Monad的一种自动生成技术

Monad程序的核心是一组Monad定义.Monad定义分为MAP型和BIND型.如果在Monad库中已有所需要的Monad定义型,则可以直接使用,而不需要重新构造;否则,需要重新构造.但如果在Monad程序设计环境中增加从一类Monad构造另一类Monad的自动生成器,那么既方便了用户也扩充了1倍原有的Monad库.鉴于这种思想,用支持Monad程序设计的高阶函数语言Haskell实现了一个Monad的自动生成系统.另外,用户构造Monad不仅要花费较多的时间,而且写出的Monad多态函数往往不满足Monad所需满足的几条公理,因此,从这方面也可以看出,从一种类型的Monad自动产生另一种类型的Monad的重要意义.     

Ambient演算的一种分层语义

网络计算系统中涉及的操作复杂,很难直接给出一种的语义描述框架.作为一种网络计算模型,Ambient演算主要刻画了计算的分布性和移动性.目前关于Ambient的语义研究很多,但均是基于规约规则的语义形式.这种描述方式尽管简洁,一方面却具有不确定性,不利于实际的网络计算系统的设计和直接实现;另一方面,这种语义描述方式均在一个层次上描述Ambient演算系统中的各种行为语义,使得Ambient演算中各种计算行为纠缠在一起,复杂而难以理解.根据Ambient演算的结构特点,给出了Ambient演算的一种分层语义描述形式,系统以ambient为单元,分成3层进行描述,分别给出不同层上行为的语法定义、语义定义、语义方程以及不同层间的转换函数的定义,从而给出Ambient演算系统的指称语义描述形式.这种描述方式从层次化的角度分析了Ambient演算的计算行为,有助于对Ambient演算中行为的理解和实际应用系统的实现.     

语义转换--直接指称语义到接续指称语义

指称语义分为直接指称语义和接续指称语义，其中后一种语义描述的难度较大，给出了直接指称语义描述到接续指称语义描述的转换方法，这就使得这种语义转换的自动化成为可能．转换算法揭示了直接指称语义与接续指称语义之间的内在关系，同时也提供了写接续指称语义描述的有效方法．当需要检验同一种语言的直接指称语义描述和接续指称语义描述是否等价时，提供的技术是很有用的。     

安全苛刻系统自动化测试的形式化语义模型

安全苛刻系统的可信性需求典型而迫切,其可信性评估和验证具有测试依赖性.安全苛刻系统一般是复杂系统,手工测试实际上不可行,发展自动化测试手段是必然趋势.针对安全苛刻系统测试过程自动化中存在的高阶协同、实时和时序性,以Ambient演算、CCS演算、论域理论等为基础,给出测试过程的高阶协同定义,建立一种层次化演算模型,为测试过程提供一种信息化和自动化手段.模型通过对被测产品、测试设备与测试任务的抽象与组织,给出安全苛刻系统测试过程自动化的工作模式.最后,通过扩展标记转换系统定义,给出高阶协同行为的收敛性和正确性的证明,论证了模型的可计算性,验证了安全苛刻系统测试的可自动化.模型已应用于航天器的自动化测试中,并成为航天器测试行为的日常工作规范.     

高阶类型化可验证应用系统体系结构建模及案例

随着应用软件体系结构风格变化和规模变大,其运行环境变得日趋复杂,对应用系统体系结构的设计及其正确性验证提出了新的挑战.现有的应用系统体系结构设计无法支持需求满足验证,需求满足验证需要其它验证工具的支持.而应用系统体系结构在设计阶段的需求满足验证,有助于客观评价应用系统部署方案和系统如期上线以及主动运维.本文面向应用系统体系结构设计及其验证,在模型驱动的软件工程背景下,提出了一种高阶类型化模型驱动的可验证应用系统体系结构建模语言（V_ASAML）与可验证应用系统体系结构建模方法（V_ASAMM）.V_ASAML语言通过定义类型和项的语法和语义,描述构成应用系统体系结构的类型和对象的结构,通过定义两种类型规则及其类型检查算法,判定Γ⊦t：T和Γ⊦R（T₁,T₂）是否成立,其中,结构类类型规则用于描述应用系统体系结构中的组成部分,关系类类型规则用于描述组成部分之间的关系和配置.V_ASAMM方法给出了应用系统体系结构建模过程,包括构建M_bd（基本数据类型）、M_bti（基本接口类型）、M_dev（设备类型）和M_frwk（应用系统框架）等四层,以及自动生成层内与层间类型之间关系对应的类型规则,同时定义了设备类型服务调用图（G_DSI）用以刻画部署要求,定义了类型序列及其正确性用以刻画需求期望性质,并给出了相应的基于类型检查的验证算法.设计实现了基于该方法的原型工具系统V_ASAMS,其中,建模编辑环境支持应用系统部署方案的设计过程,验证环境支持设计是否满足需求的自动验证.通过一个实际案例完成了某行业较大规模应用系统体系结构的建模和验证.     

安全苛刻系统测试语言中的测试设备协同语句

安全苛刻系统的可信性需求迫切,支持可信性评估的数据主要来自于测试.为了保证测试数据的可靠性和正确性,特别是对安全苛刻系统这类复杂系统,手工测试实际不可行.研发测试语言是实现自动化测试的有效途径,也是安全苛刻系统自动化测试发展的必然趋势.针对安全苛刻系统通用测试语言应独立于具体设备包括被测安全苛刻系统、测试设备的应用需求,对安全苛刻系统测试中的测试设备协同语句展开研究.针对安全苛刻系统测试中测试设备协同任务中的高阶性、实时性等特点,通过给出测试语言中测试设备协同相关类型、设备协同表达式,定义测试设备协同语句,并通过设备协同表达式求值定义设备协同语句的操作语义规则,最后对语句的正确性给出相关证明,从而支持安全苛刻系统测试过程中测试设备协同过程的动态性和开放性,支持安全苛刻系统测试语言的通用性.     

接续到直接的指称语义转换

接续和直接指称语义之间的转换的主要难点在于不保函数基调．基于Monad思想推导出的接续语义函数和直接语义函数之间的关系，给出了基于规约的从接续指称语义描述形式到直接指称语义描述形式的转换技术，分别考虑了接续函数在不同情形下的处理．最后给出了转换算法的Haskell实现系统，验证了转换的可行性．     

需求变更自动化管理模型与实现

需求变更不可控,需求变更常对软件开发产生严重影响,需求变更管理是控制影响的直接途径。为易于理解沟通,基于资源、组织与业务的需求模型(简称 ROB)用递归分解的方法分别从资源、组织与业务抽取需求, ROB全局统一的树形结构便于形式化定义需求对象以实现在计算机中存储和管理;在规范需求变更管理组织、流程基础上,建立数据模型,设计数据操纵语言定义操纵接口,通过编辑修改对象模拟需求发生变更,在完整性、一致性规则约束下,自动完成由需求变更引发的完整操作模块。实践中应用 ROB 需求管理软件进行需求变更管理验证这种方法的有效性、自动化智能化等特点。     

一种基于Kolmogorov-Smirnov检验的缺陷定位方法

现有的基于中心极限定理和参数假设检验的方法被认为是一种高效的缺陷定位技术.然而,实验结果表明,在某些实验数据集上,测试用例的总数过小而不宜运用中心极限定理.实验结果同时表明,谓词的实际分布背离了基于参数假设检验的方法所假设的正态分布.基于以上发现,提出了一种基于Kolmogorov-Smirnov检验的缺陷定位方法.在西门子测试集和大型程序上的实验结果表明:该方法在小样本和非正态分布的样本集上具有较好的适用性.若谓词在某个测试用例执行时未被执行,已有的方法将该执行中此谓词的评估偏差值设为0.5.在西门子程序集上调查了该设置的有效性,实验结果表明:对于基于Kolmogorov-Smirnov检验的缺陷定位方法,该设置可以提高缺陷定位的效率.     

基于类型理论的领域数据建模和验证及案例

数据作为软件系统的主要处理对象,其规范性有助于软件系统的设计开发和软件系统之间的数据交换。本文面向行业数据规范及其验证,提出了一种基于类型理论的领域数据建模语言（DDML）和领域建模方法（DDMM）。DDML语言通过定义类型和项的语法和语义,描述领域数据类型和对象的结构,通过定义类型规则及其类型检查算法判定任意项t：T?。DDMM给出了领域数据建模的方法,即构建K₁（原子类型）、K₂（数据元）、K₃（数据元目录）三层框架,生成表示K3层数据元目录之间关系的类型规则。在此基础上,给出了数据元目录序列的定义及其正确性判定算法。基于上述方法,实现了一种领域数据建模工具原型系统,并通过领域数据建模与自动验证的一个实际案例,完成了一个较大规模行业数据规范的制定与验证。