并发系统中谓词行为图的行为时序逻辑表达

行为时序逻辑(TLA)组合时序逻辑与行为逻辑, 可以对并发系统进行描述与验证, 它引入动作和行为的概念, 使得系统和属性可用它的规约公式表示, 但存在用TLA描述复杂系统时TLA公式复杂且难以理解的不足。类似于状态转移图, 对于并发转移可以用谓词行为图进行图形化表示, 谓词行为图与行为时序逻辑规约具有相同的表达能力。介绍行为时序逻辑的语法、语义及简单推理规则, 用一个简单的实例说明使用谓词行为图去描述并发转移系统的有效性, 并用系统规约的TLA公式对谓词行为图表达能力进行证明, 表明两者具有等价性, 为描述和分析并发转换系统提供了一种可行的方法。     

有穷时间投影时序逻辑的完备公理系统

为采用定理证明的方法对并发及交互式系统进行验证,研究了有穷论域下有穷时间一阶投影时序逻辑(projection temporal logic,简称PTL)的一个完备公理系统.在介绍PTL的语法、语义并给出公理系统后,提出了PTL公式的正则形(normal form,简称NF)和正则图(normal form graph,简称NFG).基于NF给出了NFG的构造算法,并利用NFG可描述公式模型的性质证明PTL公式的可满足性判定定理和公理系统的完备性.最后,结合实例展示了PTL及其公理系统在系统验证中的应用.结果表明,基于PTL的定理证明方法可方便用于并发系统的建模与验证.     

UML活动图的时序逻辑语义

UML活动图可以表示不同抽象级的控制流,很适合用于对系统的行为建模．但是缺乏精确的语义使得难以对它所表示的系统行为进行分析．XYZ／E是一可执行线性时序逻辑语言,既可描述系统的动态行为又可表示程序性质,用它对活动图形式化后,就可在统一的逻辑框架下分析活动图的性质．定义了一个有向图结构用以表示UML活动图,再给出其XYZ／E语义,并用一个例子说明活动图到XYZ／E的语义转换,为进一步的分析提供形式化基础．     

带有时钟变量的线性时序逻辑与实时系统验证

为了描述实时系统的性质和行为,10多年来,各种不同的时序逻辑,如Timed Computation Tree Logic,Metric Interval Temporal Logic和Real-Time Temporal Logic等相继提出来.这些时序逻辑适于表示实时系统的性质和规范,但不适于表示实时系统的实现模型.这样,在基于时序逻辑的实时系统的研究中,系统的性质和实现通常是用两种不同的语言来表示的.定义了一个带有时钟变量的线性时序逻辑(linear temporal logic with clocks,简称LTLC).它是由Manna和Pnueli提出的线性时序逻辑在实时情况下的一个推广.LTLC既能表示实时系统的性质,又能很方便地表示实时系统的实现.它能在统一的语义框架中表示出从高级的需求规范到低级的实现模型之间的不同抽象层次上的系统描述,并且能用逻辑蕴涵来表示不同抽象层次的系统描述之间的语义一致性.LTLC的这个特点将有助于实时系统的性质验证和实时系统的逐步求精.     

基于时序逻辑的UML2.0通信图语义研究

UML2.0通信图可以表示对象之间的交互,很适合用于对系统的交互行为建模,但由于UML缺乏精确语义,使得难以对其所表示的系统行为进行分析和验证.XYZ/E是可执行线性时序逻辑语言,既可描述系统的静态语义和动态语义.在定K.UML2.0通信图的形式化语法的基础上,给出了通信图的XYZ/E时序逻辑语义,为进一步的系统分析和验证提供了形式化基础.     

用于反应系统的修改时序逻辑

本文提出了一个用于反应系统规范及验证的修改时序逻辑．它包含一个用于显示区分程序执行步同环境执行步的机制．环境的特性可以在系统开发时进行考虑．文中首先给出了程序的一个可复合计算模型──模块转换系统．基于此模型，给出了修改时序逻辑以及它的证明规则．本文提出的方法基于Manna－Pnueli的时序逻辑框架．经典的资源分配问题的例子用于说明此方法．最后给出了并行复合原理，它可以看成是Abadi和LamPort的关于复合假设／保证规范研究工作的具体应用．     

一个统一的程序验证框架

本文提出了一个简单的方法，其中程序和其性质都由一个逻辑：时序逻辑中的公式表示．文中给出了一个程序的转换模块的定义，提出了时序执行语义的概念．它是一个时序公式，精确地说明了一个程序．将时序逻辑作为规范语言，程序正确性就意味着说明程序的公式蕴含说明性质的公式，其中蕴含即为一般的逻辑蕴含．因此，本文的方法为并发程序的规范及验证提供了一个统一的框架．它允许充分利用现有的用于证明并发系统时序性质的各种完全证明系统．一个缓冲系统的简单例子用来说明本文的方法．此例子表明本文的方法是可行的.     

基于时序描述逻辑的UML状态图语义

将UML图形转换成形式化规范是一种精确UML语义、扩大形式化软件方法适用范围的有效途径。鉴于描述逻辑强的可判定推理能力,提出一种采用时序描述逻辑形式化UML状态图,对描述逻辑进行时序扩展,得到可以表示动态和时序语义的形式化规范——时序描述逻辑,给出一套UML状态图向时序描述逻辑表达式转换的规则,通过实例验证了该方法的可行性。     

基于行为逻辑的时序使用控制模型

着眼于单主体访问操作中的原子行为和时序性质,采用时序模态逻辑,提出一种基于行为的时序使用控制模型.该逻辑框架包含了与授权相关的按时间节点预定义的行为、由主客体属性和系统所表达的状态序列及状态谓词.在给出了一种策略语言后,对其语法和语义进行了形式定义,并根据使用控制(UCON)模型族的行为特性给出了控制策略.该逻辑模型不仅可以形式化描述使用控制基本原理,而且有助于准确并自动化地判定策略的可满足性,具有良好的灵活性和表达能力.     

一种基于规则的语言的公理语义

为了准确描述离散事件控制系统对象之间的逻辑关系和编写控制程序,提出了一种基于规则的语言——逻辑规则描述语言（LRDL）。用EBNF给出了LRDL的语法定义,基于Hoare逻辑的公理系统,形式化地给出并证明了LRDL的公理语义,为用LRDL编写的程序的正确性证明提供了理论依据。     

基于TLA的NS安全协议分析及检测

行为时序逻辑是一种组合了时序逻辑与行为逻辑来对并发系统进行描述与验证的逻辑,在描述并发转移系统中,行为时序逻辑通过引入行动和行为的概念,使得系统和属性可用同一种行为时序逻辑来表示。本文首先介绍行为时序逻辑的语法、语义及简单推理规则;然后以典型的NS公开密钥协议为例,对其进行形式化分析,建立了入侵者参加的简化模型。通过对模型进行FSM建模,转化为TLA+描述的规约系统,然后对其进行TLC检测,发现其存在中间人的重放攻击。     

行为时态逻辑TLA定理系统证明及公平性研究

行为时态逻辑TLA(temporal logic of actions)能够在一种语言中同时表达模型程序与逻辑规则,是目前模型检测技术中一个较新的研究方向.为了理解行为时态逻辑与传统时态逻辑之间的理论联系,研究了时态逻辑的语义和定理系统,并根据行为时态逻辑TLA的自身特征指出了TLA中的行为属于时态逻辑T4系统.在此基础上严格的证明了TIA的定理系统及TLA中强公平性蕴涵弱公平性的重要性质,讨论了强公平性与弱公平性等价的条件.最后以实例说明了如何确定动作的强弱公平性,进而建立系统的TLA模型.     

Linear Time Logic Control of Discrete-Time Linear Systems

The control of complex systems poses new challenges that fall beyond the traditional methods of control theory. One of these challenges is given by the need to control, coordinate and synchronize the operation of several interacting submodules within a system. The desired objectives are no longer captured by usual control specifications such as stabilization or output regulation. Instead, we consider specifications given by linear temporal logic (LTL) formulas. We show that existence of controllers for discrete-time controllable linear systems and LTL specifications can be decided and that such controllers can be effectively computed. The closed-loop system is of hybrid nature, combining the original continuous dynamics with the automatically synthesized switching logic required to enforce the specification     

基于线性时序逻辑的最优巡回路径规划

基于线性时序逻辑(Linear temporal logic, LTL)的路径规划方法中, 多点巡回路径规划问题尚无有效解决方案. 为了在道路网络中实现最优巡回监测, 提出了基于LTL的最优巡回路径规划方法. 首先, 将环境建模成一个切换系统, 用LTL语言描述包含多个巡回点和障碍物的任务需求; 接着, 利用循环移位法构建能够融合任务需求和环境模型的扩展乘机自动机, 以建立路径信息完整的网络拓扑; 最后, 采用基于迪科斯彻法的最优综合算法搜索扩展乘机自动机网络上的最优路径, 从而获得能够满足复杂任务需求的最优巡回路径. 仿真结果表明, 该方法能够有效实现最优巡回路径规划.     

时态描述逻辑ALC-LTL的Tableau判定算法

时态描述逻辑ALC-LTL将描述逻辑ALC的描述能力与线性时态逻辑LTL的刻画能力结合起来,在具有较强描述能力的同时还使得可满足性问题保持在EXPTIME-完全这个级别。针对ALC-LTL缺少有效的判定算法的现状,将LTL的Tableau判定算法与描述逻辑ALC的推理机制有机地结合起来,给出了ALC-LTL的Tableau判定算法并证明了算法的可终止性、可靠性和完备性。该算法具有很好的可扩展性。当ALC-工`I'I、中的描述逻辑从ALC改变为任何一个具有可判定性特征的描述逻辑X时,只需要对算法进行简单修改,就可以得到相应的时态描述逻辑X-LTL的Tableau判定算法。     

基于线性时序逻辑的实时系统模型检查

模型检查是一种用于并发系统的性质验证的算法技术.LTLC(linear temporal logic with clocks)是一种连续时间时序逻辑,它是线性时序逻辑LTL的一种实时扩充.讨论实时系统关于LTLC公式的模型检查问题,将实时系统关于LTLC公式的模型检查化归为有穷状态转换系统关于LTL公式的模型检查,从而可以利用LTL的模型检查工具来对LTLC进行模型检查.由于LTLC既能表示实时系统的性质,又能表示实时系统的实现,这就使得时序逻辑LTLC的模型检查过程既能用于实时系统的性质验证,又能用于实时系统之间的一致性验证.     

采用动作时序逻辑的Web服务组合方法

基于有限状态自动机理论,将Web服务建模成一个有限状态自动机。针对网络服务描述语言(WSDL)在服务行为描述方面的缺陷对其进行扩展,提出了从扩展的WSDL到动作时序逻辑(TLA)语言的转换算法,从而可以用TLA对服务行为进行形式化描述和规范,为描述Web服务提供了一个新的方法。讨论了在动作时序逻辑中,服务组合时各组件服务的有限状态自动机的组合方式,以及伴随着服务组合,单个服务的TLA规范如何组合以形成复合服务的TLA规范的问题,并在此基础上,提出了实现TLA规范正确组合的算法思想。     

An Interpretation of Default Logic in Minimal Temporal Epistemic Logic

When reasoning about complex domains, where information available is usually only partial, nonmonotonic reasoning can be an important tool. One of the formalisms introduced in this area is Reiter's Default Logic (1980). A characteristic of this formalism is that the applicability of default (inference) rules can only be verified in the future of the reasoning process. We describe an interpretation of default logic in temporal epistemic logic which makes this characteristic explicit. It is shown that this interpretation yields a semantics for default logic based on temporal epistemic models. A comparison between the various semantics for default logic will show the differences and similarities of these approaches and ours.     

Agent-BDI逻辑

阐述了Agent的形式化描述应该采用含有正规和非正规模态算子的混合模态逻辑为逻辑工具 的观点.建立了Agent-BDI逻辑的代表系统A-BI,讨论了它的语法和语义.特别是给出了非正 规模态算子基于Kripke标准可能世界的新的语义解释,证明了A-BI逻辑系统不但是可靠的, 而且是完备的.A-BI逻辑系统恰当地刻画了信念与意图的本质与内在联系,可作为Agent形式 化研究的逻辑工具.     

支持索引式的PPTL定理证明器的实现

定理证明是目前主流的形式化验证方法,拥有强大的抽象和逻辑表达能力,且不存在状态空间爆炸问题,可用于有穷和无穷状态系统,但其不能完全自动化,并且要求用户掌握较强的数学知识.含索引式的命题投影时序逻辑(PPTL)是一种具有完全正则表达能力,并且包含LTL的时序逻辑,具有较强的建模和性质描述能力.目前,一个可靠完备的含索引式的PPTL公理系统已被构建,然而基于该公理系统的定理证明尚未得到良好工具的支持,存在证明自动化程度较低以及证明冗长易错的问题.鉴于此,首先设计了支持索引式的PPTL定理证明器的实现框架,包括公理系统的形式化与交互式定理证明;然后,在Coq中形式化定义了含索引式的PPTL公式、公理与推理规则,完成了框架中公理系统的实现;最后,通过两个实例的交互式证明验证了该定理证明器的可用性.