基于可执行模型的体系结构验证评估方法

信息系统体系结构设计是系统开发过程中的一个关键环节,正确评估体系结构能够提高系统开发效率.基于可执行模型的体系结构验证评估方法是一种有效的验证体系结构评估方法.分析基于可执行模型的体系结构验证评估的特点,提出该方法的评估过程和评估内容.提出基于对象Petri网的可执行模型构建方法,并通过实例说明该方法的可行性.     

系统通信模型执行性研究

针对可执行体系结构中系统数据交换是如何最终落实到具体的通信网络或设备,并进行具体数据传输问题,提出了系统通信模型执行方法.该方法描述了系统通信模型具有的基本元素及相关属性、模型元素之间的关系和表示,阐述了系统通信模型与系统接口描述模型、系统数据交换描述以及系统状态转移/系统时序图之间的关系,说明了系统功能驱动系统数据交换的具体步骤以及系统通信模型执行的过程.系统通信模型的执行使系统体系结构模型在整体上形成一个内在的一致性执行体,充实并完善了可执行体系结构,为可执行体系结构的执行奠定基础.     

从行为树转换到UML状态机来验证系统需求

定义了从行为树到统一建模语言状态机的转换.行为树是一种图形化建模方法,它能够抓取和形式化自然语言描写的需求的系统的动态行为,但是在软件开发过程中,人们更广泛的使用UML状态机.把这两种方法结合到一起提供了一种从自然语言需求到系统可执行模型的道路,这反过来又促进了需求验证和到模型驱动软件开发方法的转变.在Eclipse模型框架下实现了从行为树到统一建模语言状态机的转换,并通过一个安全警报案例研究来表明此方法的可行性.     

基于UML的概念模型的Petri网映射算法研究

概念模型的动态部分由于其复杂性不易通过阅读式的审查实施验证,针对采用统一建模语言(UML)描述的概念模型,通过UML时序图模型向Petri网模型的映射,可建立Petri网可执行模型,再对其进行验证.在深入分析UML时序图特点的基础上,针对已有映射方法存在的缺点,提出了基于消息的模型映射算法,并对时序图中的特殊结构(可选、条件、并行、循环),分别提出了其相应的映射算法,并验证了映射的正确性.方法有利于检查模型映射前后的一致性,同时具有可扩展的优点.     

AADL模型的代码自动生成及集成技术

体系结构分析设计语言（AADL）是一种基于模型驱动体系结构的建模语言,针对如何将AADL模型自动生成框架代码的问题,提出AADL模型元素同C语言元素间的转换规则,设计AADL模型转换为C语言框架代码的自动代码生成器Generator。实例证明了AADL模型自动转换为可执行C代码的有效性。     

基于UML的远程实物实验平台的设计

采用UML语言为远程实物实验平台建模,首先用实施图描绘了网上实物实验系统的体系结构,然后分别用UML类图和顺序图描述了平台的静态和动态模型,实践证明,UML是一种表达能力很强的建模语言,采用UML的建模技术为远程实物实验平台的设计提供了有利的保障.     

C4ISR系统性能预测模型生成方法

C^4ISR体系结构框架从多个方面对C^4ISR系统进行描述,体系结构描述过程的结果就是得到一系列体系结构产品.虽然这些信息描述的是系统的静态特性,但是可以利用所获得各种信息,构造系统性能预测模型,以对系统的动态特性进行评估.首先利用活动模型、规则模型、数据模型,生成可执行模型.再构造通信网络模型,估计作战任务之间的通信延迟,将这些时间属性引入可执行模型,生成实时分布计算模型,对C^4ISR系统进行性能预测.     

基于随机Petri网的SysML状态机图的验证

针对SysML状态机图本身缺乏分析和验证手段的问题,提出一种SysML状态机图向广义随机Petri网的转换方法。主要定义将SysML状态机图转换为相应Petri网可执行模型的八种转换规则,应用这些规则可以将状态机图转换为Petri网模型,进而对其进行分析、验证,并可检测SysML的行为规范与并发相关的性质,如死锁、有界性等,同时,该方法可处理带有时间延迟和概率信息的状态转换。最后通过数字证书系统的一个实例说明该方法的可行性。     

基于Petri网的SysML活动图的分析与验证

系统建模语言(Systems Modeling Language,SysML)是目前国际上系统工程领域最新的标准建模语言,它包括语义和表示法两部分,缺乏分析和验证的手段。为了弥补这一不足,研究了SysML活动图到Petri网的转换方法,主要定义了将SysML活动图转换为相应Petri网可执行模型的6种转换规则。应用这些规则可以将活动图转换为Petri网模型,进而对其进行化简、分析和验证,同时可检测SysML的行为规范与并发相关的性质,如死锁、有界性等。采用列举法和模拟法验证了所建模型的一致性。证书申请活动图的实例表明,该方法是可行的。     

基于UML的多视图软件体系结构描述方法研究*

提出一种新的基于UML(unified modeling language)的多视图模型,即“6＋1”视图模型,从场景、概念视图、框架视图、过程视图、数据视图、构件视图、物理视图七个视角完整地描述一个系统的体系结构,并将该视图模型应用到钢材库管理系统的体系结构描述中。实践表明,它是面向对象软件开发方法中高效而实用的软件体系结构建模方法。     

基于反馈的JCVM指令预调度方案

卡内应用执行效率较低是制约Java Card发展的瓶颈。为此,研究Java Card虚拟机(JCVM)解释器的运行原理,针对其执行架构提出一种基于反馈的JCVM指令预调度方案。通过收集反馈应用的运行指令流统计信息,设计解释器加权控制流图(WCFG),利用基于WCFG的代码编排技术实现解释器的指令预调度。在目标体系架构中,将热点指令处理函数的布局按照反馈应用的统计信息进行重新编排。实验结果表明,该方案可使JCVM解释器的应用执行效率提高15.29%,并且不依赖额外系统资源,对基于解释器架构且资源受限的嵌入式设备性能优化具有指导意义。     

飞机电源多Agent 预测与健康管理系统研究

针对复杂多任务的飞机电源预测与健康管理的需求,以状态维护开放系统体系结构OSA-CBM模型为标准架构,提出一种基于多Agent 的飞机电源故障预测与健康管理系统体系结构模型。结合原型系统开发实例,详细阐述了各Agent 的功能及相互关系。采用AUML 技术构建基于多Agent 的AEPHM系统模型,通过AUML 协议图描述了Agent 之间的主要交互活动。实践表明,该体系结构为航空机载设备预测与健康管理系统建设提供了一种新的设计开发模式。     

基于SoPC的前端RapidIO接口设计

针对现代高性能嵌入式系统高速RapidIO信号接入的应用需求,提出一种基于可编程片上系统(SoPC)的前端RapidIO接口设计方案,以VirtexII Pro现场可编程门阵列芯片为核心,利用RapidIO IP核等库资源及硬件编程实现RapidIO接口、低压差分信号图像接口、RS422控制接口间的信息转发逻辑。该方案能够提高信息采集和输出的时效性。     

基于UML的迭代式软件开发过程

UML（Unified Modeling Language）作为第三代面向对象开发方法,它是一种定义良好,易于表达,功能强大,且适应广泛的建模语言。Rational Unified Process（RUP）是一种软件工程方法,它提供了一种严谨的途径来分派开发组织的任务和职责。它的目标是确保在预定的时间和预算内得到一套的最终用户所需要的高质量的软件产品。文章讨论了依据RUP利用UML建立应用系统模的方法。     

基于威胁模型的软件安全性测试

相对于传统测试主要关注软件的肯定需求,安全性测试则主要关注软件的否定需求。基于威胁模型的软件安全性测试是从攻击者的角度对软件进行测试。使用UML顺序图对安全威胁进行建模,从威胁模型中导出消息序列,从消息序列中导出威胁行为轨迹。程序编码完成后,对代码进行插桩以记录程序运行时的方法调用和执行的轨迹。设计测试用例,执行插桩后的程序并记录程序运行时的执行轨迹,将记录的程序执行轨迹与模型中导出的威胁行为轨迹进行比较,以确定程序中是否存在违反安全策略的威胁行为。     

数学公式与WEB

文章首先研究了数学公式在Web上的发展和问题,而后介绍了W3C组织提出的一种基于可扩展标记语言（XML）的数学标记语言（MathML）,它主要包括表现（Presentation）和表义（content）两种形式。文章认为MathML将成为数学材料计算机化的最重要的标准。最后,文章介绍了一个基于MathML的应用系统－SeeMath的设计和体系结构。SeeMath为数学公式在Web上显示提供了一个集成的解决方案。     

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.     

Windows ROP自动生成技术的研究与应用

返回导向编程(ROP)技术可以有效绕过数据执行保护(DEP)机制,但人工分析可执行库中的二进制指令序列组合成ROP gadgets耗时而繁琐。为此,利用gadgets字典,设计并实现一种基于Windows平台的自动构建ROP Gadgets方法,允许ROP执行任意操作,并完成图灵完整性。Exploit开发人员利用自动生成的ROP gadgets,可加速绕过DEP机制的Exploit开发过程,缩短Exploit的开发时间。     

基于UML活动图的功能测试场景生成方法

提出一种基于统一建模语言(UML)活动图的功能测试场景生成方法。在给出活动图形式化定义的基础上,划分并压缩循环结构模块与并发结构模块,采用带回溯的深度优先遍历法提取含有复合节点的测试场景,进行解压循环与并发。利用拓扑反蚁群算法处理并发结构模块,解决并发活动排序导致的场景爆炸问题,根据路径复杂性设置场景优先级以提高测试效率。应用结果验证了该方法的可行性和实用性。     

UML模型检测方法的研究

统一建模语言（UML）是设计和分析软件系统最常用的方法，如何保证UML模型满足某些特性是一个非常重要的问题，而模型检测是一种能够有效提高系统可靠性的自动化技术。研究了使用简单进程元语言解释器（SPIN）对UML模型进行检测的方法。首先对UML模型进行形式化描述，使用层次自动机来描述状态图，然后根据层次自动机的操作语义将状态图和类图的部分信息转化为SPIN的输入语言PROMELA，使用SPIN来验证模型是否满足给定的线性时序逻辑所描述的系统约束，通过LTL公式描述顺序图的方式来验证与状态图之间的一致性问题。项目组基于此方法还开发了一套模型检测工具UMLChecker。