功能转换——软件维护自动化之路

软件维护的自动化是由维护工具根据维护人员提出的维护需求规范自动进行维护操作．这些维护操作种类很多，但最重要的是功能转换．功能转换涉及到功能识别、功能转换需求规范定义及功能生成．功能自动转换的基础在于对功能这一概念的理论剖析和建模．目前维护自动化基本上是走程序转换的道路，这种方法是建立一个概念模式及转换模式库以提供规则，程序转换就依据这套规则进行．程序转换没有从根本上解决问题，因为维护能力被限制在所提供的概念模式及转换模式中，而实际的维护要求则千变万化．这个矛盾的解决只能通过总结出功能的共性，并借以分析出具     

应用Petri网改进BPEL程序的正确性*

为了解决BPEL组合服务的正确性保证问题,提出一种基于Petri 网改善组合服务的正确性的集成方法。提出将BPEL程序转换成由PNML表示的Petri网的规则,实现由BPEL程序转换成Petri网和基于Petri网导出变迁触发序列的算法,借助一个开源工具PIPE2可分析与评价组合服务的正确性、活性等属性,所导出的触发序列可生成BPEL程序的单元测试的测试序列。案例研究表明,此方法有助于保证BPEL程序的正确性。     

一种经验库制导的浮点程序优化加速策略

为了保障数值程序的准确与高效,浮点程序自动优化成为了近年来学术界关注的一项新兴技术.该技术的核心思想是将经典的数值分析理论总结成程序转换规则,并利用规则将浮点程序以计算过程更为稳定的算法进行自动重写,从而使数值程序稳定高效且易于维护.然而,现有浮点程序自动优化方法的优化效率是其主要瓶颈.随着越来越多的数值程序转换规则被发现与总结,自动优化框架的规则库会越来越大,传统优化方法在规则库中遍历所有优化规则的过程也变得越来越困难.本文提出了一种经验库制导的浮点程序优化加速策略,该策略基于浮点误差成因的相似性原理,将已成功优化浮点程序对应的符号与结构特征抽取出来,并以散列的方式将优化该程序涉及到的规则序列保存在一个优化经验库中.当新的浮点数值程序需要进行自动优化时,本文算法首先计算其符号结构特征与经验库中各记录的相似度.符号结构相似度较高的记录所对应的规则序列会被优先用于浮点程序重写,从而得到优化程序.随着优化程序的增多,经验库的规模会逐渐增大,经验库的散列化分区存储设计保证了其检索与匹配效率.在浮点程序优化基准用例集FPBench和开源物理引擎OpenRelativity上的实验表明,在优化后...     

面向CAD的可视化的自动程序设计研究

该研究结合程序转换法和过程化法，开发了一个面向ＣＡＤ的可视化程序自动生成系统使得工程技术人员可以借助于该系统快速简捷地完成其工程设计任务。在该系统的开发中，我们采用索引项与数据类相对应的方法组织数据库，按知识出现的频率组织知识库，按二级优化的方法区配知识，使得查询，匹配的效率大为提高。     

精化演算支撑工具PRT的研究

1 引言精化演算是一种数学表示法和若干规则的集合,用于从程序规约推导出命令式程序。精化是从抽象程序向具体程序转换的过程,其中包含程序的正确性证明。精化的程序开发方法比对已有程序进行验证以保证程序正确性的方法更有效。通过精化演算中的转换规则可以演算出精化的程序。利用精化演算从规约导出程序的过程由大量步骤构成,非常适合利用机器工具进行辅助。本文对精化工具进行了需求分析和功能分析,研究了一个新的精化工具PRT(Program Refinement Tool)并与现有的一些工具进行了比较。     

基于unboxed数据类型的纯函数式I/O系统的实现

采用unboxed数据类型实现纯函数式I/O系统,通过一个由unboxed数据类型定义的程序转换系统将纯函数式I/O程序转换为C语言代码,其中着重讨论了基本操作ccall的实现.     

从GL到OpenGL

本文介绍了把用GL编写的图形程序转换成独立于操作系统和硬件平台的OpenGL程序的方法,并详细叙述了用途十分广泛的混合编程模式的转换过程。     

基于业务规则的信息系统建模方法研究

信息系统的开发需要对业务过程进行建模。论文提出一种从业务规则的角度对业务过程进行建模的方法。通过对业务规则的分析，讨论了将业务规则转化为建模构件的方法，研究了构件之间的关系——元模型，并给出了利用这些构件建立业务过程的规则模型的方法。最后给出了一个业务规则模型的实例。     

基于IDA-Pro的软件逆向分析方法

二进制程序转换作为软件逆向分析的主要手段发挥着积极作用。该文给出一种程序转换方法,应用软件二进制程序经IDA Pro反汇编得汇编语言程序,依据下推自动机原理设计汇编文法识别该汇编文件、制定相应的转换规则和优化措施将汇编语言转换成中间语言。转换所得中间语言可读性较强,具有通用性且易于理解。该方法达到了较高的自动化程度,缩小了目标程序的代码量,其应用可有效地减少软件分析和调试人员在追踪代码时所需的时间和工作量。给出应用上述方法进行程序转换的实例。     

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，并将这工具与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盲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。结构化转换过程用图形表示，可增加其直观性，使这变换易于理解．     

基于可配置规则的BOM视图转换方法

在确保物料清单(bill of material,BOM)多视图之间产品数据一致性和完整性的前提下,为实现BOM视图转换技术能够满足企业业务规则的个性化需求并适应企业业务规则可能发生的改变,提出了基于可配置规则的BOM视图转换方法.在分析企业中各种BOM视图之间关系的基础上,建立了BOM视图及其转换过程的基础模型,给出了装配转换规则的结构定义及其配置方法,通过实际案例介绍了该方法在BOM视图转换过程中的应用,表明了该方法能够满足企业业务规则的个性化需求并适应企业业务规则的变化.     

基于QVT的模型转换方法研究

针对不同模式之间规则不能重用甚至无法描述嵌套模式的问题．提出一种基于扩展MOF元模型与扩展QVT语言相结合的模型转换方法。该方法通过扩展MOF元模型解决模型之间规则不能重用问题．通过扩展QVTRelations可以增强规则语言的有效性,为模型建立和模型转换提供一种更有效的途径。在一个股票交易系统的转换应用实例中验证该方法的正确性。     

基于改进蚁群算法的CA的应用——以土地利用模拟为例

元胞自动机转换规则的获取对模拟至关重要。对蚁群分类规则挖掘算法进行改进,并将该算法挖掘的转换规则作为元胞自动机的转换规则,提供了一种利用元胞自动机进行模拟的方法,以武清区土地利用模拟为例进行实验,表明了方法的有效性。该方法可应用到其他分类规则和转换规则挖掘中,也可应用到元胞自动机模拟的其他研究中。     

基于规则库的工作流流程文件转换方法

针对工作流流程定义文件之间需要相互转换的问题,提出了一种基于规则库的流程定义文件转换方法.该方法首先通过建立映射规则库采存储不同流程定义语言间相互转换的规则,然后在转换过程中动态查找规则库,获取当前流程定义转换所需要的规则,最后用获取的规则初始化转换引擎以实现流程定义文件的转换.采用上述方法建立了从XPDL(Xml process definition language)到BPEL(business process execution language)及BPEL到XPDL之间的转换规则库,运用该规则库完成了实例的相互转换.实验结果表明了该转换方法的可行性和有效性.     

Inheritance of workflows: an approach to tackling problems related to change

Inheritance is one of the key issues of object-orientation. The inheritance mechanism allows for the definition of a subclass which inherits the features of a specific superclass. When adapting a workflow process definition to specific needs (ad-hoc change) or changing the structure of the workflow process as a result of reengineering efforts (evolutionary change), inheritance concepts are useful to check whether the new workflow process inherits some desirable properties of the old workflow process. Today's workflow management systems have problems dealing with both ad-hoc changes and evolutionary changes. As a result, a workflow management system is not used to support dynamically changing workflow processes or the workflow processes are supported in a rigid manner, i.e., changes are not allowed or handled outside of the workflow management system. In this paper, we propose inheritance-preserving transformation rules for workflow processes and show that these rules can be used to avoid problems such as the “dynamic-change bug.” The dynamic-change bug refers to errors introduced by migrating a case (i.e., a process instance) from an old process definition to a new one. A transfer from an old process to a new process can lead to duplication of work, skipping of tasks, deadlocks, and livelocks. Restricting change to the inheritance-preserving transformation rules guarantees transfers without any of these problems. Moreover, the transformation rules can also be used to extract aggregate management information in case more than one version of a workflow process cannot be avoided.     

可重构安全系统建模与配置生成方法研究

以安全重构元为基础,能够提供高灵活性、适应性和可扩展性安全服务的可重构安全计算系统已成为当前安全研究领域的热点问题.目前,关于重构机理的研究主要采取基于功能候选集的静态重构配置生成方法,可重构安全系统作为一种主动安全防御手段,应具有动态自动重构的能力,避免人工介入导致的脆弱性.针对动态自动可重构安全系统的建模以及配置生成过程的描述问题,提出了一种基于直觉主义逻辑扩展的动态自动可重构安全系统逻辑模型SSPE,给出了逻辑模型SSPE上的语法和推理规则,设计了基于SSPE的等级化安全重构元和安全需求建模和表达方法,并给出了基于映射关系的安全重构元描述向逻辑语言的转换规则.最后,以IPSec协议为例,阐述了可重构安全系统重构配置的动态自动推理生成过程.基于直觉主义逻辑的可重构安全系统建模和配置生成方法,为研究可重构安全系统的重构机理提供了新的思路和方法,具有重要的意义.     

面向实时数据的CPS一体化建模方法

信息物理系统（cyber-physical system，简称CPS）是一个在环境感知的基础上整合了物理和计算元素的系统，它可以智能地响应真实世界的动态变化，具有重要而广阔的应用前景.然而，CPS工作在复杂的物理环境中，周围的物理变化会对CPS的行为产生影响.因此，确保CPS在复杂环境中的安全性和可靠性至关重要.提出了一种面向实时数据的一体化建模方法，通过定义一系列的规则，将领域环境模型组合到运行时验证过程中去，从而保证CPS在不确定环境中的安全性和可靠性.该方法首先为环境建立数学模型.然后，设计合并规则将相同系统参数下仅有一个环境影响因子的数学模型合并为相同系统参数下有一个或多个环境影响因子的数学模型.之后，定义转换规则，将数学模型转换为伪代码表示的环境模型.最后，根据组合规则将环境模型组合到运行时监视模型中执行验证.该方法使得监视模型更加完整、准确，当环境发生变化时，通过动态调整参数范围使得CPS中的安全属性在复杂的物理环境中仍然得以满足.将该方法应用到移动机器人避障实验中，对影响电池容量的温度和湿度进行数学建模，然后将环境模型组合到监视模型中去，最终实现在执行任务前可以根据不同的物理环境准确地给出续航时间安全提醒.     

基于异构计算平台的规则处理器的设计与实现

对于身份认证机制中的安全字符串恢复,字典结合变换规则是一种常用的方法。通过变换规则的处理,可以快速生成大量具有针对性的新字符串供验证使用。但是,规则的处理过程复杂,对处理性能、系统功耗等有很高的要求,现有的工具和研究都是基于软件方式进行处理,难以满足实际恢复系统的需求。为此,文中提出了基于异构计算平台的规则处理器技术,首次使用可重构FPGA硬件加速规则的处理过程,同时使用ARM通用计算核心进行规则处理过程的配置、管理、监控等工作,并在Xilinx Zynq XC7Z030芯片上进行了具体实现。实验结果表明,在典型情况下,该混合架构的规则处理器相比于单纯使用ARM通用计算核心,性能提升了214倍,规则处理器的运行性能优于Intel i7-6700 CPU,性能功耗比相比NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti GPU有1.4~2.1倍的提升,相比CPU有70倍的提升,有效提升了规则处理的速率和能效。实验数据充分说明,基于异构计算平台,采用硬件加速的规则处理器有效解决了规则处理中的速率和能效问题,可以满足实际工程需求,为整个安全字符串恢复系统的设计奠定了基础。     

标签Petri网的路径信息在故障诊断中的应用

针对一类由标签Petri网模拟的离散事件系统的故障问题,提出一种利用网结构中路径信息的诊断方法.假设标签Petri网模型的网结构是已知的,隐藏在系统传感器或者执行机构中的故障用不可观测的变迁或者可观测且标记不可分辨的变迁模拟.首先,在故障诊断过程前,提出网结构转化规则转化原始Petri网;随后,在转化后Petri网的子...     

Template-based AADL automatic code generation

Embedded real-time systems employ a variety of operating system platforms. Consequently, for automatic code generation, considerable redevelopment is needed when the platform changes. This results in major challenges with respect to the automatic code generation process of the architecture analysis and design language (AADL). In this paper, we propose a method of template-based automatic code generation to address this issue. Templates are used as carriers of automatic code generation rules from AADL to the object platform. These templates can be easily modified for different platforms. Automatic code generation for different platforms can be accomplished by formulating the corresponding generation rules and transformation templates. We design a set of code generation templates from AADL to the object platform and develop an automatic code generation tool. Finally, we take a typical data processing unit (DPU) system as a case study to test the tool. It is demonstrated that the autogenerated codes can be compiled and executed successfully on the object platform.