一种基于时间自动机的实时系统模型检查算法的设计与实现

该文首先简介了时间自动机、时钟区域、区域等价、时钟带的概念,利用区域等价关系,可以将时间自动机的无穷状态空间转化为有穷。然后通过一个典型的实例完整地介绍了基于时间自动机的实时系统模型检查技术,并用Visual C++语言描述了实时特性验证中的数据结构,实现了实时特性验证算法,实验表明利用该算法可以进行实时系统的形式化验证。     

基于Web应用的SCXML到自动机的转换

为了对Web应用进行验证,保证Web应用的可靠性和质量,提出了将Web应用的SCXML描述提取出通用状态机的算法.在对Web服务应用的语言SCXML的各构成要素进行深入分析的基础上,该算法实现了将SCXML描述转化为相应的自动机,为对Web应用进行模型检查打下基础.对Web应用游戏系统的SCXML文件转换得到了对应的自动机实例,实验结果表明了该算法的正确性和有效性.     

离散时段演算的符号模型验证

模型验证是对有限状态系统的一种形式化确认方法，近几年，模型验证方法已逐步扩展到实时系统应用中，为解决实时系统的模型验证问题，本文采用离散时段演算人实时系统规格说明的形式语言，用时间自动机作为实时系统的实现模型，对模型验证问题进行了细致的分析，并提出了一种具有实际应用价值的方法－商技术，该方法可以在避免当多个时间自动机并行组合时可能产生的状态空间组合爆炸问题，同时还可以简化整个模型验证问题。     

基于实时自动机的连续时段演算的验证

时段演算是描述和推导嵌入式实时系统和混成系统性质的一种区间时态逻辑.扩展线性时段不变式是时段演算的重要子集.针对实时自动机,提出一种连续时间语义下扩展线性时段不变式的有界模型检验方法.该方法将扩展线性时段不变式的有界模型检验问题转化为量词线性算术公式的正确性问题,从而可以采用量词消去技术进行求解.首先,运用符号化的思想,在实时自动机上利用深度优先搜索找到所有满足观测时长约束的符号化路径片段;然后,将每条符号化路径片段转化为一个量词线性算术公式;最后,利用量词消去工具求解.与已有工作相比,基于实时自动机设计了验证算法.另外,降低了验证复杂度,并且加速了验证过程的实际速度.     

Ptolemy离散事件模型形式化验证方法

Ptolemy是一个广泛应用于信息物理融合系统的建模和仿真工具包,主要通过仿真的方式保证所建模型的正确性.形式化方法是保证系统正确性的重要方法之一.本文提出了一种基于形式模型转换的方法来验证离散事件模型的正确性.离散事件模型根据不同事件的时间戳触发组件,时间自动机模型能够表达这个特征,因此选用Uppaal作为验证工具.首先定义了离散事件模型的形式语义,其次设计了一组从离散事件模型到时间自动机的映射规则.然后在Ptolemy环境中实现了一个插件,可以自动将离散事件模型转换为时间自动机模型,并通过调用Uppaal验证内核完成验证.最后以一个交通信号灯控制系统为例进行了成功的转换和验证,实验结果证实了该方法能够验证Ptolemy离散事件模型的正确性.     

基于时间Petri网的嵌入式系统中断建模与验证

嵌入式系统为中断驱动系统,但中断触发的随机性和不确定性导致中断缺陷很难被追踪发现,并且一旦发生中断故障,往往会使整个嵌入式系统陷入崩溃。因此必须保证中断系统软件的可信性,但是目前缺乏有效的中断系统资源冲突检测方法。针对上述问题,文中首先提出了一种基于时间Petri网的中断系统建模方法,其能够对中断的并发性和时间序列进行有效建模。然后,为方便后续形式化验证,将时间Petri网模型转化为与之等价的时间自动机模型,并提出一种符号编码方法对时间自动机进行形式化编码,将系统模型与所需验证性质编码为一阶谓词逻辑公式,从而能够通过SMT对时间自动机的不变属性进行BMC验证。最后,通过SMT求解器Z3进行实验,实验结果证明了所提方法的有效性。     

时间自动机模型验证的研究进展

基于时间自动机的模型验证是一种形式化的实时并发系统时间性质验证技术,重大软件对时间行为、时序关系的高可靠性要求,不断刺激时间自动机模型验证技术的发展.介绍了时间自动机理论、模型验证算法及工具,对该领域的研究进展做了综述,指出了时间自动机模型验证存在的问题和研究方向.     

基于Uppaal的时延Petri网到时间自动机等价模型验证*

时延Petri网和时间自动机都可以有效地对实时系统的行为进行模拟和性能分析。利用时延Petri网到时间自动机等价转换算法（简记作TPN-to-TA 转换）,将一个描述实时系统的时延Petri网模型转换成与其语义等价的一组时间自动机模型。使用时间自动机中成熟的模型验证工具Uppaal对此时延Petri网的模型进行验证。     

使用事件自动机规约的C语言有界模型检测

提出使用事件自动机对 C 程序的安全属性进行规约,并给出了基于有界模型检测的形式化验证方法。事件自动机可以规约程序中基于事件的安全属性,且可以描述无限状态的安全属性。事件自动机将属性规约与C程序本身隔离,不会改变程序的结构。在事件自动机的基础上,提出了自动机可达树的概念。结合自动机可达树和有界模型检测技术,给出将事件自动机和C程序转化为可满足性模理论SMT(satisfiability modulo theory)模型的算法。最后,使用SMT求解器对生成的SMT模型求解,并根据求解结果给出反例路径分析算法。实例分析和实验结果表明,该方法可以有效验证软件系统中针对事件的属性规约。