带有并发行为的UML状态机图的形式语义

在软件开发过程中,UML(统一建模语言)状态机图是目前最流行的建模形式之一,它属于半形式化模型,无法用形式化的方法进行推理。为了能对UML状态机图进行推理,现有工作采用Petri网、时序逻辑语言XYZ/E、动态描述逻辑、Z(Object-Z)语言、CHAM化学抽象机等作为状态机图的形式语义,但这些语义都是行为语义,并没有从结构上直接形成体现真并发的形式语义。该文提出一种新的模型——统一结构模型作为带有并发行为的UML状态机图的形式语义,该模型不会增加或减少状态机图的任何信息。基于统一结构模型首先定义了状态机图的格局(全局状态),用于表现状态机图的执行过程,并且给出了UML状态机图的格局的转换规则,说明格局如何在状态机图中执行,在此基础上给出了状态机图的可达性算法,然后还对状态机图的死锁等性质进行了介绍,最后开发出一个原型工具,实现了状态机图的可达性分析,并用实例说明了该方法的应用。     

基于UML的计算机联锁软件的分析与建模

有效地测试、分析和验证计算机联锁软件是保证列车运行安全和旅客生命财产安全的重要手段,而形式化模型是系统测试、分析和验证的基础。以联锁软件的UML非形式化模型为基础,以有限状态机模型为系统形式化模型描述的数学工具,研究UML顺序图(场景)自动转化为有限状态机模型的方法。首先将场景的UML顺序图转化为FSP进程代数模型,然后通过合并不同对象的进程代数模型,得到系统的有限状态机模型。最后以接车进路用例为例生成系统的有限状态机模型,以验证该方法的可行性和有效性。     

一种基于时间自动机的实时系统测试方法

基于时间自动机(timed automata,简称TA)的一种变体--时间安全输入/输出自动机(timed safety input/output automata,简称TSIOA),提出了一种实时系统测试方法.该方法首先将时间安全输入/输出自动机描述的系统模型转换为不含抽象时间延迟迁移的稳定符号状态迁移图(untimed stable transition graph of symbolic state,简称USTGSS);然后采用基于标号迁移系统(labeled transition system,简称LTS)的测试方法来静态生成满足各种结构覆盖标准的包含时间延迟变量迁移动作序列;最后,给出了一个根据迁移动作序列构造和执行测试用例的过程,该过程引入了时间延迟变量目标函数,并采用线性约束求解方法动态求解迁移动作序列中的时间延迟变量.     

OSPF路由协议中邻居状态机的实现技术

本文从建立OSPF邻居状态机的数学模型出发,依据其实现原理,列出了邻居状态机的各个状态和事件,描绘了总的状态变迁图,并进一步对状态机的转换函数的实现做了优化处理,结合指针函数和二维数组等数据结构,根据OSPF邻居状态机机制,提出了实现的关键技术。     

OSPF路由协议中邻居状态的实现技术

本文从建立OSPF邻居状态机的数学模型出发，依据其实现原理，列出了邻居状态机的各个状态和事件描绘了总的状态变迁图，并进一步对状态机的转换函数的实现做了优化处理，结合指针函数和二维数组等数据结构，根据OSPF邻居状态机机制，提出了实现的关键技术。     

计算机入侵取证中的入侵事件重构技术研究

针对计算机入侵取证中计算机证据具有易删改、易丢失、来源众多、内容繁杂等特点,论述入侵事件重构技术的最新发展状况,从系统应用层对象/事件和操作系统层对象/事件2个方面分析入侵重构的主要证据来源,介绍现有入侵事件重构中主流的重构工具,研究常用的入侵事件重构方法,包括基于时间戳的日志分析、语义完整性检查、基于操作系统层对象的依赖追踪技术、基于有限状态机模型的事件重构模型等,总结各种方法的优缺点。在重构效率、重构误报率、证据可信度、证据真实性和重构环境等方面对入侵事件重构方法进行比较,讨论入侵事件重构技术未来的研究前景。     

分布式软件系统交互行为建模、验证与测试

为了确保分析与设计阶段分布式软件系统中模块之间交互行为的正确性,提出了一种分布式软件系统模块交互的抽象方法,分别通过系统状态机图和对象状态机图对各模块状态变迁进行建模,使用UML2．0序列图对模块之间交互行为进行描述．采用基于命题投影时序逻辑的模型检测技术,将对象状态机图转换为 Promela 模型,系统交互性质转换为命题投影时序逻辑公式,通过模型检测器验证交互模型是否满足于系统的性质,若不满足于该性质,则能够获得反例执行的路径．给出了一个分布式软件系统测试框架,在验证后的序列图模型基础上,使用基于模型的测试用例自动生成方法得到测试用例集合,该集合能够实现对交互行为的有效测试．实例结果表明,该方法可以提高分布式软件系统中模块交互行为的有效性和可靠性．     

具有侧向推力控制的自旋导弹建模与仿真

对于复合侧推力控制的自旋防空导弹,其末端控制时,由于侧喷发动机的工作,动力学特性属于具有离散事件的混杂系统。该文简单介绍了离散事件系统的有限状态机建模方法。利用有限状态机对姿控发动机的离散事件特性建模,同时实现导弹侧推力发动机的推力曲线仿真和复合控制系统仿真模型。由于有限状态机很容易通过仿真软件来实现,因此使用有限状态机能够很方便地建立导弹的一体化仿真环境。文中展示了建立在Simulink环境下的导弹仿真模型,并通过仿真结果展示了控制器的控制效果。     

疯狂的火星虫——面向对象状态机实践指南

电信系统依赖于状态机来决定对成百上千复杂事件的处理方式;Quake 中的精灵依赖于状态机决定自己的思考和战斗方式。本文通过一个面向对象的状态机引擎,构建了一个具有智能的火星生物。     

基于状态机的自动变速控制器仿真研究

针对汽车发动机自动变速装置在不同运行状态下仿真建模的研究,提出基于有限状态机的建模方法.该方法通过将汽车行驶阶段的不同状态,建模为多状态事件的迁移,借助发动机厂家提供的变速器换挡点图以及发动机工作特性图,利用Matlab/Simulink建立了整车动力性能仿真模型和基于Matlab/     

基于有限状态机的视频编解码器设计

在实时嵌入式多媒体通信系统中，分析了基于帧的视频编解码器设计方式对语音编解码器、通信模块实时性的影响，利用状态转换图分析了视频编解码器的有限状态机(FSM)。实验结果表明，基于状态机的设计方法提高了嵌入式系统的实时性。     

基于本体的发布/订阅系统的数据模型和匹配算法

现有的发布/订阅系统不能根据事件的语义来进行事件与订阅的匹配,且不能支持具有复杂结构(如图状结构)的事件.将语义Web技术引入发布/订阅系统中,提出一种基于本体的发布/订阅系统.该系统采用本体来表示事件的概念模型,采用RDF图来表示事件,采用图模式来表示订阅条件.它能较好地解决现有的发布/订阅系统的上述问题.实验结果表明,该系统具有较高的订阅匹配效率.     

基于随机Petri网的SysML状态机图的验证

针对SysML状态机图本身缺乏分析和验证手段的问题,提出一种SysML状态机图向广义随机Petri网的转换方法。主要定义将SysML状态机图转换为相应Petri网可执行模型的八种转换规则,应用这些规则可以将状态机图转换为Petri网模型,进而对其进行分析、验证,并可检测SysML的行为规范与并发相关的性质,如死锁、有界性等,同时,该方法可处理带有时间延迟和概率信息的状态转换。最后通过数字证书系统的一个实例说明该方法的可行性。     

基于LPC2134和UCOSII的自动售货机状态机的研究与实现

由于售货机的功能不断增多,售货机控制系统也相应得不断变得庞大,这就使原来的面向过程的开发方法变得越来难以扩展和维护,根据自动状态机的理论,提出一种在售货机上的状态机模型,该模型对系统状态进行抽象和分离,建立了系统状态表和状态转换表,是一种网状的状态机模型。根据系统事件和当前状态来查找系统状态转换表,如果有匹配项,则进行状态转换。经过实验表明,该模型能解决系统的代码庞大问题,并且使系统开发变得易于维护。     

MPEG-2编解码卡I/O控制状态机研究与设计

系统地阐述了MPEG-2编解码PCI卡局部系统与主机存储器数据传输控制中总线仲裁、设备选择、IDMA接口控制器I/O状态机设计与实现的技术，着重探讨了局部系统I/O控制状态机层次划分技术、异步状态机进程间通信技术，双进程并行状态机间同步技术，不同时钟频率的功能单元协同通信的状态机设计等设计。     

基于时间抽象状态机的AADL模型验证

提出了一种基于时间抽象状态机(timed abstract state machine,简称TASM)的AADL(architecture analysis and design language)模型验证方法.分别给出了AADL子集和TASM的抽象语法,并基于语义函数和类ML的元语言形式定义转换规则.在此基础上,基于AADL开源建模环境OSATE(open source AADL tool environment)设计并实现了AADL模型验证与分析工具AADL2TASM,并基于航天器导航、制导与控制系统(guidance,navigation and control)进行了实例性验证.     

模型驱动的嵌入式系统设计安全性验证方法研究

基于模型的嵌入式系统安全性分析与验证方法是近年来在安全攸关系统工程领域中出现的一个重要研究热点。提出一种基于模型驱动架构的面向SysML/MARTE状态机的系统安全性验证方法,具体包括:构建了具备SysML/MARTE扩展语义的状态机元模型,以及安全性建模与分析语言AltaRica的语义模型GTS的元模型;然后建立了从SysML/MARTE状态机模型分别到时间自动机模型以及AltaRica模型的语义映射模型转换规则,并基于AMMA平台和时间自动机验证工具UPPAAL设计实现了对SysML/MARTE状态机的模型转换与系统安全性形式化验证的框架。最后给出了一个飞机着陆控制系统设计模型的安全性验证实例分析。     

用高密度可编程逻辑器件设计条码阅读器(中)

<正>本期介绍条码阅读器中的控制状态机部分的工作原理.控制状态机是本条码阅读器的核心部件.3.3 控制状态机控制状态机(见图9和图10)是本设计的核心部分,它是围绕着决定状态的3个变量SB0、SB1和SB2来工作的.状态机的任务是检测并产生基本宽度定时信号,数据移位寄存器的控制信号,以及检测差错.其状态图见图11,图12则为状态机主机状态的典型波形.下面详细介绍每个机器状态.第1个状态是IDLE(空闲)状态.在此状态,阅读器等待数据从低变到高,也就是等待发现表示条形码开始的第1个保护条.而在数据流中发现连续6个“0”,则表示条形码结束,便进入IDLE状态.在发现差错时或在版本A图案的第1个一半结束时,也立即进入IDLE状态.     

UML Statechart图的操作语义

面向对象标准建模语言UML(unified modeling language)缺乏精确的动态语义.根据UML1.1语义文档,提出描述对象状态机的UML Statechart图的形式化操作语义.该语义覆盖了UML Statechart图的绝大部分特征,为UML Statechart图的代码产生、模拟和测试用例生成奠定了基础.根据上述语义,基于Rose98完成了UML Statechart图的测试用例生成和测试过程的模拟.     

状态机在嵌入式前后台系统中的应用

在嵌入式前后台系统中,外部的异步事件通过中断来捕获并运行在后台,而其他的任务则运行于前台。提高系统中的任务处理能力,是嵌入式前后台系统设计的重点。本文描述了利用状态机来提高嵌入式前后台系统任务处理能力的实现方法。为了便于研究和描述状态机在嵌入式前后台软件系统中的应用,本文将以移动2G光纤直放站近端机的监控软件案例来阐述和说明。