一种支持MDD的ICES-Modeling建模语言和建模工具

随着模型驱动体系结构的理论和技术的不断发展,模型已成为软件开发的核心元素。因此,支持模型驱动体系结构的建模语言和建模工具成为研究热点。本文提出一种支持模型驱动的软件开发的ICES-Modeling建模语言,该语言融合了现有的建模方法的一些思想,可以有效地描述领域内的概念,概念与概念之间的关系。还针对该建模语言,设计并开发了建模工具,该建模工具具有支持建模语言的定义,方便模型的理解,支持多角度建模等特点。     

基于上下文相关的软件体系结构求精方法

为了提高软件体系结构求精的精确性与可追溯性,使处于不同抽象层次之间的体系结构之间形成规范的映射体系,引入了形式化方法,定义了一种基于上下文相关文法的形式化的求精文法,并将该文法应用到体系结构求精中,给出了基于构件的体系结构形式化求精过程.最后,基于体系结构求精方法建立了相应的用于指导软件开发的模型.     

以体系结构为中心的构件模型的形式化语义

目前的软件开发方法采用非结构化和非形式化方式建立构件模型,构件之间的关系是隐含的,并且缺乏严格的语义,不能有效地支持自顶向下的构件重用.利用范畴论定义构件之间的关系,使得构件之间的关系以及关系组合具有严格的语义.态射合成被用来跟踪不同抽象层次的构件之间的关系,利用体系结构设计模式精确地定义构件的组合关系和应满足的条件.范畴论支持图形化建模,可以使模型中的构件关系以及结构特征可视化,有利于模型的理解、跟踪和重用.形式化的构件建模方法适用于以重用为目标的软件开发.     

基于MDA的实时软件资源建模与模型转换的方法

模型驱动体系结构(MDA)是一种以模型为中心的软件开发框架,其本质是元建模与模型转换。提出了一种基于MDA的实时软件资源建模与模型转换的方法。首先通过元建模抽象出包含资源信息的MARTS元模型以及价格时间自动机的元模型;然后利用模型转换语言ATL对MARTS元模型和价格时间自动机元模型构造转换规则,通过将对应的实例模型进行相互转换,实现在MDA下MAR"I'E模型到价格时间自动机模型的转换;最后通过形式化工具UPPAAL对模型转换结果进行形式化验证。实例分析表明了该方法的可行性与有效性,它能够提高实时软件资源建模的可信性。     

面向服务的可信软件体系结构代数模型

针对面向服务体系结构(Service Oriented Architecture,SOA)在形式化和可信属性建模方面的不足,用代数学方法对服务、服务组合以及服务体系结构的属性和行为特征进行抽象,把服务组合解释成组件运算实现,并结合进程代数中算子概念,定义了多种服务组合运算,从而建立SOA的代数模型.在代数模型基础上,进一步对SOA可信属性建模,提出多种SOA可信范式,为可信SOA软件设计提供理论支持.最后介绍了一个应用案例.     

关于软件体系结构的形式化描述

软件体系结构已成为软件工程研究和实践的主要领域，而形式模型和形式分析技术是成熟工程学科的基石。本文论述了用形式化方法来刻画各种体系结构风格的优越性，并介绍了几种以形式化语言为理论基础的体系结构描述语言。     

关于软件体系结构的形式化描述

软件体系结构已成为软件工程研究和实践的主要领域,而形式模型和形式分析技术是成熟工程学科的基石。本文论述了用形式化方法来刻画各种体系结构风格的优越性,并介绍了几种以形式化语言为理论基础的体系结构描述语言。     

CORBA构件模型在分布式体系结构中的应用

构件技术是目前软件开发的主流技术，CORBA构件模型是具有代表性的构件模型之一，分布式多层应用系统已成为目前重要的系统结构。文章讨论了基于CORBA构件模型和分布式多层体系结构的软件开发技术在一个分布式信息系统(即某钢管铸造企业管理信息系统)中的应用，并给出了设计步骤及形式化描述。     

基于容器中间件的组件系统体系结构性能评价

对组件系统性能建模时,需要考虑中间件平台的影响.基于体系结构模式,分析了容器风格中间件对组件系统结构和性能的影响,并提出了一种在组件系统UML描述中集成中间件组件及交互关系的方法.从该集成UML模型导出的性能模型,能够有效地反映中间件的影响.这样,在对组件系统性能建模时,无须了解中间件内部细节.这种基于体系结构模式的方法可以方便扩展以处理不同风格的中间件,且易于实现自动化.以EJB容器中间件为例说明并验证了所提出方法的有效性.     

基于组件模型分析的组件容器产品线体系结构

组件容器为组件提供部署和运行环境,是基于组件分布式应用开发的核心.近年来分布式组件的多样化和快速演化对组件容器的开发方法提出了挑战.产品线工程是基于公共的核心资产开发特定领域内软件产品系列的软件工程方法,产品线体系结构是其中最重要的部分.进行组件容器产品线体系结构的研究能够提高组件容器的结构复用性,获得更高的生产效率和质量.由于组件模型是组件容器设计的基础,在领域分析阶段引入组件模型分析,提出了组件模型分析框架,通过组件模型元素到领域需求元素的映射,建立组件容器领域模型.提出了组件容器设计的基本原则,并根据变化性封装原则,提出了组件容器产品线体系结构PLACE,通过引入可选属性、模块层次结构和决策模型,实现组件容器的领域需求.PLACE产品线体系结构已在网驰平台的多个组件容器设计中得到应用.     

基于敏捷建模的形式化需求分析方法

软件需求分析是软件生命周期中最关键的一步。传统的需求建模方法主要有两个重大的缺陷：1）非形式化的需求描述常常导致需求的歧义性和不一致性,因而难以确认和验证;2）易变一牲,需求变更及其连锁反应是对项目质量、进度乃至合同履行影响最大的风险因素。本文针对软件需求分析阶段的难点,通过将形式化方法和敏捷建模理论相结合,提出一套基于敏捷建模的形式化需求分析方法。     

一种面向形式化表格需求模型的测试用例生成方法

现代安全关键性系统的软件规模和复杂性的快速增长给这类安全关键性软件系统的开发带来了很多挑战。传统文本文档的需求描述方法无法保证此类系统的开发进度和系统可靠性要求。为此文中提出了一种兼具可读性和可自动分析的形式化表格需求建模方法。文中介绍了一种针对这种表格模型测试用例的自动生成方法,工作包括对该形式化需求表格模型展开语义分析,建立需求模型的控制树结构,得到其测试等价类;为了减少不必要的测试,定义了不同安全级别的软件需求模型的测试覆盖标准,并针对不同覆盖率准则分别给出基于控制树结构的测试路径约束选择方法;对于每条路径约束测试等价类,提出了基于域错误的测试用例选择方法,能够自动生成所需的检测域错误的测试用例集。最后,通过一个需求模型实例展示了所提方法的有效性。     

基于敏捷建模的形式化需求分析方法

软件需求分析是软件生命周期中最关键的一步。传统的需求建模方法主要有两个重大的缺陷:1)非形式化的需求描述常常导致需求的歧义性和不一致性,因而难以确认和验证;2)易变性,需求变更及其连锁反应是对项目质量、进度乃至合同履行影响最大的风险因素。本文针对软件需求分析阶段的难点,通过将形式化方法和敏捷建模理论相结合,提出一套基于敏捷建模的形式化需求分析方法。     

一个机载软件需求形式化建模与分析实例研究

现代民机机载软件系统的功能与复杂度在快速增长的同时还必须满足更严格的安全标准, 使得在机载软件需求层级必须进行诸如一致性、完整性等分析与验证成为重要的挑战. 工作基于一个自主设计实现的面向机载软件自然语言需求形式化建模与分析工具平台(ART)展开对座舱显控软件子系统(EICAS)需求的建模与分析, 包括: ART工具平...     

航天嵌入式软件隐含需求分析与实践

基于软件测试的角度,聚焦航天嵌入式软件隐含需求分析,提出需求颗粒度分析、代码设计无依据分析、引申推导分析3种隐含需求分析方法,研究构建了包含隐含需求库在内的可良性循环利用的隐含需求分析框图。结合实践应用,从接口、可靠性安全性、恢复性、性能、功能等方面给出了航天嵌入式软件典型隐含需求。研究成果不仅可以指导研发过程的需求分析与编码、提升软件研发质量,而且可以指导测试过程的测试需求分析与测试设计,避免因测试疏漏而导致的软件缺陷遗漏,从而有效提升软件质量。     

轨道交通控制软件中基于场景的需求分析方法

针对轨道交通控制软件的形式化方法,在实际工程应用中存在形式化建模和系统级场景验证困难的问题。提出一种面向轨道交通领域的形式化建模和需求确认及验证方法。通过非形式化、半形式化到形式化规约三步演化过程,为形式化规约构建提供模板。在对需求的确认和验证中,根据形式化规范建立需求模型,导出相关图表,基于此检查领域专家关注的场景。同时制定场景描述规则,使场景可以在需求模型中正确执行。在此基础上,从特殊变量、效率、场景质量三方面对场景进行优化,更充分地验证需求的正确性。实验结果表明,对于典型车载控制软件,该方法较传统分析方法可多探测到10%的潜在缺陷,效率提升80%以上。     

航空机载嵌入式控制软件需求建模的形式化工程方法

嵌入式控制软件是现代航空飞行器的核心部件之一。构建软件需求的形式化规约精确地刻画人们对软件期望的功能和运行场景,是确保此类安全攸关软件质量的根本途径。在工业界,形式化需求建模的大规模应用尽管有成功的案例,但仍面临众多的困难。其根本性难点在于缺少一种系统化的工程方法来引导工业界软件实践者,从原始需求开始最终完成形式化需求规约,并能确认该规约真实、充分地反映了人们对软件期望的功能。针对上述挑战,提出了一种面向机载控制软件需求建模的形式化工程方法ACSDL-MV,以形式化方法为理论基础,结合软件需求工程的基本原理,引导工程人员从原始需求出发以演化式的过程逐步完成需求规约的构建;定制了航空控制软件的形式化描述语言ACSDL,用以构建形式化规约;为了确认软件需求规约准确、充分地描述了人们对软件期望的功能,该方法给出了基于图形的静态审查和基于模型的动态模拟技术。在航空发动机公司中的实验结果表明,该方法相比传统方法探测到了更多的潜在错误。     

嵌入式软件建模、实现与验证：研究与进展

随着计算机硬件设备计算能力的迅速提高,嵌入式系统中软件的规模和复杂度的急剧增大,软件可靠性在嵌入式系统中的重要性占据了统治地位。本文首先概要介绍了嵌入式软件不同于传统商业软件、科学计算软件的物理性、实时性、领域性等重要特征,以及由此带来的困难和挑战。然后重点介绍目前在解决嵌入式软件系统开发过程中的问题时所采取的建模思想、实现技术和验证方法。最后对嵌入式软件及其相关技术的发展进行了展望。     

基于软件产品线的需求分析研究

软件产品线方法是一种面向特定领域的、大规模、大粒度的软件复用技术.在软件产品线的开发过程中,产品线需求分析是软件产品线开发的关键活动之一,软件产品线需求分析奠定了产品线构架的基础.通过分析软件产品线开发过程和软件产品线需求分析的特点,阐述了软件产品线需求分析方法以及软件产品线需求分析的实践风险.以领域分析和建模为切入点,对软件产品线的领域分析、需求建模和用例建模等关键方法和技术进行了重点的研究.     

一种获得形式化功能需求的方法

用例图在面向对象的软件开发过程中起着重要的作用。它用于描述系统的功能需求 ,但是它缺乏如Object -Z形式规格说明语言的精确性。本文结合一个实例给出了一种如何使用UML捕获系统的功能需求 ,并将该功能需求形式化的方法。本文定义了从UML用例图到Object -Z的转换规则 ,实现了用例图的形式化、获得了形式化的功能需求。