UML顺序图的结构化操作语义研究

UML顺序图侧重于展示对象之间的消息交互过程,但其动态语义缺乏形式化的描述,不利于对顺序图模型的准确理解和基于该模型的测试用例生成。为此,依据UML1. 5规范,采用BN定义顺序图的形式化语法,提出了活动点的概念;在此基础上,讨论并给出了单个对象执行消息动作的结构化操作语义以及顺序图模型的整体结构化操作语义,为模型检验和基于顺序图的测试用例生成提供了前提。     

基于UML活动图的测试用例自动生成方法研究

基于UML活动图对系统测试的方法进行研究。针对活动图半形式化特性,给出了活动图的形式化描述及测试覆盖准则的定义。重点分析并发活动的顺序及排列,引入人机动态交互的方法在测试场景生成算法上加以约束,避免了测试场景集数量爆炸,使自动化生成测试用例可行性有一定提高。最后,讨论了从测试场景到测试用例的方法,从而为UML活动图的自动化测试提供了系统的、有效的、可行的方法。     

一种顺序图的形式化描述与推理过程

以统一建模语言(UML,Unified Modeling Language)规范为基础,给出UML顺序图的形式化定义和语法描述,并进一步分析了对象消息发送和接收之间的一致性问题.最后,通过对实例推理过程的分析,对UML顺序图的特性作进一步的解释.这为基于UML顺序图的模型转换和模型验证提供了必要的前提条件,可用于对软件...     

基于设计演算的形式化用例分析建模框架

提出一种形式化用例分析建模框架,引入类图、用例顺序图、用例状态图、功能规约函数和系统不变式从多个角度为需求建模.通过定义这些视图的形式化语义,为需求的各个方面定义了准确的形式化描述.利用该框架,可以从方法的交互行为规约和功能规约合成描述方法全部行为的全规约;也可以定义用例模型的性质,并通过设计演算中的证明来分析验证这些性质.作为应用,研究了检查用例模型一致性的规则.给出一个实例说明建模框架的可行性.     

基于模型转换的MARTE顺序图的形式化分析

作为一项新规范,MARTE有许多方面亟待完善.如何对依照MARTE设计的模型开展验证是待解决问题之一.对象管理组织提出用模型转换的方法将依照MARTE设计的模型(记为A)转换成另一种具有完备的验证方法和工具的形式化模型(记为B),然后对B进行验证和精化,以完成A的验证和精化工作.此思想面临的难题是如何保证B能够完整且准确地模拟A的行为.提出了形式化模型-TrS4SD,用来描述MARTE规范定义的带时间约束的顺序图的形式语义并在此基础上展开分析.首先给出顺序图的形式定义,把时阃变迁系统(TrS)扩充成TrS4SD,用TrS4SD描述顺序图的形式语义,最后对TrS4SD展开分析.这在一定程度上提高了设计阶段模型的正确性.通过一个实例说明从顺序图到TrS4SD的转化过程以及基于TTS4SD的验证方法.     

基于时序描述逻辑的UML顺序图形式化研究

在统一建模语言（UML）规范中顺序图的语义是以自然语言的形式描述的,是一种半形式化的语言,不能对系统的交互行为进行形式化分析及论证.针对UML顺序图缺乏精确的形式化描述问题,根据顺序图的时序特征,提出了增加交互操作符的UML顺序图的六元组形式化方法.对描述逻辑进行时序扩展,得到可表示动态和时序语义的形式化规范——时序描述逻辑.应用时序描述逻辑的时态算子得到时序描述逻辑语义形式的UML顺序图.用UML顺序图描述完整的C语言执行过程,将其形式化描述,实验结果表明,这种方法是可行的.     

二元关系性质判定算法的研究与实现

为了对二元关系的性质进行快速准确的判定，通过分析二元关系性质的定义和相关定理，给出了二元关系的五种性质判定方法的算法描述。该算法的重点是判定自反＼反自反性质、对称、反对称性质和传递性质。在计算机上进行了编程实现．并对二元关系性质的判定算法进行了测试。实验结果证明，该算法具有很强的可操作性，可以快速准确地判定二元关系的性质。     

顺序图与状态图的递归语义一致性研究

建模面向对象的软件系统是UML的动态图的重要应用,采用顺序图描述消息传送,动态图描述活动.在大型系统开发过程中,往往存在大量顺序图和状态图,由于语义的缺失,导致这些图形表达涵义模糊不清,特别是在递归的信息传送上,由于表达方式的特点,状态图很容易造成实现过程的歧义甚至死锁.提出了基于ASM的多agent实时控制方法,结合形式化的规则定义,通过多个层次agent控制状态的跃迁,保证状态图在描述复杂信息传送时,能够和顺序图的时序保持一致,这对提高系统的可靠性具有一定的现实意义.     

复杂内核数据结构程序形式化验证

操作系统内核作为软件系统的基础组件, 其安全可靠是构造高可信软件系统的重要环节, 但是, 在实际的验证工作中, 操作系统内核中全局性质的不变式定义, 复杂数据结构程序的形式化描述和验证仍存在很多困难. 本文针对操作系统内核中满足的全局性质, 在代码层以函数为单位, 用全局不变式进行定义, 并在不同的函数中进行形式化验证, 从而证明各个函数符合操作系统内核的全局性质; 针对操作系统内核中经常使用的复杂数据结构程序, 本文通过扩展形状图理论, 提出一种使用嵌套形状图逻辑的方法来形式化描述复杂数据结构程序, 并对该方法进行了正确性证明, 最终成功验证操作系统内核中关于任务创建与调度, 消息队列创建与操作相关的代码.     

谓词公式的分层及其模型和应用

通过形式化的方法描述数据库中数据的性质,从而进一步讨论这些形式化的性质如何能在数据库模型中得到满足.为此,将谓词公式作为形式化的工具,并根据谓词公式中量词的不同情况对谓词公式进行了分层.针对分层公式、模型的概念被定义,研究了分层公式在模型中的性质.这些性质表明了分层公式中量词的特性与模型之间的关系.在此基础上,讨论了分层公式及其模型在实际当中的应用.由此得到:数据性质的分层公式描述不仅便于从理论上弄清数据与模型之间的关系,而且对于应用也具有实际的指导意义.