基于Object—Z的形式化验证方法

定理证明是一种形式化验证技术，也是形式化方法的重要组成部分，它能从形式规格说明中推理出应具备的性质与属性，从而可以对规格说明进行形式验证。Obiect-Z是形式规格说明语言Z的面向对象扩充，基于集合论与数理逻辑，具有严密的逻辑性，适合精确地描述大型软件系统，并且可以对其形式规格说明进行推理。本文首先给出了基于Object—Z规格说明的定理证明验证方法，接着用Object-Z描述了一个电梯操作系统的实例，在此基础上给出了其形式规格说明的定理证明方法来进行形式化验证。     

一个Object-Z规格说明的证明责任产生器

定理证明是一种形式化验证技术,也是形式化方法的重要组成部分,它能从形式规格说明中推理出应具备的性质与属性,从而可以对规格说明进行形式验证。Object-Z是形式规格说明语言Z的面向对象扩充,基于集合论与数理逻辑,具有严密的逻辑性,适合于精确地描述大型软件系统,并且可以对其形式规格说明进行推理。设计一个证明责任产生器,从Object-Z形式规格说明出发,按照相关规则自动抽取相应的证明责任,这些证明责任可以直接输入到已有的定理证明器Z/EVES中进行证明之。证明责任产生器起着Object-Z规格说明编辑器与证明器Z/EVES之间的桥梁作用,方便于Object-Z形式规格说明的验证。     

Radl 形式规格说明相对正确性研究

在形式规格说明的获取任务中,一个重要问题是验证获取得到的形式规格说明的正确性.即给定一个问题需求P,往往可以获取多种不同形式的规格说明,如何验证这些不同形式的规格说明均正确?问题需求的非(半)形式化与形式规格说明的形式化两者之间差异的本性,使得该问题成为软件需求工程中一个具有挑战性的问题.提出一种基于形式化推导的方法来验证同一问题不同形式规格说明的相对正确性,通过证明不同形式规格说明与问题需求某个最为直截明了的形式规格说明Si等价来实现,而Si使用PAR方法和PAR平台转换为可执行程序,通过测试已经得到确认.为了支持该方法,进一步提出了扩展的逻辑系统和辅助证明算法.使用Radl语言作为形式规格说明语言,通过排序搜索、组合优化领域的两个典型实例对该方法进行了详细的阐述.实际使用效果表明,该方法不仅能够有效地验证Radl形式规格说明的正确性,还具备良好的可扩充性.该方法在规格说明的正确性验证、算法优化、程序等价性证明等研究领域具有潜在的理论意义与应用价值.     

基于Object-Z的Web组件形式化建模

Web组件技术是一种解决Web服务再利用和扩展问题的方法。Objcct Z是Z语言的面向对象补充,它们是基于一阶谓词逻辑和集合论的形式规格说明语言。用形式规格说明语言Object Z对Web组件建模,能够保证Web组件在异构平台、松散藕合、封装等特性下的一致性和精确性。以Web组件为研究对象,以Object Z为形式规格说明语言建立模型,提出了Web组件及其组合的建模方法。该方法对包括接口、组件操作在内的Wcb组件静态行为进行了建模,定义了接口、消息的匹配方法。构造了基本组合结构的形式化框架,利用组件的逻辑分解方法将该框架应用于复杂的组件组合过程,并提出了需求驱动的组件组合方法。在此基础上,结合实例对组件的交互、组合进行了建模分析。     

定理证明辅助工具Isabelle剖析与应用

Isabelle是一个通用的定理证明器,应用领域广泛.介绍Isabelle逻辑系统的功能和构成,分析了Isabelle的规格说明语言、验证系统的特点,并给出了用Isabelle逻辑系统来构造Z规格说明的定理证明的方法.     

基于Z规格的UML模型形式化转换及验证

统一建模语言(UML)所建立的模型的正确性无法通过其本身进行形式化验证,为解决这个问题,根据UML模型的静态性质和动态模块行为两个方面提出结合形式化规格说明语言的模型形式化方案,以此为基础提出将UML目标模型转化为Z规格说明的形式化方法,并用Z-EVES工具形式化检测Z规格描述的正确性.通过实例分析验证了该方法的可行性.     

产生证明责任验证Object—Z规格说明的行为子类型继承

Object-Z是形式规格说明语言Z的面向对象扩充,具有面向对象特点,适合描述大型面向对象软件规格说明.行为子类型继承是一种子类型继承,子类型对象拥有其超类对象的行为与属性,如果行为子类型对象替代其超类型对象时,运行时不会出错,经过验证过的形式规格说明不必再验证.本文对Object-Z定义了行为子类型继承,尤其我们系统地提出一个实现行为子类型继承和对规格说明产生相关证明责任的方法,其中这些证明责任可以判定形式规格说明是否按照其行为子类型方法进行开发的.最后,充分利用定理证明器Z/EVES来分析与验证所产生的证明责任.     

一种面向软件行为和多视点的需求模型验证方法

软件需求分析是软件开发生命周期中最重要的步骤之一.模型驱动的需求分析方法将需求模型作为需求规格说明的补充,从一个或多个角度对非形式化的需求信息进行正确性验证以发现需求规格中的不一致和不完整性等.本文在一种新型的,基于软件行为和多视点的需求建模方法基础上,依据其构造特点,提出需求模型的分析以及验证方法.该方法主要通过构造模型待验证性质的行为时序逻辑规约,以需求模型对应的有穷状态迁移系统为基础,结合On-The-Fly的方法验证性质规约是否语义满足该状态迁移系统.此外,从命题抽象的角度对该验证方法进行优化.针对该方法实现了模型验证工具原型.     

空间完备性理论及其测试

证明和测试是验证规格说明是否正确的2种方法，两者互为补充。针对软件规格说明难以证明的问题，提出对状态空间进行完备性测试的理论。采用构造函数和受限状态空间的概念，讨论用于测试Z规格说明语言初始状态存在性的方法，通过实例证明该方法的可行性。     

一种物联网智能家居系统的研究

智能家居是物联网的一个重要应用领域.针对智能家居的应用需求和特点,设计了一种基于B/S架构的智能家居管理系统.该系统采用ZigBee无线网络实现对各类家居设备的信息采集和指令控制,并通过家庭网关与基于SQL Sever 2005数据库管理系统的数据库服务器进行实时数据交互.在Web站点服务器中搭建应用ASP.NET技术的Web站点,采用ADO.NET技术与数据库服务器进行数据交互.用户可通过Web浏览器访问上述Web站点,实现对智能家居系统的应用.     

Translation of Z specifications to executable code: Application to the database domain

ContextIt is well-known that the use of formal methods in the software development process results in high-quality software products. Having specified the software requirements in a formal notation, the question is how they can be transformed into an implementation. There is typically a mismatch between the specification and the implementation, known as the specification-implementation gap.ObjectiveThis paper introduces a set of translation functions to fill the specification-implementation gap in the domain of database applications. We only present the formal definition, not the implementation, of the translation functions.MethodWe chose Z, SQL and Delphi languages to illustrate our methodology. Because the mathematical foundation of Z has many properties in common with SQL, the translation functions from Z to SQL are derived easily. For the translation of Z to Delphi, we extend Delphi libraries to support Z mathematical structures such as sets and tuples. Then, based on these libraries, we derive the translation functions from Z to Delphi. Therefore, we establish a formal relationship between Z specifications and Delphi/SQL code. To prove the soundness of the translation from a Z abstract schema to the Delphi/SQL code, we define a Z design-level schema. We investigate the consistency of the Z abstract schema with the Z design-level schema by using Z refinement rules. Then, by the use of the laws of Morgan refinement calculus, we prove that the Delphi/SQL code refines the Z design-level schema.ResultsThe proposed approach can be used to build the correct prototype of a database application from its specification. This prototype can be evolved, or may be used to validate the software requirements specification against user requirements.ConclusionTherefore, the work presented in this paper reduces the overall cost of the development of database applications because early validation reveals requirement errors sooner in the software development cycle.     

一种改进的基于Pi演算的Web服务自动组装方法

提出了一种改进的Web服务自动组装的方法,以提高Web服务组装的自动化。组装Web服务时,先用UML对复合Web服务进行建模,从UML模型得到复合服务的Pi演算描述,通过Pi演算的形式化验证,为这些逻辑子服务自动找到匹配的已实现的原子服务,最后生成可执行的复合Web服务。     

基于AJAX的Web应用构件组装技术及工具

基于构件的软件开发方式能够有效提高Web应用的开发效率,它所涵盖的构件组装技术涉及到Web应用的前端页面与后端业务逻辑或第三方服务之间的组合。在分析Web应用的构件类型及其组装方式的基础上,提出了一套基于AJAX的Web应用构件组装技术,该技术尤其关注于前端页面构件与后端业务构件以及Web Service构件之间的自动化组装,包含两种具体的组装实现模式,即采用jQuery调用Servlet的实现模式以及采用DWR技术的实现模式,它们为页面构件提供其与服务端构件交互的能力。另外,这两种组装模式已分别实现为两套在线的Web应用构件组装工具,均支持用户通过图形化的方式定义构件的连接关系,并根据不同模式自动组合构件实体单元来生成Web应用系统。以一个实验性选课网站作为应用开发实例,以验证技术与工具的有用性。     

多源空间要素服务系统的设计与实现

根据OpenGIS的WFS实现规范和GML规范,利用多数据源空间数据库引擎和 Web Service技术以及SOAP,在.NET开发环境下,设计并实现多源空间要素服务系统,同时分析系统的性能问题。     

基于Z语言的电信服务系统的形式化规格

形式化方法是基于数学的系统开发方法,它可以应用于系统开发的各个阶段,包括系统需求、设计、实现、测试等。首先介绍了形式化规格语言Z,接着用Z开发电信服务系统的形式化规格,并对形式化规格进行验证,以期提高电信服务系统的稳定性,也为探测电信服务系统的功能冲突、预防系统缺陷的产生提供研究的基础和支持。     

BPEL应用程序验证模型研究

在Web服务应用中,BPEL是一种基于流程的描述业务行为的语言.为了验证以BPEL构建的应用程序是否满足某些性质.提出了BVM模型来表达应用程序的语义,然后运用模型检测方法进行形式化验证.实验结果表明,以上方法在设计阶段能有效地发现并排除错误.     

基于递归算法和树形控件的动态树形图的实现

TreeView是微软公司在标准ASP.NET控件之外创建的一个控件集合,其功能是为Web应用程序利用树形结构组织数据。在分析该控件的安装与创建静态树形图的基础上,介绍了利用网络数据库提供树形图的节点信息,通过递归算法在Web应用程序中创建动态树形图的方法。实验结果表明,这种方法是有效的,为ASP.NET用户创建Web应用程序带来很大方便。     

基于递归算法和树形控件的动态树形图的实现

TreeView是微软公司在标准ASP.NET控件之外创建的一个控件集合,其功能是为Web应用程序利用树形结构组织数据。在分析该控件的安装与创建静态树形图的基础上,介绍了利用网络数据库提供树形图的节点信息,通过递归算法在Web应用程序中创建动态树形图的方法。实验结果表明,这种方法是有效的,为ASP.NET用户创建Web应用程序带来很大方便。     

基于SOAP的Web异构数据库操作模型的研究

互联网的发展使得Web数据库成为数据库应用的主流。然而,传统分布式计算模式与数据库在设计结构和操作平台上的差异给Web数据库应用带来了困难。文中采用SOAP协议解决传统分布式计算模式在Web应用上的不足,利用XML技术解决异构数据库数据交换的问题,并在这个基础上提出了基于SOAP协议的Web异构数据库操作模型,完成异构数据库在Web上的数据交换和数据共享的工作流程。