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.     

基于EHA模型检验Statecharts

模型检验是一种重要的形式化自动验证技术。Statecharts是一种用以规约复杂反应式系统行为的可视化语言。为了验证Statecharts模型是否满足所期望的性质,该文给出了一种基于EHA模型检验Statecharts的方法,首先把Statecharts转换为EHA,通过其操作语义得到Büchi自动机,然后与LTL公式所得的Büchi自动机相乘,最后检查该乘积自动机所能接受的语言是否为空,来判断是否满足所期望的性质。     

UML Statecharts的层次组合验证

该文在用层次自动机结构化表示UMLStatecharts的基础上,把Statecharts的层次结构特点纳入到组合验证中,使得对实现规范的验证可以通过把系统的某些层次精化部分用更抽象的规约代替来进行,以缓解模型检验中的状态爆炸问题。     

UML状态机的模型检验方法

模型检验是一种确保设计规范正确性的形式化自动验证技术,本文提出了对UML状态机进行模型检验的方法。文中首先对UML状态机的语法和语义进行描述,然后基于语义中的RTC步给出生状态机全局可达状态迁移图的方法,方法的核心是在当前格局下根据使能条件确定所有的最大无冲突迁移集。文章最后给出算法以验证UML状态机是否满足用计算树逻辑（CTL）公式表示的性质。     

元建模技术研究进展

随着UML(unified modeling language)与MDA(model driven architecture)的兴起和流行,模型已经成为软件开发的核心制品,而模型重要性的提升使得建模语言以及定义建模语言的元模型逐渐成为软件开发中的一个核心要素.软件开发往往涉及多个领域,而不同的领域往往需要不同的建模语言及其建模工具.但是,手工地为不同的建模语言开发建模工具代价高昂.元建模技术是解决这个问题的方法之一,通过元建模,可以根据领域需要定制合适的元模型以定义领域建模语言,进而自动生成支持该建模语言的建模工具.大量的工程实践表明,与领域建模以及MDA相结合,元建模可以大幅度地提高软件开发效率,基于元建模的MDA比基于通用建模语言的MDA更具潜力.在最近的几年中,元建模及其相关技术发展迅猛,不但在技术上取得了长足的进步,而且在产业界也开始出现大规模的商业应用.总结了元建模的现有研究成果,分析和比较了现有元建模工具,探讨了元建模的可能发展方向.对元建模中存在的问题进行分析,并指出了可能的解决途径.     

PSL构造双向交换自动机及非确定自动机的方法

PSL(property specification language)是一种用于描述并行系统的属性规约语言,包括线性时序逻辑FL(foundation language)和分支时序逻辑OBE(optional branching extension)两部分.由于OBE就是CTL(computation tree logic),并且具有时钟声明的公式很容易改写成非时钟公式,因此重点研究了非时钟FL逻辑.为便于进行模型检验,每个FL公式必须转化成为一种可验证形式,通常是自动机(非确定自动机).构造非确定自动机的过程主要是通过中间构建交换自动机来实现.详细给出了由非时钟FL构造双向交换自动机的构造规则.构造规则的核心逻辑不仅仅局限于是在LTL(linear temporal logic)基础上的正规表达式,而且全面而充分地考虑了各种FL操作算子的可能性.并且给出了将双向交换自动机转化为非确定自动机的一种方法.最后,编写了将PSL转化为上述自动机的实现工具.FL双向交换自动机的构造规则计算复杂度仅是FL公式长度的线性表达式,验证了构造规则的正确性.在此基础上,证明了双向交换自动机与其转化的等价的非确定自动机接受的语言相同.上述工作对解决复杂并行系统建模和模型验证问题具有重要的理论意义和应用价值.     

基于UML Statecharts的测试用例生成

直接从含有层次和并发结构的UML statecharts图产生类的测试用例是比较困难的，提出了一种从UML statecharts图产生测试用例的方法：先把UML statecharts图转换成FREE(Flattened Regular Expression)模型图，再以FREE模型图为基础生成类的测试用例，同时，提出了FREE模型的测试覆盖准则，并提出了由FREE模型产生有限的迁移序列的算法。     

基于模型的嵌入式系统软件工程语言AADL与UML的比较

随着嵌入式系统规模、复杂度和性能需求的提升,嵌入式系统开发的重点从代码级提前到模型级,模型驱动体系结构成为嵌入式系统开发的主流。统一建模语言(UML)和结构分析和设计语言(AADL)是模型驱动系统工程的标准,从方法、扩展机制和应用领域三个方面对两者进行研究和比较,讨论模型分析、模型转换等相关技术。最后,探讨了UML和AADL的发展与研究方向     

基于UML的数据服务系统的建模

为了提高遥感数据分发网站的交互性和稳定性,完善其用户体验,建立了基于UML的可视化模型,该模型包括静态建模和动态建模。通过建模,为遥感数据分发网站的设计提供了可视化的面向对象技术的框架。在此基础上,设计了满足用户需求的分发网站。通过设计与实现,表明了该模型有效地解决了以往网站开发过程中的难拓展、难集成、用户体验不足等问题。     

UML状态机模型元素的RSL形式化定义

UML状态机作为UML动态描述机制的重要组成部分,在描述系统及模型的动态行为时扮演着重要的角色,但已有的UML动态语义缺乏准确的形式化描述。首先将UML状态机抽象成图;再将图通过传统的有穷自动机进行语义扩展,同时增加状态分层,形成一个基于UML状态机的有穷自动机;然后用RAISE规约语言RSL对扩展后的自动机进行形式化定义,使UML状态机中的模型元素的语义更加清晰、精确,为后期的UML状态机的操作语义形式化研究打下基础。     

一种基于扩展UML状态图的并发工作流验证方法

当并发执行工作流的多个实例时会导致数据流访问时语义的不一致。首先扩展了传统的UML状态图,用它进行工作流实例建模。然后把扩展的UML状态图建立的工作流模型转化为Biichi自动机,并用Biichi自动机之间的积表示多个工作流实例的并发模型。接着给出了和证明了根据并发模型中标记的命题公式判定并发冲突的定理。最后,由于随着实例数目的增加,并发模型中的状态数也会按每个实例的状态数倍增加,为了解决这一问题,在检测并发冲突的算法中采用了on—the—fly技术.     

定义及验证UML Statechart图中的数据流语义

在传统的UML Statechart图中加入了数据流对象后,因为UML Statechart图缺乏精确的数据流语义,所以不适合应用UML Statechart图对工作流中的数据流进行建模并验证其正确性。为了解决这一问题,选择标记转换系统(LTS)作为语义域,并用结构化操作语义(SOS)分两步定义了UML Statechart图的数据流语义,为工作流中的数据流正确性验证奠定了基础。在此基础上,使用时序逻辑公式表示数据流所需满足的性质,在验证数据流的正确性之前,给出了将它的UML Statechart图模型转化为可达状态迁移图的算法,最后通过模型检测算法验证数据流的正确性。     

Requirements-Level Semantics and Model Checking of Object-Oriented Statecharts

In this paper we define a requirements-level execution semantics for object-oriented statecharts and show how properties of a system specified by these statecharts can be model checked using tool support for model checkers. Our execution semantics is requirements-level because it uses the perfect technology assumption, which abstracts from limitations imposed by an implementation. Statecharts describe object life cycles. Our semantics includes synchronous and asynchronous communication between objects and creation and deletion of objects. Our tool support presents a graphical front-end to model checkers, making these tools usable to people who are not specialists in model checking. The model-checking approach presented in this paper is embedded in an informal but precise method for software requirements and design. We discuss some of our experiences with model checking. Correspondence and offprint requests to: Rik Eshuis, Department of Computer Science, University of Twente, PO Box 217, 7500 AE Enschede, The Netherlands. Email: eshuis@cs.utwente.nl     

扩展UML活动图在工作流建模中的应用*

针对UML对数据和信息流描述缺乏充分表达业务工作流程的问题,借助新创建的活动图,提出了基于扩展UML活动图的工作流过程建模方法。应用实例表明,扩展的UML活动图对工作流程的语义表达更丰富,更准确地描述工作流建模所需表达的内容,以满足工作流过程建模的要求。     

基于UML的软件Markov链使用模型构造研究

软件统计测试要求基于软件使用模型产生测试例对软件系统进行测试,并根据测试结果评价软件可靠性,是高可靠软件测试的重要组成部分.由于统一建模语言(unified modeling language,简称UML)已经成为事实上的面向对象标准建模语言,因此,从软件UML模型构造软件使用模型就成为面向对象软件统计测试的关键.为此,定义了加入统计测试约束的UML用例图、序列图以及用例执行顺序关系,为基于UML的软件统计测试提供了一个形式化描述基础.在此基础上,给出一个从软件UML模型构造软件Markov链使用模型的算法,并给出了自动化支持工具UMGen的类图结构,基于一个卫星控制系统,说明了所提出方法的有效性.     

基于UML的农村社会养老保险精算系统设计

以农村社会养老保险精算的模型建立和方案设计为背景,利用面向对象建模技术UML分析了农村社会养老保险精算系统的组织和行为特性,并以Java语言实现了系统的原型;讨论了UML在编制开放性、复杂性系统过程中的优势;阐述了系统的创新点,并展望了其在“金保工程”中的应用前景。