基本情報技術者 2013年 春期 午前（科目A） 問46

状態遷移図による制御設計【午前解説】

正解の理由

• 状態の一覧化
• イベントと遷移条件の明示
• 遷移時のアクションやガード条件の記述 に適しており、安全性やフェイルセーフ設計を文書化しやすいため、温室制御のような制御系に最適です。

解法ステップ

1. 問題文から「イベント（入力）」「状態」「遷移」の存在を探す。
2. イベントでモードが変わるか（例：閾値を越えたら冷却に移る）を確認する。
3. 定常的・一括処理（バッチ）か、継続監視・制御かを判定する。
4. 継続監視・制御であれば状態遷移図が適切と判断する。
5. 各選択肢をこの基準で簡潔に当てはめ、最も状態遷移を必要とするものを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: 月末・決算の棚卸集計システム
  • 扱うのは定期バッチ処理であり、状態（モード）より処理フローや集計ロジックが重要です。状態遷移図は過剰設計になります。
• イ: システム資源の日次稼働状況レポート出力システム
  • 日次で定期実行するレポート作成はスケジュール駆動のバッチ処理で、状態遷移図よりワークフローやスケジューリング設計が中心です。
• ウ: 水道検針データから料金を計算するシステム
  • 入力データに基づく計算と請求ロジックが主で、状態遷移というより算法・バッチ処理／トランザクション設計が重要です。
• エ: 設置したセンサの情報から、温室内の環境を最適に保つ温室制御システム
  • 正解。センサイベントや閾値で運転モードが頻繁に変わり、状態と遷移を明確化するため状態遷移図がもっとも適切です。エ

よくある誤解

• 状態遷移図はすべてのシステムに有効と思い込む誤解：単純なバッチ計算や大量データの集計処理では冗長になりがちです。
• 状態遷移図＝細かなアルゴリズム設計と混同する誤解：遷移図は動作モードと遷移を表現するツールで、計算式や集計ロジックは別途設計すべきです。
• シーケンス図やフローチャートと混同する誤解：一時的な処理流れはシーケンス図、データ処理はフローチャートやDFDの方が分かりやすい場合があります。

補足コラム

• ヒステリシス（オン/オフの閾値差）を遷移条件として明示することでチラつきを防ぐ。
• 優先度のあるイベント（安全停止や手動優先）をガード条件で管理する。
• 並列状態（例：温度制御と灌水制御が独立）を「コンポジットステート／並行領域」で表現すると設計が整理される。

class GreenhouseController:
    def __init__(self):
        self.state = 'IDLE'
    def update(self, temp, humidity):
        if self.state == 'IDLE':
            if temp > 28: self.state = 'COOLING'
            elif temp < 18: self.state = 'HEATING'
        elif self.state == 'COOLING':
            if temp <= 26: self.state = 'IDLE'  # ヒステリシス
        elif self.state == 'HEATING':
            if temp >= 20: self.state = 'IDLE'
        # 各状態での出力処理は別関数で実行

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