MBSE的模型中，行为（Behavior）是一个重要的概念。前面我们主要介绍的模块、模块的属性是系统的结构模型，描述系统是如何构成的，各部分之间有什么关系。而行为是系统的功能模型，或称之为动态模型，它描述的是系统及其各组成部分是如何动态变化的。

“行为”（Behavior）的概念

“行为”（Behavior）是一种通用的动态模型元素。具体的行为元素主要包括“活动”（Activity）、“状态机”（StateMachine）和“交互”（Interaction），它们分别以“活动图”、“状态机图”和“序列图”的方式说明一个行为的过程。这三种图的具体说明我们将在后期的文章中进行说明，这里先讲讲通用行为的概念，以及行为和作为系统结构说明的元素“模块”、需求说明的元素“需求”之间的关系。

“行为”是系统状态随时间变化过程的描述。“行为”代表系统的一种功能，它有输入、输出，它的功能就是把输入转换为输出。在这个转换过程中，可能伴随系统本身状态参数的变化。在设计一个系统的时候，很重要的工作就是设计系统有什么功能、怎么实现这些功能。所以，进行系统行为模型的分析是建模工作的关键内容之一。在对一个新产品进行建模的时候，一般是遵从“需求分析”—“功能分析”（行为分析）--“架构设计”这个大的基本过程。“需求分析”阶段，通过建立系统“功能需求”元素（FunctionalRequirement，它是SysML标准中一个扩展的需求元素）确定功能目标。然后通过建立相应的行为元素及其图形细化这些功能需求（功能需求只能通过一个行为元素来满足）。最后在确定系统架构模型时，将这些行为分配给具体的“模块”（作为模块的“拥有行为”）。

“行为”元素可以放在模型中专用的一个包下面，也可以直接放在具体的某个“模块”下面。

在UML语言中，“行为”也是一个“类”（Class）。相应的在SysML语言中，具体的行为元素（活动、交互和状态机）都是类的扩展元素“模块”(Block)。UML\SysML标准遵循了面向对象的设计概念，这世界上一切都是“对象”（Object）。“对象”是类的实例，也就是说世界上的一切对象都是某个类的实例。“行为”也是一个类，行为的一次“执行”就是这个类的实例。当然，行为是一种特殊的类，它有类的基本特征：可以有属性和操作，而且它还多出来很多描述动态过程的东西（具体的行为元素描述动态过程的方法不同，具有的子元素不同）。可以说“行为”元素是在“类”的基础上增加了描述动态过程的内容。

在SysML标准中，三种具体的行为元素“活动”、“状态机”和“交互”都是“模块”，所以它们可以像模块一样进行分解，把一个复杂的行为分解成小的、局部的或共用行为元素。这个过程也可以对应为设计分析中的“功能分解”过程。上层的行为元素和下层的行为元素都有各自的图形，例如在一个上层“活动图”中，通过一个“调用行为动作”，调用下层的活动元素（或其它行为元素）。

“行为”（Behavior）的语法

前面我们说了，“行为”代表一种功能，有输入、输出，好似软件中的一个“函数”或“过程”（UML本来是用于软件建模的，在UML中一个行为确实对应编程语言中的一个函数或过程）。在定义一个行为元素的时候（例如，在模块的拥有行为分区或类目行为分区中增加一个行为），它遵从以下语法：

<name>‘(’[<parameter-list>]‘)’[‘:’ [<return-type-list>]][<behavior-constraint>]

用中文把上面的语法翻译一下如下：

<名称>‘(’ [<参数列表>] ‘)’ [‘:’ [<返回参数列表> ] ] [ <行为约束>]

上面语法中各部分说明如下：

<name>：行为的名称，不能为空。行为元素也是有命名空间的，如果行为直接定义在一个包下面，这个包就是它的命名空间；如果定义在一个模块下面，模块的名称就是它的命名空间。

< parameter-list>：输入参数的列表，每个参数用“,”分隔。每个参数的语法如下：

<parameter>::=[<direction>] <parameter-name> ’:’<type-expression> [’[’<multiplicity-range>’]’] [’=’<default>][’{’ <parm-property> [’,’ <parm-property>]* ’}’]

对应中文，每个参数用“方向 名称:类型[多重性]=默认值{参数属性}”这样的格式。

<direction>：’in’ | ’out’ | ’inout’ (默认’in’)，表示参数是传入、传出或同时是，“无”的话默认是传入。

<parameter-name>：参数名称。

<type-expression>：参数类型。

<multiplicity-range>：集合参数的话参数的数量最少、最多多少个。

= <default>：参数默认值。

<parm-property>：参数属性，有以下选项：

<param-prop> ::= ‘ordered’ |‘unordered’ | ‘unique’ | ‘nonunique’ | ‘seq’ | ‘sequence’

‘ordered’ | ‘unordered’：表示返回的集合参数中是否是有顺序的；

‘unique’ | ‘nonunique’：表示集合中每个参数是否是唯一、不唯一的；

‘seq’| ‘sequence’：这两个选项意义相同，‘seq’ 是 ‘sequence’的缩写，表示参数是一个有序的“袋”（bag），既有序但不唯一。

此外，参数还有以下属性：

isStreaming：是否是“流”。如果是流，则在行为执行期间，这个参数可能一直有数据传入、传出，而不仅仅是在调用或完成时。

isException：是否异常值，只用于是“传出”的参数。如果“是”，则如果这个参数有值，则其它参数不会有值。

effect：影响，取值范围为“生成、读取、更新、删除”中的一种。

< return-type-list>：返回参数列表，每个返回参数用“，”分隔，每个返回参数的语法定义如下：

<return-type-mult-prop> :=<return-type> [‘[‘ <multiplicity-range> ‘]’] [‘{‘<param-prop-list> ‘}’] ]

对应中文，每个返回参数用“类型[多重性]参数属性”这样的格式。

<return-type>：返回类型。和输入参数不同，返回参数没有名称，直接“类型”开头；

<multiplicity-range>：多重性，表示这个参数是个集合的话，集合中每个参数最少、最多的个数；

<param-prop-list>：参数的属性，有以下选项：

<param-prop> ::= ‘ordered’ |‘unordered’ | ‘unique’ | ‘nonunique’ | ‘seq’ | ‘sequence’

‘ordered’ | ‘unordered’：表示返回的集合参数中是否是有顺序的；

‘unique’ | ‘nonunique’：表示集合中每个参数是否是唯一的；

‘seq’ | ‘sequence’：这两个选项意义相同，‘seq’ 是 ‘sequence’的缩写，表示参数是一个有序的“袋”（bag），既有序但不唯一。

<behavior-constraint>：行为的约束，一般是“{}”中一个约束表达式。

另外，行为的属性“isReentrant”(是否可重入)表示这个行为在执行的时候，是否可以再次被调用。

在表示行为的语法前面，可能会有表示具体行为类型的构造型，如果«活动»、«状态机»或«交互»。

在MBSES（智睿思维基于模型的系统工程软件）中，行为的参数可以通过一个弹出窗口进行定义。参数的属性通过属性框定义。但是也可以直接在模块的行为分区中按照简化的语法“名称( 参数名称: 参数类型) 返回参数类型”定义一个行为。

行为和模块的关系

在前面的文章中，我们说过“模块”有两种有关行为的分区，“拥有行为”分区和“类目行为”分区。“拥有行为”是当前这个模块中定义的行为，这些“拥有行为”是这个模块的功能，这个模块是这些行为执行时候的语境（也叫上下文，Context）。在一个行为执行的时候，除了可以使用和修改行为的输入、输出参数，还可以使用或改变作为上下文的这个模块的各种属性。例如，一个柴油发电机，具有一个“发电”的行为，在这个行为中，消耗作为输入参数的“柴油”，输出作为输出参数的“交流电”，同时会发热，改变发电机的温度。

“类目行为”是当前这个模块从开始工作到停止工作过程的一个行为过程描述。一般用一个状态机来描述。例如一个设备的“开机”、“运行”、“待机”、“停机”这些状态形成的一个设备工作过程状态机作为设备的“类目行为”。

当一个模块向其它模块提供功能的时候，必须通过这个模块的“行为特征”（BehavioralFeature）来提供，而不是直接提供行为的调用。模块的“行为特征”有“操作”（Operation）和“接收”（Reception）两种。但是在UML/SysML语言中，行为特征本身没有说明行为过程的能力，它的行为过程说明必须通过一个具体的行为元素的图形来说明。说明“操作”或“接收”具体行为过程的行为元素称为它们的“方法”（Method），同时，这个“操作”或“接收”称为对应行为元素的“定义”（specification）。一个行为元素也可以没有对应的行为特征，这时候它只能被当前这个模块的其它行为调用，不能被外部模块调用。行为和它对应的“操作”或“接收”必须参数完全对应。

下面用一个三综合试验箱功能分析的例子说明“行为”的定义和应用。

(以下图形使用“智睿思维基于模型的系统工程软件--MBSES”制作，此软件可以在www.zhiruisiwei.com网站或本论坛下载，支持国产软件，免费、免注册试用)

首先定义一个“三综合试验箱”的模块，这个试验箱有“震动”、“加热”、“加湿”、“冷却”的功能，当然主要的功能还是进行“三综合试验”这个功能。这些功能我们都定义为它的“拥有行为”。同时定义了一个“开始三综合试验”的操作，这个操作的“方法”对应“三综合试验”行为，它们都有一个参数“试验程序号”。当人工的方式开始试验，或者通过远程控制的方式调用这个操作开始试验，则试验箱根据“试验程序号”参数开始对应的试验程序。“三综合试验箱”模块定义如下：

“三综合试验”行为的流程用一个活动图来说明。首先根据“试验程序号”找到对应的试验程序。正式开始试验前，设备要先进行预试验步骤，把箱内温度、湿度控制到试验程序规定的起始条件。然后根据试验程序中的定义，进行“震动”、“加热”、“加湿”，“保持”一定时间，根据程序定义可能进行“冷却”。这个过程可能是个循环过程，用一个“循环节点”来表示。活动图如下所示：