基于UPPAAL的数据关联时序有限自动机模型验证

对数据关联过程建立了时序有限自动机模型,时序有限自动机时钟变量只取整数值,从而减小数据关联过程生成的状态空间。在一定的时间约束下,使用模型检测工具UPPAAL对所建模型的关键性质——关联准确性进行了分析和验证。检测结果验证了利用UPPAAL进行数据关联准确性分析的可行性。     

数据融合系统的时序有限自动机模型及性能分析方法

数据融合系统的各种算法是当前研究的热点问题,但缺乏有效数学工具对数据融合系统进行描述和分析.本文提出了时序有限自动机,用它建立数据融合系统的形式化模型,并且给出了时序有限自动机模型的可达性分析方法,用于分析数据融合系统的性能和行为.同时,给出了建立时序有限自动机模型和数据融合系统的正确性和实时性分析算法.     

有限状态自动机的并行确定化及过程分析

本文通过对并行环境下非确定有限自动机和确定有限自动机的等价性和转换进行研究，详细分析了非确定有限自动机到确定有限自动机的并行转换方法及算法，并以实例给出了其间并行转化的过程。     

基于广义有限自动机的图像压缩方法

提出一种用确定性的广义有限自动机(GFA)对灰度图像进行压缩编码的方法.对一幅输入的数字化灰度图像,检测其中的自相似性,该图像可以被表示成一个广义有限自动机.解码算法可以非常高效的由确定的广义有限自动机复原图像,且结果图像没有很明显的方块效应.这种方法与传统的有限自动机方法相比具有状态数较少、压缩比高、压缩效果较好的优点.     

(r,t)阶存贮拟线性有限自动机的极小化

实现将一个有限自动机极小化是一个困难的问题。通过零状态考虑了一类(r,t)阶存贮拟线性有限自动机极小化的判断方法,给出了极小线性有限自动机的描述,最后给出了基于系数矩阵的极小化算法实现。     

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。     

基于有序二叉树的多模式匹配算法

一、简介在一个文本串中查找用户指定的模式串在信息抽取和文本编辑中有着广泛的应用。当前,有限状态自动机(DFSA)算法是解决多模式匹配问题的常用方法。DFSA算法在匹配前对模式串集合进行预处理,转换成树型有限状态自动机,然后只需对文本串进行一次扫描就可找出所有模式串,其查找时间复杂度是O(n)。后来,在这个算法的基础上又有一些改进,实现了跳跃式查找。基于树型结构的有限自动机特别适     

基于信息系统的确定有限自动机最小化算法

目前,确定有限自动机(DFA)最小化问题多侧重于理论研究,尚无太多便于实现的算法,为此,对确定有限自动机最小化方法进行了研究,提出将DFA转换为信息系统,基于等价类划分方法简化信息系统,再将简化的信息系统转换为最小化DFA;针对上述处理过程,给出一个基于分治思想的DFA最小化算法,在平均情况下该算法的时间复杂度为O(n log n),空间复杂度为O(n)。最后通过实例验证了所提算法的正确性。     

一种新的基于有限自动机的XML过滤方法

设计实现了一种新的基于有限自动机的XML过滤方法，这种方法和以往基于有限自动机方法（不确定的有限自动机和确定的有限自动机）的不同在于它首先使用XML Schcma把带“*,//”的路径表达式简化，然后把生成的DFAs合并成一个大的DFA，这个DFA充当过滤引擎。     

状态自动机矩阵模型的代数性质

有限自动机理论是控制理论、对象程序测试、神经网络、保密学等众多学科领域的重要研究工具犤1～4犦,探索有限自动机理论研究的新思路具有重要学术意义。文章在有限自动机矩阵模型表示方法基础上,采用矩阵理论和布尔代数为工具,针对无输出情形的特殊有限自动机(状态自动机),研究给出了基本代数性质及相应的物理意义。在采用新的数学方法进行有限自动机理论研究方面作了有益的探索,采用这种方法有利于算法设计和计算机自动处理。     

一种基于离散时间自动机的LTL性质检测工具

模型检测是一种自动完成性质验证的算法过程,在模型检测过程中会遇到状态空间爆炸的问题,即随系统规模的增长状态空间的大小呈指数增长,如何缓解此问题一直是研究者研究的重点.目前利用模型检测方法对线性时序逻辑(LTL)性质进行检测的工具还比较少,且效率都较低.介绍了一种基于离散时间自动机的LTL性质检测工具,采用了在状态空间中存储延迟序列(DS)的技术,对状态进行压缩存储,减小了时间空间的消耗,加快了检测速度.实验表明,该工具的检测效果是不错的,要好于同类工具,如DTSpin.     

PSL构造双向交换自动机及非确定自动机的方法

PSL(property specification language)是一种用于描述并行系统的属性规约语言,包括线性时序逻辑FL(foundation language)和分支时序逻辑OBE(optional branching extension)两部分.由于OBE就是CTL(computation tree logic),并且具有时钟声明的公式很容易改写成非时钟公式,因此重点研究了非时钟FL逻辑.为便于进行模型检验,每个FL公式必须转化成为一种可验证形式,通常是自动机(非确定自动机).构造非确定自动机的过程主要是通过中间构建交换自动机来实现.详细给出了由非时钟FL构造双向交换自动机的构造规则.构造规则的核心逻辑不仅仅局限于是在LTL(linear temporal logic)基础上的正规表达式,而且全面而充分地考虑了各种FL操作算子的可能性.并且给出了将双向交换自动机转化为非确定自动机的一种方法.最后,编写了将PSL转化为上述自动机的实现工具.FL双向交换自动机的构造规则计算复杂度仅是FL公式长度的线性表达式,验证了构造规则的正确性.在此基础上,证明了双向交换自动机与其转化的等价的非确定自动机接受的语言相同.上述工作对解决复杂并行系统建模和模型验证问题具有重要的理论意义和应用价值.     

Structure and reversibility of 2D hexagonal cellular automata

Cellular automata are used to model dynamical phenomena by focusing on their local behavior which depends on the neighboring cells in order to express their global behavior. The geometrical structure of the models suggests the algebraic structure of cellular automata. After modeling the dynamical phenomena, it is sometimes an important problem to be able to move backwards in order to understand it better. This is only possible if cellular automata is reversible. In this paper, 2D finite cellular automata defined by local rules based on hexagonal cell structure are studied. Rule matrix of the hexagonal finite cellular automaton is obtained. The rank of rule matrices representing the 2D hexagonal finite cellular automata via an algorithm is computed. It is a well known fact that determining the reversibility of a 2D cellular automata is a very difficult problem in general. Here, the reversibility problem of this family of 2D hexagonal cellular automata is also resolved completely.     

A novel matrix approach to observability analysis of finite automata

In this paper, the observability of finite automata (acronym is FA) that contain both deterministic finite automata and non-deterministic finite automata is investigated under the framework of the semi-tensor product of matrices. For both initial state and current state cases, two different observability definitions with or without input information are considered, respectively. First, we show that how the observability problem of initial state of FA can be transformed to the construction problem of an initial state-outputs matrix that presents the relationship between initial state and outputs. Second, a current state-outputs matrix to verify the observability problem of current state is given. When two matrices are obtained, four theorems to verify the observability of initial state and current state are presented, respectively. In particular, compared with the existing approach, the proposed approach not only provides a unified verification for the two types of observability of both initial state and current state but also reduces the computational complexity considerably. An illustrative example is presented to show the theoretical results.     

UML顺序图与状态图的一致性检查

用户可使用UML从不同角度对系统进行建模,但不同视图间存在信息冗余,可能导致视图不一致问题。该文针对具有多种逻辑语义的顺序图提出分析方法,为复杂层次结构的状态图引入有限状态自动机,利用自动机分解算法得到自动机树。制定新的顺序图和状态图一致性检查准则和Promela代码结构,用模型检验工具SPIN进行顺序图及其相关状态图的一致性检验。     

基于Uppaal的实时系统AADL数据流模型的转换与验证

体系结构分析设计语言AADL是一种可支持软硬件一体化建模及同一模型多元分析的形式化与图形化建模语言。采用时间自动机形式化模型检验方法对AADL模型中的数据流进行转换和验证。考虑到单一数据流与混合数据流的差异性,分别设计了数据流到时间自动机模型的转换规则,并通过时间自动机网络实现数据流的综合分析。设计开发了自动化模型转换的插件AADLToUppaal Plug-in,将其嵌入到OSTATE工具中,使用时间自动机建模与验证工具Uppaal对转换得到的时间自动机进行模拟和验证,等价地验证所设计的AADL模型数据流时延是否满足系统实时性要求。仿真实验结果表明,所设计的数据流模型转换方法能有效地将AADL模型转换到时间自动机模型,并能在Uppaal中正确地分析原模型的数据流时延特性。     

非接触卡数据链路层通信模型的设计与实现

在对非接触智能卡数据链路层通信协议深入分析的基础上，采用有限状态机模型对卡上数据链路层协议的实现算法进行了数学表述和状态转换的设计，并采用统一建模语言UML中的状态图描述了卡上的协议处理过程。最后，在智能卡芯片上实现了此层协议，实际应用证明系统运行正确。