时间Petri网的ECS-class可达性分析方法

时间Petri网(TPNs)是实时系统时间特性常用的描述和验证的Petri网模型,可达性分析是Petri网模型最基本分析方法.基于"状态类(State-class)"的可达性分析方法不能正确计算并发情况下的时间延迟,而基于"带时间戳的状态类(CS-class)"的可达性分析方法不能正确处理冲突情况下的事件调度,因此提出了"扩展的带时间戳的状态类(ECS-class)"可达性分析方法.它不仅正确的计算时间延迟,而且合理地调度事件.并对一个时间Petri网模型进行可达性分析验证.     

混合语义时间Petri网的特征条件及时间性质

针对时间Petri网现有强、弱语义模型在调度分析上存在的缺陷以及凝练调度一致性问题和调度时限性问题,提出混合语义模型解决方案,并给出混合语义模型的特征条件,比较混合语义模型与强、弱语义模型的时间互模拟能力,证明混合语义模型的正确性和时间行为的不可替代性。     

混合语义时间Petri 网模型

提出了时间Petri网的混合语义模型,通过在变迁及其非冲突变迁集的最小上界处设置强制实施点,排除冲突变迁对变迁可实施性的影响,达到既能扩大模型调度范围又可保证任务调度时限性的目的,以解决现有语义模型在调度分析上的缺陷.进一步证明了混合语义模型的图灵等价性及标识可达性问题的不可判定性,然后界定了3种语义模型的时间语言接受能力.最后提出了状态类分析方法,用于模型的可调度性分析和时间计算,并以一个柔性制造系统为例,比较和验证了3种语义模型的调度分析能力.     

一种构造时间Petri网状态类的方法

提出一种基于全局时间的时间Petri网状态类构造方法——扩展时间戳状态类方法。该方法通过添加变迁的同步使能信息到时间戳状态类,并修改可实施条件和实施规则,解决了时间戳状态类方法中同步使能变迁的可实施性问题。     

基于Petri 网和语义网络的虚拟维修过程建模与应用

针对当前虚拟维修过程中模型庞大,维修流程不可反复,部件间关系描述 混乱等问题,论文提出一种Petri 网和语义网络结合的过程建模方法——TJ(Training Join)网。 TJ 网上层利用语义网络对部件进行层次结构分解和资源规范聚类,实现子部件间逻辑互联; 下层运用Petri 网的变迁和触发规则提炼出Petri 网元素模型,提高模型的通用性和建模效率。 同时模型中的状态收集模块可实现部件属性状态间信息共享。最后,以虚拟维修平台中飞机 电子设备架的维护为例,验证了TJ 网的有效性。     

BPMN 2.0过程模型的语义和分析

BPMN 2.0已成为了建模业务过程事实上的标准。BPMN 2.0过程模型中建模元素的混用会产生控制流方面的语义错误。首先,建立了BPMN 2.0过程模型到工作流网的映射,并使用Petri网来形式定义过程模型的语义;其次,借助Petri网的分析技术,使用这种定义的语义对BPMN 2.0过程模型进行了合理性分析。实验结果表明,这种形式化可以识别BPMN 2.0过程模型中的语义错误。     

一种扩展了价格信息的Petri网

提出一种扩展了价格信息的Petri网——价格Petri网，讨论了相应的分析方法和应用前景。主要工作是：为Petri网的变迁引入价格参数，并用价格变迁系统给出价格Petri网的语义；对价格Petri网进行了可达性分析并讨论了最小成本可达问题的可判定性；最后用价格Petri网建立一个业务流程的成本模型。结论是：为Petri网扩展价     

基于PTCPN的网构软件建模与分析

时间Petri网能够对网构软件的性能进行分析,但是无法对网构软件的可变代价进行分析.为了进一步满足对网构软件所具有的柔性建模以及可变代价分析的需求,提出一种代价时间有色Petri网模型(price time colored Petri net,简称PTCPN).该模型对时间Petri网进行了可变代价和颜色信息的扩展,并使用代价时间变迁系统定义了PTCPN的语义;定义了PTCPN的累积代价状态类,并证明了累积代价状态类的合理性和完备性;给出了基于PTCPN的多Agent网构软件建模及分析方法.最后,通过实例分析说明应用PCTPN对网构软件进行形式化建模及分析是可行的.     

基于着色Petri网仿真模型的安全协议分析

采取形式化方法验证协议的安全性,Petri网是有效的方法之一,但传统Petri网分析过程中经常会出现状态空间爆炸问题。该文采用了基于着色Petri网建立安全协议及入侵者攻击的仿真模型方法,从而获得仿真数据。该方法利用逆向状态分析和Petri网可达性分析,能有效地发现协议中的安全漏洞。并且,如果能恰当地控制好状态空间,则能有效地克服Petri网分析过程中的状态空间爆炸问题。该文给出的利用着色Petri网建立安全协议仿真模型分析的一般方法,实例说明该方法具有普适性,并且方便利用Petri网自动化分析工具实现自动化分析。     

一种扩展了价格信息的时间Petri网

性能和成本分析是业务流程建模的主要目的,扩展了时间信息的Petri网能够有效地进行性能分析,但是对成本分析却无能为力.提出一种扩展了价格信息的时间Petri网--价格时间Petri网.首先为时间变迁扩展价格参数,并使用价格时间变迁系统给出价格时间Petri网的语义;然后提出计价状态类的概念,并证明为状态类扩展累积成本的合理性和完备性;进而给出一种算法来证明有界价格时间Petri网的最小成本可达问题是可判定的;最后给出一个应用例子并得出结论:为时间Petri网扩展价格信息并将其应用于业务流程管理领域是可行的.     

UML活动图的操作语义

越来越多的系统采用UML（unified model language,统一建模语言）作为建模语言来进行系统分析和设计.UML活动图是UML语言中描述系统动态行为的一种方法,它广泛地运用于业务建模.由于UML活动图缺乏精确的动态语义,所以不利于对其所描述的系统进行形式化的分析、验证和确认.为解决这一问题,根据UML1.5语义文档,给出UML活动图的形式化操作语义.首先给出UML活动图的形式化的语法,然后详细地定义了活动图的格局和变迁,最后基于LTS给出了活动图的演绎规则.主要工作是：引入状态包的概念,使得描述更加清楚、完善;通过LTS定义活动图的操作语义,并详细阐述演绎规则,从而获得活动图的全局状态转移图,使定义的操作语义很容易地应用到形式化验证中.该语义覆盖了UML活动图的绝大部分特征,为对UML活动图进行模型检验奠定了基础.     

Towards a Formal Semantics for UML/MARTE State Machines Based on Hierarchical Timed Automata

UML is a widely-used,general purpose modeling language.But its lack of a rigorous semantics forbids the thorough analysis of designed solution,and thus precludes the discovery of significant problems at design time.To bridge the gap,the paper investigates the underlying semantics of UML state machine diagrams,along with the time-related modeling elements of MARTE,the profile for modeling and analysis of real-time embedded systems,and proposes a formal operational semantics based on extended hierarchical timed automata.The approach is exemplified on a simple example taken from the automotive domain.Verification is accomplished by translating designed models into the input language of the UPPAAL model checker.     

基于过程模型的工作流执行语义研究

针对现有工作流建模语言难以兼顾语言的可理解性、执行语义的形式化和描述维度的单一性等问题,提出利用可视化的过程模型作为工作流建模语言。过程模型能从过程、数据、资源、组织等多个角度描述企事业的业务工作流程。根据过程模型的语法和工作流系统的特点,定义形式化执行语义,为过程模型的分析、验证和执行提供理论依据。     

基于参照的对词结构操作语义的归纳学习

心理语言学的研究和认知发展过程证明在语言获得的早期经历了一个自主的归纳学习过程,本文的出发点是语言发展的规律,并将词结构形式语义的获得过程和表示基础放在一个具有统一的语言理解和语言产生机制的语言信息加工模型中来考虑。本文讨论了一个基于实例的机器学习系统,为了获得词结构的形式语义,采用了操作语义的定义,并设计了一个基于参照的发现学习算法,其目的是使语义能伴随例句样本的丰富而精密化。     

UML状态机的形式语义

许多大型系统在进行分析和设计时,均采用UML作为需求描述语言,尤其是一些对安全性要求较高的系统,更是广泛采用UML的动态行为描述机制--状态机来描述协议及控制机制.但是,由于UML没有形式化的动态语义,不利于对其所描述的需求进行形式化验证和证明.为了解决这一问题,采用以下方法为UML状态机构建形式语义.把UML状态机中的状态映射到一种项代数上,用归纳的状态项表示状态机的状态.然后,把状态项映射到一种加标记的变迁系统LTS上,LTS-状态是状态机的状态项,LTS-变迁是UML状态机的微步.最后,用Plotk     

Reduction Semantics and Formal Analysis of Orc Programs

Orc is a language for orchestration of web services developed by J. Misra that offers simple, yet powerful and elegant, constructs to program sophisticated web orchestration applications. The formal semantics of Orc poses interesting challenges, because of its real-time nature and the different priorities of external and internal actions. In this paper, building upon our previous SOS semantics of Orc in rewriting logic, we present a much more efficient reduction semantics of Orc, which is provably equivalent to the SOS semantics thanks to a strong bisimulation. We view this reduction semantics as a key intermediate stage towards a future, provably correct distributed implementation of Orc, and show how it can naturally be extended to a distributed actor-like semantics. We show experiments demonstrating the much better performance of the reduction semantics when compared to the SOS semantics. Using the Maude rewriting logic language, we also illustrate how the reduction semantics can be used to endow Orc with useful formal analysis capabilities, including an LTL model checker. We illustrate these formal analysis features by means of an online auction system, which is modeled as a distributed system of actors that perform Orc computations.     

一种时态数据形式语言模型

数据模型是数据库技术发展的主线,时态数据模型是时态数据库系统的核心与基础。针对时态数据模型的研究现状,初步探讨了时态数据模型的基本要素,建立了一种形式化时态数据模型;基于形式语言理论和形式语义学的指称语义方法,进一步建立了该时态数据模型的形式语言模型。应用时态数据形式语言模型定义了各类时态完整性约束的形式语义规则,深入分析了时态数据模型内在的时态语义联系,为时态数据模型的研究提供了一个便利、高效的形式化理论框架。     

UML活动图的形式语义及分析

UML活动图缺乏精确的动态语义,不利于对其所描述的系统进行形式化的分析、验证和确认。为此,论文结合Petri网给出了包含对象流状态描述的UML活动图的形式语义,并据此对UML活动图的典型流程和其所描述的动态系统的正确性进行了分析。该形式语义覆盖了UML活动图的绝大部分特征,为精确描述工作流程并对其进行分析奠定了基础。     

一种基于问题求解理论的密码协议形式模型

提出了一种基于问题求解理论的密码协议模型，给出了模型的基本语法以及基于ρ演算的形式语义，明确了模型推理过程中涉及到的一些关键性的概念和命题。该模型具有以下特点：能够对密码协议进行精确的形式化描述；具有合理可靠的可证明语义；对密码协议安全性的定义精确合理；便于实现自动化推理。所有这些均确保了基于该模型的密码协议安全性分析的合理性和有效性，为正确的分析密码协议的安全性提供了可靠依据。