基于UML模型的多态性与Java接口代码信息一致性检测的方法

UML模型是面向对象系统开发常用的建模语言,在由模型生成代码的过程中常常出现不一致问题,从而造成系统后期测试成本以及维护成本的增加。而UML模型中的多态性因执行路径的不确定性会对模型与代码的一致性产生重要影响,因此针对此问题提出以UML模型为基准,针对多态特性,对UML模型类图、时序图以及Java接口代码信息进行解析预处理从而获取时序调用图以及代码调用图,并对其进行多态性扩展。根据模型的信息来对代码的信息进行检测,如果出现不一致问题时根据模型信息对代码信息进行修改。通过以上提出的方法能够更加完善模型与代码的一致性检测,使检测更为有效、精准。     

芯片开发功能验证的形式化方法

在芯片设计领域,采用模型驱动的FPGA设计方法是目前较为安全可靠的一种方法.但是,基于模型驱动的FPGA设计需要证明FPGA设计模型和生成Verilog/VHDL代码的一致性.同时,芯片设计的正确性、可靠性和安全性也至关重要.目前,多采用仿真方法对模型和代码的一致性进行验证,很难保证设计的可靠性和安全性,并存在验证效率低、工作量大等问题.本文提出了一种新型验证设计模型和生成代码一致性的方法.该方法利用MSVL语言进行系统建模,并通过模型提取命题投影时序逻辑公式描述的系统的性质,通过统一模型检测的原理,验证模型是否满足性质的有效性.进而,应用信号灯控制电路系统作为验证实例,对验证方法做了检验和说明.     

基于业务模型和界面模型的代码生成工具

企业信息系统在企业的经营管理中发挥着至关重要的作用,然而,在企业信息系统的开发过程中,存在着相似代码重复编写、系统架构不一致、开发周期长等问题.目前已有的代码生成工具或无法将系统概念设计与软件实现技术分离,或无法满足由可视化设计直接生成完整功能代码的要求.针对上述问题,设计了一种基于业务模型和界面模型的代码生成工具,开发人员只需要对业务模型和界面模型进行可视化设计,由代码生成工具完成完整的代码生成功能.当模型修改时,由代码生成工具完成代码的重构.目前该代码生成工具已应用于国家电网公司统一应用开发平台中,实践表明,代码生成工具的使用可以减少开发人员80％以上的编码量,实现设计成果的复用和共享,统一企业信息系统的开发架构,提高企业信息系统开发的质量和效率.     

运用ArcStyler构建MDA系统

模型驱动架构这种新的软件开发框架,在整个软件开发周期中起核心作用.运用ArcStyler工具建模,通过模型之间的变换实现从模型到代码的自动变换,实现了基于MDA的应用系统.     

一种基于属性的操作系统内核自动验证方法

传统的模型检测摒除了很多软件实现细节,要检测实际的代码,就需要从代码中直接建立抽象描述.而操作系统内核结构复杂,手动对源代码进行抽象存在建模工作量大、人工参与过多易出错以及属性难以描述和检测等问题.本文以Linux内核作为实验对象,提出了一种基于属性的OS内核自动验证方法,利用模型抽取工具Modex自动的从inux内核源代码抽取模型,试图保证模型与实现代码一致性的同时减少因人工参与产生的人为错误,然后用时间轴属性来描述属性,最后用模型检测工具Spin对Linux内核代码模型进行检测.实验选取了Linux内核中接口和数据结构相对复杂的调度器进行模型的自动抽取与属性检测,验证了该方法在操作系统内核模型检测中的有效性和实用性.     

基于插件平台的软件开发过程研究

面向对象的软件开发方法增强了代码的可重用性,但是设计出的软件还是一个整体,不能像硬件一样实现"即插即用"。为了实现软件的"即插即用",可以采用插件技术,软件由一个个的模块(DLL)组装而成,不需要集成各源代码或链接库进行编译与链接。需要新的功能组件时也是按规定开发,之后只进行组装软件就可以使用。以前使用过的功能组件可以稍加修改或直接用于以后的软件开发。这种方法增强了软件的可扩展性和可维护性,也为软件开发人员降低了软件开发的代码集成难度。本文研究结合农业部农业建设项目管理信息系统的设计,论述如何在插件体系环境中进行软件的开发和管理。     

基于控制流的软件设计与实现一致性分析方法

针对目前软件设计与实现一致性检测方法需要大量模板集,难以一般化的问题,提出一种基于控制流的软件设计与实现一致性分析方法。首先,将设计文档伪代码和程序源代码转换为具有相同特征的中间表示,从中间表示中分别提取设计特征和实现特征,特征包括能反映系统结构的函数调用关系和能反映函数内部结构的控制流信息;然后,根据设计特征和实现特征分别建立设计特征模型和实现特征模型;最后,通过计算特征相似度来度量特征模型的相似度,进而获取一致性检测结果。实验结果表明,所提方法在软件实现的函数调用关系与设计不一致时,能够正确检测不一致函数调用关系;而在软件实现的函数调用关系与设计一致时,能够正确检测函数内部结构的不一致情况,准确度达到了92.85%。该方法可以有效获取一致性检测结果,不需要模板集,具有更优越的一般性。     

基于业务规则的工作流管理系统模型

ECA规则通过条件与处理集中定义业务流程中活动与活动间的转换关系,并通过事件驱动机制驱动业务流程中相应业务逻辑实现,在一定程度上增加了系统代码的可维护性,但是并没有改变业务逻辑发生变化时需要修改系统代码以维护系统的现状.业务规则可准确描述业务流程中所有业务逻辑,建立与业务流程事件无关的运行机制,更加直接明确地反映业务需求,适应业务需求变化,而无需修改系统代码,基于此建立基于业务规则的工作流管理系统模型.     

基于模型检验的构件验证技术研究进展

模型检验以其自动化程度和完备性高、与构件技术互补性强等特点,在软件构件可信性质的分析和验证中发挥着日益重要的作用.将基于模型检验的构件验证方法分为基于系统规约模型的验证和基于源代码的验证,分别对其研究现状和发展动态进行了详细的综合评述.首先对模型检验与构件可信性质验证的关系进行了探讨,接着对基于SOFA,Fractal,CORBA及各种特定构件模型的验证方法和基于转化思想的源码验证、面向源码的直接验证及面向可执行代码的动态验证方法分别进行了评述.最后,指出了基于模型检验的构件验证技术所面临的主要挑战和未来的发展方向.     

基于控制流的软件设计与实现一致性分析方法

针对目前软件设计与实现一致性检测方法需要大量模板集，难以一般化的问题，提出一种基于控制流的软件设计与实现一致性分析方法。首先，将设计文档伪代码和程序源代码转换为具有相同特征的中间表示，从中间表示中分别提取设计特征和实现特征，特征包括能反映系统结构的函数调用关系和能反映函数内部结构的控制流信息；然后，根据设计特征和实现特征分别建立设计特征模型和实现特征模型；最后，通过计算特征相似度来度量特征模型的相似度，进而获取一致性检测结果。实验结果表明，所提方法在软件实现的函数调用关系与设计不一致时，能够正确检测不一致函数调用关系；而在软件实现的函数调用关系与设计一致时，能够正确检测函数内部结构的不一致情况，准确度达到了92.85%。该方法可以有效获取一致性检测结果，不需要模板集，具有更优越的一般性。     

基于模型的嵌入式系统性能分析框架

在现代嵌入式系统中,性能的重要性日益凸显.传统的基于测量的性能分析方法在运行时对性能进行测试,往往在代码实现后才考虑实施.若此时发现的问题是体系结构或设计因素造成的,修复的代价将非常昂贵.提出了一种基于形式化模型的性能分析（formal method-based performance analysis,简称FMPA)方法框架,希望在系统开发的早期,对系统设计模型进行性能分析,以便尽早发现并解决潜在的性能问题.FMPA具有统一的对外接口（UML-MARTE),基于多种形式化模型,并可对多种系统性能指标进行分析.该方法适用于基于模型的开发过程,可为实时嵌入式系统的设计开发提供多项性能指标的参考.通过介绍利用实时模型检测技术分析响应时间与吞吐量,利用概率模型检测技术分析系统可靠性,以及FMPA方法的支撑工具FMPAer的总体设计方案,说明了FMPA方法框架的可行性.     

Checking Causal Consistency of MongoDB

MongoDB is one of the first commercial distributed databases that support causal consistency.Its implementation of causal consistency combines several research ideas for achieving scalability,fault tolerance,and security.Given its inherent complexity,a natural question arises:"Has MongoDB correctly implemented causal consistency as it claimed?"To address this concern,the Jepsen team has conducted black-box testing of MongoDB.However,this Jepsen testing has several drawbacks in terms of specification,test case generation,implementation of causal consistency checking algorithms,and testing scenarios,which undermine the credibility of its reports.In this work,we propose a more thorough design of Jepsen testing of causal consistency of MongoDB.Specifically,we fully implement the causal consistency checking algorithms proposed by Bouajjani et al.and test MongoDB against three well-known variants of causal consistency,namely CC,CCv,and CM,under various scenarios including node failures,data movement,and network partitions.In addition,we develop formal specifications of causal consistency and their checking algorithms in TLA⁺,and verify them using the TLC model checker.We also explain how TLA⁺ specification can be related to Jepsen testing.     

SMArDT modeling for automotive software testing

Efficient testing is a crucial prerequisite to engineer reliable automotive software successfully. However, manually deriving test cases from ambiguous textual requirements is costly and error-prone. Model-based software engineering captures requirements in structured, comprehensible, and formal models, which enables early consistency checking and verification. Moreover, these models serve as an indispensable basis for automated test case derivation. To facilitate automated test case derivation for automotive software engineering, we conducted a survey with testing experts of the BMW Group and conceived a method to extend the BMW Group's specification method for requirements, design, and test methodology by model-based test case derivation. Our method is realized for a variant of systems modeling language activity diagrams tailored toward testing automotive software and a model transformation to derive executable test cases. Hereby, we can address many of the surveyed practitioners' challenges and ultimately facilitate quality assurance for automotive software.     

CONSISTENCY CHECKING ALONG TIME

Most model-based approaches to diagnosis require a consistency-checking procedure to perform their task. When dealing with a dynamically changing system, such a procedure must take into account time-varying data. This requires suitable techniques for reasoning over time. Additional difficulties arise when delays are involved in interactions between variables. The worst case occurs when some of the delays are completely unspecified. This report presents an approach to consistency checking that handles qualitative models of dynamic systems exhibiting time lags. A component-centered ontology is adopted to model the structure of the physical system, and an episode-based approach is adopted for representing its behavior over time. An example consisting of a physical process exhibiting transportation lags is used to illustrate the power of the approach. We present algorithms and an implementation in PROLOG called C-CAT (consistency checking along time). Some meaningful outputs from the program are used as examples. The solution proposed represents an extension to B. C. Williams' temporal constraint propagation methodology. It also extends the applicability range of existing approaches to model-based diagnosis, permitting its use in tasks such as online diagnosis of dynamic systems.     

ESpin*：基于SPIN的Eclipse模型检测环境

信息化社会中人们对软件可信性的要求越来越高,传统的测试技术已经不能充分保证系统的安全性,基于模型的形式化验证技术成为解决此类问题的重要途径。SPIN作为典型的模型检测工具,在学术界和工业界都得到了广泛应用。在Eclipse平台上设计并实现了一个基于SPIN的易扩展的模型检测环境ESpin,通过一个优化了的代码分区算法和可迅速支持SPIN升级的文法分析器,构造了一个高效、易扩充的Promela编辑器。编辑器除了支持Promela的全部语法规则外,还提供了包括实时语法反馈、关键字高亮、大纲视图、代码折叠、代码提示、代码补全在内的多种功能,提高了复杂模型的建模效率。ESpin还为用户提供了多种运行模式和特有的向导、配置界面,简化了SPIN的操作过程。     

基于模型的方法在软件测试领域的应用与发展

伴随着软件在当今社会中扮演着日益重要的角色,在各类软件或系统的开发过程中,测试变得越来越重要.随着面向对象技术的广泛应用和软件测试自动化的要求,基于模型的测试(MBT)技术逐渐得到了软件开发和测试人员的认可和接受.尽管有许多国内出版物讨论了基于模型的测试技术,但还没有相关技术文章对MBT技术及工具的当前发展进行回顾与总结.文章对当前MBT技术的通用模型、测试用例生成方法、测试目标选择等MBT方法进行回顾,并对基于模型的自动化测试工具、应用实践进行了概述.最后,探讨了MBT技术的未来发展与研究方向.     

面向构件接口变异的模型检验技术研究

随着构件技术在软件开发中的广泛应用,人们对构件化软件系统质量的要求也在不断提高。该文运用模型检验技术进行接口变异测试的相关研究工作。该文首先详细介绍了基于模型检验技术的变异测试的基本原理,随后通过对构件集成时接口之间的交互关系进行分析后,提出了通过构造接口函数调用关系模型进行基于模型检验的接口变异测试方法。最后,通过实例进行了对JavaBean构件的接口测试用例的自动生成。     

The role of model checking in software engineering

Model checking is a formal verification technique. It takes an exhaustively strategy to check hardware circuits and network protocols against desired properties. Having been developed for more than three decades, model checking is now playing an important role in software engineering for verifying rather complicated software artifacts.This paper surveys the role of model checking in software engineering. In particular, we searched for the related literatures published at reputed conferences, symposiums, workshops, and journals, and took a survey of (1) various model checking techniques that can be adapted to software development and their implementations, and (2) the use of model checking at different stages of a software development life cycle. We observed that model checking is useful for software debugging, constraint solving, and malware detection, and it can help verify different types of software systems, such as object- and aspect-oriented systems, service-oriented applications, web-based applications, and GUI applications including safety- and mission-critical systems.The survey is expected to help human engineers understand the role of model checking in software engineering, and as well decide which model checking technique(s) and/or tool(s) are applicable for developing, analyzing and verifying a practical software system. For researchers, the survey also points out how model checking has been adapted to their research topics on software engineering and its challenges.