偶图及其应用研究综述

偶图是由Robin Milner在2001年提出的一种基于图形的形式化理论模型,试图为普适计算提供一个设计、模拟和分析的平台以及为现有的进程代数提供一个统一的可扩展的框架.介绍了偶图的基本概念,揭示了偶图的数学基础——预范畴、范畴、s-范畴、对称偏幺半范畴之间的关系,对偶图的代数系统进行总结,简化了偶图的离散范式的表述形式,并给予证明.综述了偶图的发展及其应用概况.对偶图范畴的定义、商变换等基本理论中存在的一些问题提出讨论,指出偶图范畴应该属于小范畴而不是大范畴,并给出商变换得出的大范畴转换为小范畴的方法.最后简述了偶图模型的扩展、应用的拓广.     

偶图范畴的规范描述

范畴论是抽象地处理数学结构以及结构之间联系的一门数学理论。以范畴论为数学基础的偶图,为普适信息系统提供一个设计、模拟和分析的平台。然而偶图的范畴理论缺少规范的描述,一些概念术语的定义甚至有错误的地方。改进了偶图基本签名的定义,校正了位置图并置运算的定义,揭示了预范畴、范畴、s-范畴、对称偏幺半范畴之间的联系,给出了构造偶图范畴的算法,以便进一步研究偶图理论及其应用。     

基于Seal演算的分布式系统安全模型

针对目前分布式计算安全模型存在的不足,以能有效描述位置和移动性的形式化模型Seal演算为工具,将系统安全属性的刻画归结为系统进程在给定计算环境下的位置互模拟等价,提出一种无干扰安全模型,其可以方便地刻画不同的安全性质。为满足实际安全需求,提出了一种可复合的安全属性,并给出了相应的证明。最后,通过实例分析表明了模型的有效性。     

考虑位置失效的移动系统安全模型

以带位置扩展的移动进程π演算模型为形式化工具,在考虑位置失效的基础上,将移动系统的安全性质转换为系统进程在给定计算环境中的位置互模拟关系,提出了考虑位置失效的一种新安全模型。针对实际安全需求,该模型可以方便地描述不同的非干扰安全性质;该模型提供了一个统一的安全分析架构,可广泛用于移动计算系统的安全性分析。     

移动界程演算理论及应用研究综述

移动界程演算通过界程这一核心概念来表达有边界的计算场所,并提供界程移动,认证和授权等能力从最基础层次刻画移动计算的本质,成为了移动计算系统形式化理论和应用领域内的重要研究分支。对移动界程演算的理论及应用方面的研究和发展进行了概述,对移动界演算的扩展语义和代数性质的分析方法、移动界演算的空间逻辑和模型检测算法以及移动界程在计算系统建模方面应用现状进行了整理和分析,并对该领域未来进一步研究的方向进行了展望。     

基于Bigraph理论的动态演化软件相关特性分析与验证方法

软件演化中的行为一致性、相容性以及系统完整性约束,长期以来是动态演化中研究的热点.本文利用Milner等提出的Bigraph理论对软件演化中的特性进行研究.与以往利用Petri Net、演算及进程代数不同,Bigraph融合演算和移动Ambient 演算的优势,其目的为现有的移动和并发理论建立统一的元模型,并且引入环境上下文参与系统的迁移,使系统的描述更为直观和精确,从而适合对动态演化形式化.本文简要介绍Bigraph的基本概念和现状,利用Bigraph建立演化系统的构件模型,并在Bigraph理论基础上给出分析和验证完整性、一致性和相容性相关规则,并通过具体实例验证利用Bigraph对动态演化建模的有效性.     

基本图的图表示与项表示的相互转换算法

基本图是一种描述并发交互系统的形式化方法,它具有描述简洁、清晰和直观的特点.在基本图中,进程以及进程间的交互行为,既可以用图表示方法(其中一个图对应一个进程,图之间的归约对应进程之间的交互行为),又可以用项代数来表示.本文对基本图的图表示中进行了一些改动,并在此基础上给出了这两种表示方法之间的转换算法,同时实现了具有创建、编辑和转换功能的基本图规范描述工具.     

移动Agent计算理论和形式化方法研究

研究了移动Agent计算的基础理论和形式化方法,包括π-演算、多态π演算、高阶π演算和环境演算等4种进程代数理论,分析了它们如何对Agent、位置、移动、通信、安全、命名、资源控制和动态配置等移动Agent计算的基本概念进行刻画,并比较了它们刻画移动Agent计算的优缺点,在此基础上提出了移动概念的分类与抽象.     

移动进程的蛰伏性及空间逻辑

界程逻辑(Ambient Logic)定义了一个示范性的空间逻辑来描述移动界程演算中移动进程的空间性质.然而在某些移动计算系统中,界程逻辑对移动进程空间性质的描述粒度是不够的.分析移动进程的蛰伏性质,用蛰伏和活跃来描述移动进程的存在状态,由此给出一种界程逻辑的扩展,称为状态空间逻辑.该逻辑能够描述移动进程的蛰伏性,进而更细粒度地刻画进程空间性质,且其在移动界程演算上的满足性是可判定的.同时还给出了状态空间逻辑公式的形式解释和蛰伏空间公式的逻辑推导规则.     

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.