软件体系结构建模研究

提出了软件体系结构工程的概念，建立了软件体系结构的生命周期模型并对软件体系结构进行了分类和建模，介绍了几种典型的软件体系结构语言，提出了一个基于时序逻辑的形式化体系结构语言－ＸＹＺ／ＳＡＥ．该语言可作为系列化时序逻辑语言族ＸＹＺ／Ｅ的子语言，支持对软件体系结构可的构件，连接件和配置的描述，并可在统一的框架下描述软件体系的结构静态行为和动态行为。     

XYZ系统在动画设计中的应用

ＸＹＺ系统是一套以线形时序逻辑为基础的ＣＡＳＥ环境系统，其核心是时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ．ＸＹＺ／ＡＤＬ（ａｎｉｍａｔｉｏｎｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｌａｎｇｕａｇｅ）是ＸＹＺ系统在动画领域的应用．马华东博士采用基于时序逻辑的动画描述模型ＴＬＡＤ（ｔｅｍｐｏｒａｌ－ｌｏｇｉｃ－ｂａｓｅｄａｎｉｍａｔｉｏｎｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｍｏｄｅｌ），提出了动画剧本描述语言（ＳＤＬ／Ａ）．本文介绍的ＸＹＺ／ＡＤＬ语言是以ＸＹＺ／Ｅ的框架为基础扩充ＳＤＬ／Ａ而成．它使用ＸＹＺ／Ｅ中面向对象程序设计的基本结构——代理机构（Ａｇｅｎｔ）作为基本描述单元．代理机构由通讯进程和相应的包块构成，包块处理对象封装，进程处理通讯．从而能更方便地刻画动画过程中的复杂、多层次的角色（包括父子角色）的运动特征及多角色之间的同步协调关系，并且在统一的逻辑框架下实现了计算机动画中运动对象的行为抽象和运动的抽象描述，更具一般性．     

XYZ／CFC与XYZ／PAD：图形一文本程序设计环境

ＸＹＺ系统是一个ＣＡＳＥ工具系统．它的核心是一个时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ．ＸＹＺ／Ｅ有一基本的表示状态转换的低级形式ＸＹＺ／ＢＥ（或用于表示并发的ＸＹＺ／ＣＥ）及一个结构化的高级形式ＸＹＺ／ＳＥ．它们均有其相应的图形表示．ＸＹＺ／ＣＦＣ与ＸＹＺ／ＰＡＤ是分别以ＸＹＺ／ＢＥ（或ＸＹＺ／ＣＥ）及ＸＹＺ／ＳＥ用逐步求精方法进行程序设计的交互式的图形环境．每步均可由图形程序自动生成时序逻辑形式的程序．     

XYZ／CFC与XYZ／PAD：图形—文本程序设计环境

ＸＹＺ系统是一个ＣＡＳＥ工具系统，它的核心是一个时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ．ＸＹＺ／Ｅ有一基本的表示状态转换的低级形式ＸＹＺ／ＢＥ（或用于表示并发的ＸＹＺ／ＣＥ）及一个结构化的高级形式ＸＹＺ／ＳＥ。它们均有其相应的图形表示，ＸＹＺ／ＣＦＣ与ＸＹＺ／ＰＡＤ是分别以ＸＹＺ／ＢＥ（或ＸＹＺ／ＣＥ）及ＸＹＺ／ＳＥ用逐步求精方法进行程序设计的交互式的图形环境，每步均可由图形程序自动生成时序逻辑形式的程序。     

一种实现程序结构化转换的交互式图形工具

本文介绍交互式图形工具ＸＹＺ／ＢＥＳＥ，它能将任意时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ的子语言ＸＹＺ／ＢＥ表示的程序转换成结构化程序，如以ＸＹＺ／ＢＥ作为中间语言，将将这工具与ＸＹＺ与系统中源语言转换系统ＸＹＺ／ＣＣＳＳ结合起来，即可将任意其它源语言的程序转换成为结构化程序，本系统是用ＸＹＺ／Ｅ的交互式图形设计工具ＸＹＺ／ＣＦＣ实现的。结构化转换过程中图形表示，可增加其直观性，使这变换易于理解。     

一种面向软件工程的时序逻辑语言

ＸＹＺ系统由时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ及一组基于该语言的ＣＡＳＥ工具集组成．ＸＹＺ／Ｅ语言的目的是欲使逐步求精，描述及验证、快速原型等一些软件工程方法更加有效．特别地，它还能表示实时通信进程中的动态成分．在统一的框架下，不仅能表示不同层次的抽象描述，而且能表示普通高级语言的各种重要性质．本文是关于这一时序逻辑语言最新、最完整的介绍．     

XYZ系统在电信领域中的应用

最近几年，在软件工程界内部有一种趋势，这就是开发以面向具体领域的ＣＡＳＥ环境．作为这样的一种ＣＡＳＥ工具，ＸＹＺ系统是由一时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ和一组基于该语言的工具集构成．在ＸＹＺ系统中有很多的工具，它们被用来满足不同的需要．众所周知，ＳＤＬ（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｌａｎｇｕａｇｅ）是电信领域中的一个国际标准语言，而且有关基于该语言的环境已在开发，但是有关该语言的验证工作，特别是利用有关时序逻辑语言进行验证的工作还不多．作为一种尝试，本文将利用ＸＹＺ系统中的一个子系统ＸＹＺ／ＶＥＲＩ，对ＳＤＬ所描述的有关电信领域中的例子进行验证．     

用XYZ／E语言描述和验证硬件的行为

本文考虑用时态逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ描述硬件行为的可行性．作为实例，用ＸＹＺ／Ｅ语言描述了一个基于微处理器的容错计算机系统，这种描述可以在ＸＹＺ系统上执行，从而可对系统进行模拟．特别有意义的是利用ＸＹＺ／ＶＥＲＩ验证子系统对所期望的性质进行了形式化证明．本文还将ＸＹＺ／Ｅ描述与相应的ＶＨＤＬ（ＶＨＳＩＣｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｌａｎｇｕａｇｅ）描述进行了比较．从中可以看出时态逻辑语言的描述具有其独特的优点.     

动画剧本描述语言SDL／A的设计与实现

本文介绍了基于时序逻辑的动画描述模型和基于此模型设计的动画剧本描述语言ＳＤＬ／Ａ．这种语言具有便于动画设计各个层次的描述、能够描述设计的逐步求精过程、能描述动画中的各种抽象对象以及角色间动作的同步等特点，并易于将这种基本的通用的剧本描述语言集成到一个功能强大的ＣＡＳＥ环境－ＸＹＺ系统之中．本文主要介绍了ＳＤＬ／Ａ语言的设计思想和实现技术.     

可执行规范技术

本文简要介绍了可执行规范技术。可执行规范在软件工程过程的早期就能发现错误，随着形式化规范研究的发展，它越来越受到重视。ＸＹＺ系统是唐稚松教授提出并领导实现的。该系统的核心是序列化时序逻辑语言（ＴＴＬ ＸＹＺ／Ｅ语言），该语言能在同一框架之中表示动态涵义（可执行命令）与静态语义（前后断言规范），并可混合在一程序中出现。用这种混合出现的程序，就能表示出由完全抽象的规范到可有效执行的程序之间平滑过渡的过     

双重软件体系结构描述框架XYZ/ADL

体系结构设计在软件开发过程中扮演着重要角色.工程中常用图形语言为软件体系结构建模,它们有直观、半形式化的优点;但是语义不够精确,难以对它们表示的模型进行分析,在这方面,形式化方法可与之互补.但在工程使用中仅用形式化语言建模又不太现实,所以如何结合二者之长以提高软件的可靠性已成为工业界和学术界共同关心的问题.提出了双重软件体系结构描述框架XYZ/ADL:支持工程中软件体系结构的基本概念,前端用一般的体系结构框图作为结构描述,用UML活动图、状态图作为抽象行为表示;后端用既可表示系统动态语义又可表示系统静态语义的时序逻辑语言XYZ/E作为一致的语义基础.前端的图形语言便于软件工程师的交流和使用,后端的形式语言是进一步的形式化分析验证的基础.     

一种反应式SPM及其动态语义XYZ表示

过程支撑环境PSE(process supporting environment)是一种支持软件过程元过程的计算机环境,PSE通过运作一个事先定义好的软件过程模型SPM(software process model)来控制和指导实际软件开发过程.SPM使用的控制方式分为主动式(proactive)和反应式(reactive)两种.由于主动式不能很好地支持软件过程的演化,反应式渐渐受到人们的重视.提出了一种反应式SPM以及建立这种模型所使用的图形化的软件过程建模语言,同时,对于所建立的SPM,提出用时序逻辑语言XYZ/E表示它的行为视图动态语义的方法.这为模型提供了明确的动态语义,为其运作和分析提供了形式化基础.     

基于代数的软件过程建模系统的设计与实现

软件过程建模的主要目的是建立组织内软件开发过程的模型,使得软件开发过程在整个组织内获得一致的理解,进而提高软件开发效率和改进软件生产质量.软件过程建模语言一方面要易于理解、具有较强的表达能力,同时也要易于分析和验证,以保证所要描述的软件过程的正确性.介绍了基于代数的软件过程建模系统ASPMS的设计和实现,该系统提供了图形化的建模表示方式,而该图形化表示方式具有基于多元π演算的形式化语义,从而较好地平衡了建模语言的易于理解、具有较强的表达能力和易于分析和验证这一矛盾的内在要求.     

Software process modeling languages: A systematic literature review

ContextOrganizations working in software development are aware that processes are very important assets as well as they are very conscious of the need to deploy well-defined processes with the goal of improving software product development and, particularly, quality. Software process modeling languages are an important support for describing and managing software processes in software-intensive organizations.ObjectiveThis paper seeks to identify what software process modeling languages have been defined in last decade, the relationships and dependencies among them and, starting from the current state, to define directions for future research.MethodA systematic literature review was developed. 1929 papers were retrieved by a manual search in 9 databases and 46 primary studies were finally included.ResultsSince 2000 more than 40 languages have been first reported, each of which with a concrete purpose. We show that different base technologies have been used to define software process modeling languages. We provide a scheme where each language is registered together with the year it was created, the base technology used to define it and whether it is considered a starting point for later languages. This scheme is used to illustrate the trend in software process modeling languages. Finally, we present directions for future research.ConclusionThis review presents the different software process modeling languages that have been developed in the last ten years, showing the relevant fact that model-based SPMLs (Software Process Modeling Languages) are being considered as a current trend. Each one of these languages has been designed with a particular motivation, to solve problems which had been detected. However, there are still several problems to face, which have become evident in this review. This let us provide researchers with some guidelines for future research on this topic.     

A unified formal basis for the CASE tools system

XYZ system is a CASE tools system based on a temporal logic language XYZ/E which can represent every essential feature of conventional HLL's (sequential or concurrent), specifications of different levels, production rules, operational semantics of graphic languages in a uniform framework. With this formal language as the common basis, all the CASE tools including various kinds of graphic tools for distributed process, concurrent programs with phased memory and sequential programs, tools for verification, rapid-prototyping, language transformation, and module management can be connected freely to form more sophisticated and integrated systems.     

面向航天嵌入式软件的形式化建模方法

航天嵌入式软件是航天型号任务成败的关键之一.航天嵌入式软件是一种周期性、多模式的软件.软件的每个模式表示系统处于一定的状态,并进行相应的复杂计算.因此,提出了一种名为SPARDL的形式化建模方法.为了满足型号应用的需求,对这一方法进行了若干改进.为了表达航天器的时序性质,提出了一种基于区间逻辑的性质规范语言.为了支持工业应用,还设计了代码生成方法.这一建模方法已在航天工业领域得到了应用.     

基于时序逻辑软件构架形式化方法研究

随着软件系统的规模和复杂性日益增加,人们已经超越传统的“算法+数据结构=程序”的软件设计模式,软件系统的整体结构,即软件构架(Software Architecture)成为软件设计的重心和难点。运用形式化方法描述大规模、复杂软件系统的构架,能够阐明软件系统的真实内涵,有助于系统设计人员和相关人员更准确地了解系统,达成共识,避免误解。但更重要的是,形式化描述软件构架奠定了利用数学方法对软件构     

可视化语言技术在软件开发中的应用

可视化语言技术比一维文本语言在描述软件组成方面具有优越性.由于图表和图形概念在系统建模中的广泛使用,可视化语言可以应用于需求分析、设计、测试和维护等软件开发的各个阶段.除了具有直观易见的特点之外,图文法在计算机上的精确建模和验证能力,为设计可视化语言提供了一个坚实的理论基础.讨论了可视化语言的形式理论基础,回顾了相关的可视化图形编程环境.特别提出了一种空间图文法,并且用该图文法定义了统一建模语言的行为语义.基于空间图文法,开发了一种基于模式驱动的框架,以帮助软件架构与设计.     

基于XYZ/SE的软件部分正确性验证

针对软件形式化描述和正确性验证研究中存在的问题,提出了基于XYZ/SE的统一框架研究该问题。在该框架下,基于逐步求精思路对软件进行抽象;对软件整体进行形式化描述和部分正确性验证;对抽象得到的软件各部分进行形式化描述和部分正确性验证;进行调整和验证,即：如果推导结果与预期不一致,则需要重写相关程序或者回溯检查推导过程是否存在错误,直至程序部分正确性得到验证为止。以国库信息处理系统为对象,分析了基于XYZ/SE的统一框架性能。分析表明,基于该框架能够对软件的不同抽象层次进行规范描述,实现从抽象（静态语义）到具体（动态语义）的平滑过渡。同时,基于XYZ/SE的统一框架也可以表示Hoare逻辑推演规则。     

一种形式化的组件化软件过程建模方法

为了解决当前软件过程重用方法中存在的问题,特别是由于缺乏对软件过程组件及其操作法则的精确定义所带来的重用中的低效率问题,介绍了一种形式化的组件化软件过程建模方法(componentized software process modeling,简称CSPM).CSPM提供了形式化定义可重用软件过程的机制,并且给出了将过程组件组合成过程模型的一系列操作法则.利用CSPM方法,能够以严格的方式对软件过程组件进行重用,并且有效地避免了传统非形式化建模方法中因歧义而有可能引起的潜在错误.CSPM还可以将对组装后的软件过程模型针对某些特定性质的验证问题转化成对其对应组件的一系列子验证问题,从而通过指数地减少需要搜索的状态空间规模,将原来在某些特定环境下不实用的验证问题简化成验证代价较小的一系列问题.