基于通信序列进程的UML序列图形式化方法

UML2.0序列图是一种描述对象之间动态协作和事件发展时间关系的视图,但是UML序列图缺乏精确的形式化语义,所以不利于对其所描述的系统进行形式化验证。为此,根据UML2.0语义文档及组合碎片包概念,基于通信序列进程(CSP)给出了UML序列图的基本元素和消息迹的形式化定义及生成规则,实现了UML序列图的形式化,为UML序列图在描述系统准确性和有效性方面提供了形式化的检验方法。最后通过ATM实例说明UML序列图这一过程的正确性。     

一种基于CSP的面向方面状态图形式化描述方法

面向方面通过分离关注点解决软件系统中的横切问题,通过扩展UML可实现对面向方面的建模。本文利用UML的扩展机制将方面加入状态图中,描述了状态图中的方面与核心组件以及方面之间的编织,然后利用进程代数的形式化语义描述了扩展后的UML状态图,克服了扩展UML描述状态图的缺乏形式化动态语义,不利于对模型进行形式化验证和证明的缺
点。最后,以ATM自动取款机为例验证了基于CSP的面向方面状态图形式化描述的有效性。     

元模型层次的UML动态子图到Coq形式规范的转换

UML动态子图主要包括序列图和状态图等,它们在描述系统的行为方面应用广泛,但是半形式化的语义使它们不能直接进行形式化验证。Coq是目前主流的交互式定理证明器,用形式化的Coq规范来描述UML动态子图模型,可以在此基础上进行对模型的属性进行验证等工作。基于现有工作,提出将UML动态子图模型转换为Coq形式规范的框架,在元模型层次给出状态图和序列图的转换规则,介绍算法和原型工具实现。这种元模型层次的转换方法,保证了转换前后的语法正确性,为进一步分析验证提供了基础。     

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     

基于动态描述逻辑的UML状态图形式化方法

统一建模语言(UML)状态图包括静态语义和动态语义.针对该特点,提出基于动态描述逻辑的UML状态图形式化方法,介绍动态描述逻辑DDL_SHOIN(D)的语法和语义,设计UML状态图的DDL_SHOIN(D)形式化方法,研究状态图动作推理问题.给出状态图状态可达性和动作包含关系的定义,并证明其正确性.     

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.     

基于rCOS的UML状态图语义研究

统一建模语言（UML）中的状态图用于描述类的对象所有可能的状态及事件发生时状态的转移条件,从而进行系统动态分析。针对现有关于UML状态图形式化语义研究中存在的不足,该文提出基于统一程序设计理论的对象精化演算系统,用于描述UML状态图的形式化语义,给出与类图、序列图的一致性检验,为模型驱动开发提供了可行性。     

基于时序描述逻辑的UML状态图语义

将UML图形转换成形式化规范是一种精确UML语义、扩大形式化软件方法适用范围的有效途径。鉴于描述逻辑强的可判定推理能力,提出一种采用时序描述逻辑形式化UML状态图,对描述逻辑进行时序扩展,得到可以表示动态和时序语义的形式化规范——时序描述逻辑,给出一套UML状态图向时序描述逻辑表达式转换的规则,通过实例验证了该方法的可行性。     

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。     

基于时序描述逻辑的UML顺序图形式化研究

在统一建模语言（UML）规范中顺序图的语义是以自然语言的形式描述的,是一种半形式化的语言,不能对系统的交互行为进行形式化分析及论证.针对UML顺序图缺乏精确的形式化描述问题,根据顺序图的时序特征,提出了增加交互操作符的UML顺序图的六元组形式化方法.对描述逻辑进行时序扩展,得到可表示动态和时序语义的形式化规范——时序描述逻辑.应用时序描述逻辑的时态算子得到时序描述逻辑语义形式的UML顺序图.用UML顺序图描述完整的C语言执行过程,将其形式化描述,实验结果表明,这种方法是可行的.     

UML活动图描述工作流模型的执行语义

UML是软件工程中广泛应用的建模语言,但其主要问题是缺少严格的形式化语义,因而描述的模型容易产生歧义．根据UML活动图的语法和工作流系统的特点,为UML活动图定义了一种执行语义．基于时间转变系统模型,将工作流系统的执行描述为时间转变和数据转变两个交替进行的过程．时间转变描述时间的前进,数据转变修改工作流案例的状态,这种语义比层次状态图具有更强的描述并行的能力,比Petri网和进程代数更适合描述工作流模型．     

UML顺序图的结构化操作语义研究

UML顺序图侧重于展示对象之间的消息交互过程,但其动态语义缺乏形式化的描述,不利于对顺序图模型的准确理解和基于该模型的测试用例生成。为此,依据UML1. 5规范,采用BN定义顺序图的形式化语法,提出了活动点的概念;在此基础上,讨论并给出了单个对象执行消息动作的结构化操作语义以及顺序图模型的整体结构化操作语义,为模型检验和基于顺序图的测试用例生成提供了前提。     

VPM: A visual,precise and multilevel metamodeling framework for describing mathematical domains and UML (The Mathematics of Metamodeling is Metamodeling Mathematics)

As UML 2.0 is evolving into a family of languages with individually specified semantics, there is an increasing need for automated and provenly correct model transformations that (i) assure the integration of local views (different diagrams) of the system into a consistent global view, and, (ii) provide a well-founded mapping from UML models to different semantic domains (Petri nets, Kripke automaton, process algebras, etc.) for formal analysis purposes as foreseen, for instance, in submissions for the OMG RFP for Schedulability, Performance and Time. However, such transformations into different semantic domains typically require the deep understanding of the underlying mathematics, which hinders the use of formal specification techniques in industrial applications. In the paper, we propose a multilevel metamodeling technique with precise static and dynamic semantics (based on a refinement calculus and graph transformation) where the structure and operational semantics of mathematical models can be defined in a UML notation without cumbersome mathematical formulae.     

基于UML的COSMIC-FFP度量方法

针对目前的软件规模度量方法中存在的主观性强、可重复性差的问题,通过将UML引入到度量过程中来改善当前的软件度量方法。分析UML主要部件(用例图、类图和时序图)的语义和COSMIC-FFP的主要元素(功能用户、层、边界、数据组和功能过程),建立其间的对应关系,给出15条映射规则,同时还提出基于UML的COSMIC-FFP度量步骤。实例结果证明,该方法能客观有效地度量软件功能规模。