一种接口自动机的组合精化检验方法

接口自动机是一个用来描述软构件接口的时态行为的形式模型，传统的简单组合精化检验规则由于没有考虑到环境时子任务的影响而使其实际应用受到较大限制。本文提出了一种对该规则的改进方法，以弥补上述缺陷。     

构件组合的抽象精化验证

针对构件组合的状态爆炸问题,改进了反例引导的抽象精化框架,提出了组合式的抽象精化方法,使构件组合的模型检验转化为各成分构件的局部抽象精化,降低了分析的复杂度.提出了在构件组合情况下基于等价关系和存在商的构件抽象方法,用构件抽象的组合建立构件组合的抽象;提出了组合确认定理并给出证明,使反例确认分解为在各构件上对反例投影的确认;通过对单个构件的等价关系的精化实现构件组合的抽象模型的精化.在模型检验构件组合的过程中,不需要为构件组合建立全局的具体状态空间.     

反例引导的模型检验工具的设计

针对模型组合中常见的"状态空间爆炸"问题,分析了抽象和组合两种方法各自的优缺点,采用"反例引导的抽象精化"框架和模型检验思想,将抽象和组合结合起来,为模型组合的检验提出了一种新的方法.设计了模型的抽象、组合、检验和精化算法,开发了一款基于反例引导的、图形化的模型检验工具,使用Kripke结构建立模型,用LTL描述性质,从而表明了反例引导的模型检验方法的过程.     

面向随机模型检验的模型抽象技术

随机模型检验是经典模型检验理论的延伸和推广,由于其结合了经典模型检验算法和线性方程组求解或线性规划算法等,并且运算处理的是关于状态的概率向量而非经典模型检验中的位向量,所以状态爆炸问题在随机模型检验中更为严重.抽象作为缓解状态空间爆炸问题的重要技术之一,已经开始被应用到随机模型检验领域并取得了一定的进展.以面向随机模型检验的模型抽象技术为研究对象,首先给出了模型抽象技术的问题描述,然后按抽象模型构造技术分类归纳了其研究方向及目前的研究进展,最后对比了目前的模型抽象技术及其关系,总结出其还未能给出模型抽象问题的满意答案,并指出了有效解决模型抽象问题未来的研究方向.     

UML模型中并发对象的组合验证

本文在用层次自动机结构化表示UML Statecharts的基础上,定义了UML协同图中并发对象的同步合成,然后根据结构间的模拟关系,研究了对并发对象系统进行组合验证的方法和规则,使有可能在对UML协同图进行模型检验的过程中不必建立系统的全局状态图,以缓解状态爆炸问题。     

一种基于抽象与精化技术的Web服务组合验证方法

模型检测因其自动化程度高、能够提供反例路径等优势,被广泛应用于Web服务组合的兼容性验证。本文针对模型检测过程中存在的状态爆炸问题,在传统的模型检测方法中引入谓词抽象和精化技术,提出了一种针对Web服务组合的抽象精化验证框架。使用谓词抽象技术对原子Web服务抽象建模,将各Web服务抽象模型组合成组合抽象模型;将模型检测后得到的反例在各原子Web服务上做投影操作,对投影反例进行确认;对产生伪反例的Web服务抽象模型进行精化,生成新的组合抽象模型,再次对性质进行验证。最后通过实例分析说明基于抽象精化技术的Web服务组合验证框架在缓解状态爆炸问题上的可行性。     

基于有界限模型检验的服务建模与自动组合

针对面向服务架构(SOA)体系的Web服务数量快速增长现状,为实现大规模服务场景下高效自动组合Web服务来满足用户复杂需求问题,提出一种基于有界模型检验的Web服务组合方法.其中,Web服务被建模为有限状态自动机,众多Web服务构成服务社区,Web服务组合需求由线性时态逻辑公式描述,通过有界模型检验器的系统化搜索,该方...     

构件组合的集成测试

模型检验是一种自动化验证技术,其应用主要的困难在于状态空间爆炸问题.针对构件组合形成的状态空间爆炸问题,结合构件抽象组合原理及反例引导的抽象精化框架,提出了一种测试用例自动生成的方法.根据某个待集成构件抽象已集成的其他构件,并通过组合各个抽象构件生成抽象组合模型.利用模型检验工具对组合模型进行集成测试,生成抽象测试用例,再通过精化得到原模型对应的具体测试用例.实验结果表明该方法减小了状态空间,在一定程度上减缓了状态空间爆炸的问题.     

基于时序约束建模的自动精化和组合工具

为提供更优质的使用Event-B形式化方法建模混合系统的工具,根据混合系统的时序约束建模方法,其能够很好刻画混合系统建模中的时间相关性质并且支持精化和组合,提出基于它的自动筛选、精化和组合的方法.开发对应的自动精化和组合的工具链,工具链包含模型检测、自动精化和组合、模型证明等一系列功能并拥有用户友好的界面.给出一个使用...     

基于SysML的机载软件分层精化建模与验证方法

机载软件被广泛应用于航空航天领域, 大幅提升了机载设备的性能.但随着机载软件规模逐渐增大、功能逐渐增多, 给软件的开发带来了难度, 如何保障机载软件的正确性和安全性也成为一个难题.基于模型的开发可以有效提升开发效率, 而形式化方法能够有效保障软件的正确性.为了降低开发难度, 同时保障机载软件的正确性、安全性, 本文提出一种基于SysML状态机图子集的机载软件分层精化建模与验证方法.首先使用SysML状态机图对机载软件的动态行为进行建模, 根据提出的精化规则, 对初始模型进行手动逐层精化得到精化设计模型.然后针对软件模型动态变化的特性, 将SysML状态机模型自动转换为时间自动机网络, 并从软件需求中手动提取形式化TCTL性质进行模型检验.其次, 为了实现编码自动化, 将SysML模型自动转换至Simulink, 利用Simulink Coder生成源代码.最后, 以一个自动飞行控制软件为例进行了开发和验证, 实验结果表明了该方法的有效性.     

Formula-Dependent Equivalence for Compositional CTL Model Checking

We present a polytime computable state equivalence that is defined with respect to a given CTL formula. Since it does not attempt to preserve all CTL formulas, like bisimulation does, we can expect to compute coarser equivalences. This equivalence can be used to reduce the complexity of model checking a system of interacting FSMs. Additionally, we show that in some cases our techniques can detect if a formula passes or fails, without forming the entire product machine. The method is exact and fully automatic, and handles full CTL.     

多智体系统中约简状态空间的限界模型检测算法

为了形式化描述多智体系统中与概率、实时、知识相关的性质,提出了一种概率实时认知逻辑PTCTLK.模型检测是验证多智体系统是否满足PTCTLK公式的主要技术,状态空间爆炸是该技术实用化的主要瓶颈,为此提出一种PTCTLK的限界模型检测算法.其基本思想是,在有限的局部可达空间中逐步搜索属性成立的证据,从而达到约简状态空间的目的.首先,将PTCTLK的模型检测问题转换为无实时算子的PBTLK的模型检测问题;其次,定义PBTLK的限界语义,并证明其正确性;然后,设计基于线性方程组求解的限界模型检测算法;最后,依据概率度量的演化规律,探索检测过程终止的判别准则.实例研究结果表明,与无界模型检测相比,在属性为真的证据较短的情况下,限界模型检测完成验证所需空间更小.     

Compositional CSP Traces Refinement Checking

Compositional verification using assume-guarantee reasoning has recently seen an uprise due to the introduction of automatic techniques for learning assumptions. In this paper, we transfer this technique to a setting with CSP as modelling and property specification language, and present an approach to compositional traces refinement checking. The approach has been implemented using the CSP model checker FDR as teacher during learning. The implementation shows that the compositional approach can both drastically outperform as well as underperform FDR's performance, depending on the example at hand.     

并发程序的切片模型检验方法

提出了一种对并发程序进行切片以缩减模型检验状态空间的方法，首先针对并发程序中的同步与通信定义了一组依赖关系，包括并发分支与接合．非确定性，信道，共享变量等特征，对于从要验证的时态逻辑性质中提取的关于多个程序点的切片标准，文中给出算法根据相应的依赖关系通过不动点运算得到并发程序切片，可以证明得到的切片与原程序对于该性质具有相同的可满足性。     

Model Checking Temporal Aspects of Inconsistent Concurrent Systems Based on Paraconsistent Logic

Classical logic cannot be used to effectively reason about concurrent systems with inconsistencies (inconsistencies often occur, especially in the early stage of the development, when large and complex concurrent systems are developed). In this paper, we propose the use of a paraconsistent temporal logic (QCTL) for supporting the verification of temporal properties of such systems even where the consistent model is not available. We introduce a novel notion of paraKripke models, which grasps the paraconsistent character of the entailment relation of QCTL. Furthermore, we explore the methodology of model checking over QCTL, and describe the detailed algorithm of implementing QCTL model checker. In the sequel, a simple example is presented, showing how to exploit the proposed model checking technique to verify the temporal properties of inconsistent concurrent systems.     

程序切片技术在并发程序模型检查中的应用

模型检查技术在硬件和协议设计方面已经取得很大成功,但在软件验证方面仍存在很多困难。其主要问题是如何从源代码中自动抽取验证所要模型并精简其状态空间。文中通过对程序切片技术的研究,来解决并发程序验证的建模问题,包括把验证公式映射到切片准则．并把得到的程序切片转化为验证所需的模型。经程序切片处理后,软件模型检查效率得到提高。     

基于模拟关系的精化检测方法

精化检测是一种重要的形式化验证方法,将系统实现和性质规约用相同形式化语言进行建模,如能证明两者间存在某种精化关系且该关系能够维持性质,可得出系统实现满足性质规约.为验证不同类型的系统性质, traces、stable failures和failures-divergence精化检测方法已被提出.精化检测算法依赖于子集构造,因而其面临状态空间爆炸问题.近年来,已有学者针对NFA语言包含问题提出了基于模拟关系的状态空间消减方法,大大提高了算法性能,且该方法能直接用于traces精化检测.在此基础上,本文提出了基于模拟关系的stable failures和failures-divergence精化检测方法.此外,本文还将精化检测扩展到了时间系统的验证中,提出了基于模拟关系的时间自动机traces精化检测方法.实验结果表明,基于模拟关系的算法效率有很大提高.