PS系统的一种精确语义描述

规约模式系统SPS是根据性质的语义抽象而成的描述程序性质的表达模式,既能方便程序员使用,又有对应的时序逻辑表达式.但是,它现有的语义描述不够精确.首先介绍了规约模式系统及其现有的语义,并用它描述了实例的性质,接着采用模型检测工具SPIN验证了该系统表达的性质,通过对比验证结果及现有语义,给出了系统精确的语义描述.     

UML类图的形式化及分析

统一建模语言(UML)是一种通用的图形化建模语言,在面向对象系统的分析和设计中,它已成为事实上的工业标准。但是UML不是形式化的建模语言,缺乏精确的语义描述,因此会导致一些问题。Z是一种广泛使用的形式化规约语言,Z适合用来精确地表示模型的语法和语义。文章采用Z符号来表示UML类图的组成元素的语法和语义及其映射关系,最后对UML类图的一些性质进行分析和验证。     

一种从Z到精化演算的软件开发方法

一、引言形式化方法的研究和应用已有二十多年的历史,源于Dijkstra和Hoare的程序验证以及Scott、stratchey等人的程序语义研究,指为保证复杂系统的可靠性,以数学为基础对其进行精确描述和验证的语言、技术和工具。形式化方法的关键在于形式规约语言。通过语法和语义有严格数学定义的形式规约语言对系统及其各方面性能的描述,产生系统的形式规约,可以帮助开发者获得对所描述系统的深刻理解,并通     

并行软件功能规约的组合语义方法

文章提出了一种将代数语义、Hoars逻辑和UNITY逻辑集成在一起描述并行软件功能规约的方法。其目的在于充分发挥并集成代数语义描述抽象数据类型、Hoars逻辑描述功能、UNITY逻辑描述并行程序性质的优点。表示形式有利于规约的分解、细化和验证。     

服务组合的代数规约

现有的服务组合描述途径不能有效地验证和测试组合正确性,针对这一问题,提出了一个代数规约方法,引入规约包机制扩展面向服务代数规约语言SOFIA以支持该方法。用代数规约单元描述服务系统中的各种实体,其中基调部分定义实体的语法和结构,公理部分定义其功能和行为特性。与一个服务相关的规约单元封装在一个包中或拆分在几个相互引用的包中,每个包形成一个命名空间。当多个服务组合在一起时,以这些服务的代数规约包为基础,一方面抽象地定义组合服务的交互过程和语义,形成描述服务组合实现方式的实现规约包;另一方面抽象地定义组合服务对外接口及其功能语义,形成描述组合服务需求的抽象规约包。在实现规约和抽象规约的双元结构基础上,进一步定义了实现规约和抽象规约之间必须满足的“实现”关系,证明了满足实现关系可以保证实现的正确性,从而为服务组合的可验证性和可测试性奠定了理论基础。最后结合实例分析阐述了用代数规约描述服务组合的抽象性、可表达性和可验证性。     

基于反例确认的CPS不确定性模型校准

信息物理系统被广泛应用于众多关键领域,例如工业控制与智能制造.作为部署在这些关键领域中的系统,其系统质量尤为重要.然而,由于信息物理系统自身的复杂性以及系统中存在的不确定性（例如系统通过传感器感知环境时的偏差）,信息物理系统的质量保障面临巨大挑战.验证是保障系统质量的有效途径之一,基于系统模型与规约它可以证明系统是否满足要求的性质.现有一些信息物理系统的验证工作也取得了显著进展,例如模型检验技术就被已用工作用于验证系统在不确定性影响下的行为是否满足性质规约,并在性质违反的情况给出具体的反例.这些验证工作的一个重要输入就是不确定性模型,它描述了系统中不确定性的具体情况.而实际中要对系统中不确定性精确建模却并非易事,因此验证中使用的不确定性模型很可能与实际不完全相符,这将导致验证结果不准确并与现实偏离.针对这一问题,本文提出了一种基于反例确认的不确定性模型校准方法,来进一步精化验证结果以提高其准确度.首先通过确认反例在系统的执行中能否被触发来判断验证使用的不确定性模型是否精确.对于不精确的模型再利用遗传算法进行校准,并根据反例确认的结果来构造遗传算法的适应度函数以指导搜索,最后结合假设检验来帮助决定是否接受校准后的结果.在代表案例上的实验结果表明了我们提出的不确定性模型校准方法的有效性.     

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.     

位置不确定移动对象的连续概率反Skyline查询

为了确保包括非功能属性在内的服务规约与服务实际运行行为之间的一致性,提出一种Web服务运行时行为验证方法。首先对UML 2.0序列图进行扩展,将QoS属性和功能属性的描述统一起来,以精确表达Web服务的需求规约。然后,提出利用确定有限自动机构造出扩展序列图(Extended Sequence Diagrams,ESD)的语义模型的方法。最后,给出验证准则,根据Web服务的交互消息和规约建模的结果来验证Web服务运行时行为与需求规约之间的一致性。基于上述研究,设计开发了Web服务运行时验证工具(Runtime Verification Tool for Web Services,RVT4WS),以支持对Web服务运行时行为的验证。     

基于进程代数规约生成软件体系结构模型的方法

需求规约到软件体系结构(SA)模型的转换是软件工程领域的一个研究热点,UML-RT广泛用于实时系统软件体系结构建模,然而基于自然语言规约建立的UML-RT模型往往是不精确的,存在二义性,为了解决这一问题,需要赋予UML-RT模型形式化语义.进程代数是一种用来解决并发系统通信问题的形式化方法,具有精确的语法和语义,并且便于机器自动检验与验证.TCSP是进程代数CSP的实时扩展,适合于规约实时系统带有时间约束的行为.提出一种基于进程代数规约生成SA模型的方法.首先建立了自然语言规约到SA模型的转换框架;然后使用时间通信顺序进程(TCSP)描述实时系统需求规约,通过建立TCSP到UML-RT的转换机制,从而实现进程代数规约到SA模型的转换;最后通过一个实例来验证该方法在实时软件建模过程中的有效性.实验分析表明通过该方法建立的UML-RT模型能够从整体上提高实时系统SA设计的可信性.     

UML模型到COOZ规约的形式化转换

为UML建模元素提供坚实的形式化语义基础是目前的研究热点之一,在这方面也有了不少探索。文章在过去的研究的基础上,给出了UML模型到COOZ规约的一种系统的转化方法。将UML模型转换到COOZ规约后,UML模型的推理验证就可以通过相应COOZ规约的推理验证实现。该方法不但为UML提供了精确的形式化语义基础,而且,提供了一种UML模型推理的合理的机制。     

模糊语义模式及其在汉英机译系统英文生成选词中的应用

研究生成选词问题对改善机翻系统的翻译质量有重要意义, 基于语义模式的选词方法是常用的选词方法, 在混合选词模型也扮演了重要角色。本文针对该方法的不足, 提出了语义模式自动获取的思路和模糊语义模式的概念, 对其进行了改进。采用语义模式自动获取的思路可以克服传统手工方法需要巨大工作量的问题, 而模糊语义模式概念的提出则使语义模式能表示语言现象的量化差别。文中首先讨论该研究的重要性, 然后介绍了模糊语义模式的概念, 接着给出了构建模糊语义模式库时使用的一个训练算法, 最后给出了应用模糊语义模式进行选词的具体算法并将它与传统算法进行了比较。     

基于语义依存图库的兼语句句模研究

句子语义分析是语言研究深入发展的客观要求,也是当前制约语言信息处理技术深度应用的主要因素。在探索深层语义分析方法的基础上,该文根据汉语的特点,提出了一整套语义依存图的构建方法,并建立了一个包含30 000个句子的语义依存图库。以兼语句为重点研究对象,该文研究了语料库中所有纯粹的兼语句所对应的句模情况,进而试图构建基于语义依存图的句模系统,总结句型和句模的映射规则,从而为更好的建立语义自动分析模型提供相应的知识库。
     

LORETO: a tool for reducing state explosion in verification of LOTOS programs

LOTOS is a formal specification language for concurrent and distributed systems. Basic LOTOS is the version of LOTOS without value‐passing. A widely used approach to the verification of temporal properties is model checking. Often, in this approach the formal specification is translated into a labeled transition system on which formulae expressing properties are checked. A problem with this verification technique is state explosion: concurrent systems are often represented by automata with a prohibitive number of states. In this paper we show how, given a set ρ of actions, it is possible to automatically obtain for a Basic LOTOS program a reduced transition system to which only the arcs labeled by actions in ρ belong. The set ρ of actions plays a fundamental role in conjunction with a temporal logic defined by the authors in a previous paper: selective mu‐calculus. The reduced system with respect to ρ preserves the truth value of all selective mu‐calculus formulae with actions from the set ρ. We act at both syntactic and semantic levels. From a syntactic point of view, we define a set of transformation rules obtaining a smaller program. On the semantic side, we define a non‐standard semantics which dynamically reduces the transition system during generation. We present a tool implementing both the syntactic and the semantic reduction. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

Pascal in LCF: Semantics and examples of proof

An axiomatization in LCF of a substantial subset of PASCAL (including $\text{I}\text{O}$) is presented. The syntax of such a subset is introduced and the LCF axioms defining the corresponding semantics are discussed. Sample theorems about the semantic definitions are shown.As an example of use of this axiomatization for proving properties of programs (with a machine checked proof), we present the correctness of a program for the “McCarthy Airline” reservation system. An interesting aspect of such a program is that it deals with a potentially infinite sequence of inputs. An LCF theorem asserting its (partial) correctness is then presented, with its proof, carried out using the Stanford LCF proof checker.     

语义Web中基于SKOS的知识组织模型

语义Web中的知识组织问题越来越引起人们的关注,领域知识本体是理想的知识管理方案,但构建领域本体是件费时、费力的工作.为提供一种更为简单、易用的知识管理方案,采用W3C颁布的SKOS(simple knowledge organization system)构建领域知识组织系统,通过对模型中类与属性的扩展增强对知识的描述能力,研究模型与语义Web的结合问题,并分析了SKOS模型在语义Web中发挥的作用.     

二进制环境下的缓冲区溢出漏洞动态检测

提出一种在二进制环境下挖掘缓冲区溢出漏洞的方法。结合动态与静态挖掘技术对二进制环境下的程序作进一步的漏洞查找。静态方法主要对二进制程序中函数栈帧的特征和汇编语句的内在语义关系进行分析,动态模拟方法为程序和函数提供了一个虚拟的运行环境,使程序在运行过程中结合一些静态特性得到该函数缓冲区变量的内存读写语义,最终判定程序中是否有缓冲区溢出。     

基于F—logic的概念语义网

该文用Ｆ－ｌｏｇｉｃ程序写出了一个概念语义网Ｆ－Ｎｅｔ，从而指出了实现语义网的一种可能的新方法，用Ｆ－ｌｏｇｉｃ来实现语义网的优点是；可以利用Ｆ－ｌｏｇｉｃ程序对该语义网的语义网的语义模型进行了研究。而这一点现有的其它语义网实现方法都无法做到。     

Semantic similarity-based grading of student programs

An automatic grading approach is presented based on program semantic similarity. Automatic grading of a student program is achieved by calculating semantic similarities between the student program and each correct model program after they are standardized. This approach was implemented in an on-line examination system for the programming language C. Different form other existing approaches, it can evaluate how close a student’s source code is to a correct solution and give a matching accuracy.     

A UTP semantic model for Orc language with execution status and fault handling

The Orc language is a concurrency calculus proposed to study the orchestration patterns in service oriented computing. Its special features, such as high concurrency and asynchronism make it a brilliant subject for studying web applications that rely on web services. The conventional semantics for Orc does not contain the execution status of services so that a program cannot determine whether a service has terminated normally or halted with a failure after it published some results. It means that this kind of failure cannot be captured by the fault handler. Furthermore, such a semantic model cannot establish an order saying that a program is better if it fails less often. This paper employs UTP methods to propose a denotational semantic model for Orc that contains execution status information. A failure handling semantics is defined to recover a failure execution back to normal. A refinement order is defined to compare two systems based on their execution failures. Based on this order, a system that introduces a failure recovery mechanism is considered better than one without. An extended operational semantics is also proposed and proven to be equivalent to the denotational semantics.     

Herbrand基上的启发式语义映射

一、引言 在逻辑程序中允许负文字出现,极大地增强了逻辑程序的表达能力,但同时也其语义定义带来了困难。可以说,至今还没有一种好的方法来定义一般逻辑程序的语义。