある。最初の状態がS0の場合に、a→b→c→d→aの順序でイベントが発生すると、最後の状態がS4になる。表の(＊)に…

  正解：S3

  要点：最後のaでS4になるには直前がS3である必要がある

  最後のイベントaで状態がS4になるには、その直前の状態がS4へ遷移する状態、すなわち表からS3でなければならない。(＊)にS3を入れて追うと、S0からaでS1、bで(＊)＝S3、cでS2、dで(＊)＝S3となり、最後のaでS4に到達して条件を満たす。他の状態名では最終状態がS4にならない。

  出典：令和5年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問19（IPA）