UML活动图到时间Petri网的映射方法

UML被广泛应用于嵌入式实时系统等领域的建模,而嵌入式实时系统对时间响应的要求非常严格,UML缺乏对系统时间约束的描述和形式化语义。因此,提出了一种结合MARTE与UML带有时间约束的UML活动图模型,并定义相应的映射规则,将该活动图模型映射到时间Petri 网模型,最后通过实例验证了该映射方法的正确性和实用性。     

一种复杂系统定性模型描述方法

复杂系统日益呈现出不确定性、非线性等定性特征,已有的建模方法不足以构建具有定性特征的复杂系统。基于此,提出一种复杂系统定性模型描述方法(QMDM)。QMDM结合定性仿真理论,在UML基础上对其组件图、时序图以及状态图进行扩展,可视化地表达出定性模型的建模过程。组件图用于静态的表达出定性模型包含的定性约束关系。时序图和状态图用于动态的表达出定性模型的时序性,以及状态迁移。此外,给出QMDM的形式化定义,便于以后模型验证,并将研究成果在空调制冷系统中进行了初步应用。     

UML到Verilog同态映射在SOC系统级建模上的应用

SOC设计变得日益复杂要求我们在更高层次抽象上分析和验证系统行为。更精细的系统级建模方法变得日趋重要。文章主要目标是阐述怎样使用统一建模语言UML来构建一个复杂SOC设计框架及抽象其各个模块间行为的交互，建立了一个UML到Verilog的同态映射。提出了一个基于同态映射的从UML模型子集自动导出相应可综合Verilog描述的算法，为UML模型对于建模硬件系统提供了形式化的语义，从而能够验证并综合UML模型，加快了SOC设计流程。     

数据库形式化安全策略模型建模及分析方法

目前数据库形式化安全策略模型存在抽象层次较高、缺乏对数据库状态与约束的充分描述等问题,难以辅助用户发现商用数据库设计中的微小缺陷。提出了一种基于PVS语言的数据库形式化安全策略模型建模和分析方法,该方法较以往模型能够更加贴近实际数据库,应用范围更广,安全属性描述更加完整,描述的模型具有灵活的可扩展性,并且保证了建模与验证的效率。最后,将该方法应用于数据库管理系统BeyonDB的安全策略建模分析中,帮助发现了系统若干设计缺陷,证明了方法的有效性。     

基于UML的嵌入式实时系统开发方法

嵌入式实时系统的严格约束条件增加了开发的复杂和困难.本文以空调系统为例,阐述了UML建模的基本过程,创建了各种可视化模型并进行了调试验证,大大缩短了系统开发时间,提高了设计质量,充分验证了使用UML技术在嵌入式实时系统开发中的可能和便利.     

基于模型检测的UML状态图和顺序图一致性检测

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,会导致视图不一致的问题。文中提出形式化与可视化UML互补建模的方法,探讨用模型检测验证UML模型中的状态图和顺序图的一致性问题。针对具有复合片段的顺序图提出分析方法,将复杂层次结构的状态图转换为有限状态机,再用模型检测工具NuSMV对建立的模型进行验证。最后通过实例对此转换方法进行验证,实验结果表明了此方法的有效性。     

可生存性网络的形式化建模与分析方法

首次提出一种基于随机进程代数的网络可生存性形式化建模方法,该方法把形式化建模与性能分析相结合,从而可以在形式化建模同时分析得到系统的各种生存性能参数.在简单介绍随机进程代数的语法和操作语义的基础上,用进程表达式对生存性系统进行形式化描述;然后利用PEPA Workbench工具实现对可生存性网络稳态可用性和瞬时可用性测度的实验,仿真结果验证了该形式化建模与分析方法的有效性和可行性.     

UML类模型的VDM++形式化规约

利用目前使用最为广泛的形式化验证语言VDM++在描述系统模型的语法和语义上的精确、一致的特点,结合VDMTOOLS和Rational Rose工具把UML类模型中的各个元素转化成VDM++表示,从而实现对UML类模型中所包含的各个元素进行语法和语义的检查。进一步提高UML的建模质量。     

基于MDA的语义Web服务的组合与验证

针对语义组合Web服务的验证问题,研究了模型验证相关技术、统一模型语言(UML),提出了基于模型驱动架构(MDA)的组合方法.该方法使用UML类图和用例图对OWL-S进行静态组合建模,使用活动图对OWL-S进行动态组合建模,实现了语义组合Web服务的UML描述,然后将该描述转换为Promela语言代码,在Promela代码之后增加LTL的声明,使用SPIN工具进行正确性、安全性和活性验证.该模型保证了组合过程的正确性.     

基于COSIM的定性定量集成建模方法

定性建模技术相比定量建模技术能更加准确地描述复杂系统中的混沌性、不确定性和不可预测性。为全面系统地描述定性定量复杂系统,将定性建模技术跟定量建模技术相结合,提出一种基于多学科虚拟样机建模仿真理论(COSIM)的集成建模方法。在此基础上引入基于置信规则的定性知识和定性接口的描述,提出了集成建模的层次化模型结构的形式化表示方法;同时,基于对仿真系统中定性推理和定量解算的统一调度,给出了一种定性定量协同求解方法,最后,通过对UMl建模语言的扩展,提出了集成建模语言。通过设计并实现鱼雷规避仿真系统,验证了该建模方法的有效性。     

基于UML的嵌入式温室环境监测系统设计

为了实现对温室环境监测的需求,改进落后的软硬件系统设计方法,提出了一种先进的嵌入式温室环境监测系统设计方案。该系统主要以S3C2440为核心,采用UML的方法,利用UML用例图、类图等静态建模法和状态图、顺序图等动态建模法,完成对系统的建模。实际应用表明UML方法可以清晰、直观的实现系统。     

基于UML的建模及模型检验研究

UML是一种广泛使用的面向对象的可视化统一建模语言,但UML缺乏精确的语义描述,难以对UUL模型进行分析验证以判断设计规范是否满足目标需求。符号模型检验是一种能够有效保证系统可信性质的自动检验技术。为了检验UML模型的正确性,在建模的基础上把UML模型转换为SMV模型,然后使用符号模型检验器（SMV）对模型进行检验,有利于在系统的设计早期发现系统的缺陷。     

构件化嵌入式软件设计模型验证工具的研究

基于模型设计与分析技术能够明显提高现代复杂嵌入式软件系统的可靠性,本文基于接口自动机模型设计实现了一个构件化嵌入式软件验证工具并进行了形式化验证。该工具的系统规约采用UML顺序图模型实现,能够对系统设计模型与场景式规约之间多种行为的一致性进行检验,并对实时接口自动机网络与具有时间约束顺序图模型的一致性行为进行检验。     

一种基于学分制排课系统的Z规格说明

运用形式化方法建模在软件开发过程中可提高目标系统的正确性和可靠性,在此提出了一种利用Z语言进行语义分析的方法。该方法在序列图Z规范的基础上,用属性集表示对象状态,并将序列图的上下文表示为Z形式约束,通过检查上下文约束与对象状态间的一致性对序列图进行语义分析。在此以一个基于学分制的排课系统为例,使用面向对象的形式规格说明语言Z,描述了一个精确、完整的高校排课系统的形式化数学模型。过程显示,该方法具有精确的描述性和很强的抽象性,能为软件系统的开发和验证提供科学的框架。     

基于XML的复杂装备ATS测试仪器的建模

针对自动测试系统(Automatic Test System,ATS)中信息共享和测试仪器互操作能力差的问题,应用XML(eXlensible Markup Language)语言描述复杂装备ATS的测试仪器,实现测试仪器的跨平台交换与数据共享。采用XML Schema的UML建模方法,对测试仪器进行了建模分析,实现了测试仪器描述层的互操作性,提高了ATS测试仪器建模的开发效率。     

软件需求获取形式化的案例研究

软件需求获取是软件建模和分析的基础,传统的软件需求建模方法主要有2个重大的缺陷:一是非形式化的需求描述常导致需求的歧叉性和不一致性,因而难以确认和验证;二是易变性.针对此问题,结合实例提出用UML(Unified Modeling Language)的用例驱动获取软件需求,并将得来的需求用形式化B方法的机器来表示需求,实现了软件需求的形式化.实践证明,用例驱动的软件需求获取可以有效地获取正确、合理的软件需求,加上用形式化B方法的需求描述,可以有效地避免上述两大缺陷.     

基于UML-OOPN的武器装备体系可靠性建模方法

针对传统可靠性模型在武器装备体系建模中存在的描述能力不足和Petri网建模存在的模型爆炸和模型构建困难问题,引入面向对象建模思想,利用UML模型便于描述系统和对象Petri网模型易于动态仿真的优点,提出了基于UML-OOPN的武器装备体系任务可靠性建模方法,通过建立UML到对象Petri网的映射规则,完成了由任务描述模型向任务可靠性对象Petri网模型的转化,从而实现了两者有效结合,并以某野战防空反导体系为例验证了该方法的可行性和有效性,为解决武器装备体系任务可靠性模型构建和高效输入问题提供了一种新的方法.     

从UML状态图到PVS规范的自动转换、验证

将UML(统一建模语言)图形转换成形式化规范是一种精确化UML语义、扩大形式化软件方法适用范围的有效途径.PVS是一种通用高阶逻辑形式化规范语言,具有很强的描述能力以及丰富的定理证明、模型验证工具支持.本文论证了使用.PVS来对UML进行形式化的优势,并且给出了UML的状态图到PVS规范的转换模型与规则.     

一种面向嵌入式软件体系结构的形式化建模方法

为了解决MARTE（Modeling and Analysis of Real Time and Embedded systems）在建立嵌入式软件模型时不够精确的问题,结合Object-Z和PTA（Probabilistic Timed Automation）的优点,本文提出了一种集成的形式化建模方法--PTA-OZ.该方法不仅能够对嵌入式软件模型的静态语义和动态语义进行精确描述,而且通过模型转换规则,能够将MARTE模型转换为PTA-OZ模型.并对模型转换的语义一致性进行了验证,证明本文方法在转换过程能够保持结构语义和行为语义的一致性.最后通过实例模型描述从嵌入式软件建模到属性检验的过程.     

分布式对象访问控制的UML建模

讨论如何扩充UML图素,为系统对象安全访问控制建模,使安全建模融入系统建模的各个阶段,使用视图策略描述语言VPL形式化描述安全模型,探讨了安全策略由VPL描述向通用的扩展的访问控制语言XACML描述的映射.