基于rCOS的UML状态图语义研究

统一建模语言（UML）中的状态图用于描述类的对象所有可能的状态及事件发生时状态的转移条件,从而进行系统动态分析。针对现有关于UML状态图形式化语义研究中存在的不足,该文提出基于统一程序设计理论的对象精化演算系统,用于描述UML状态图的形式化语义,给出与类图、序列图的一致性检验,为模型驱动开发提供了可行性。     

UML2.0顺序图的时序描述逻辑语义

针对UML2.0顺序图用于对象间交互行为建模时存在动态语义缺乏精确形式化描述的问题,提出一种基于时序描述逻辑的UML2.0顺序图形式化方法。对描述逻辑进行时序扩展,得到可表示动态和时序语义的形式化规范——时序描述逻辑,根据UML2.0新增的交互操作符将UML2.0顺序图分成一个或多个最大顺序片段,通过形式化最大顺序片段和交互操作符得到UML2.0顺序图的时序描述逻辑语义。实例检验结果表明,该方法具有可行性。     

元模型层次的UML动态子图到Coq形式规范的转换

UML动态子图主要包括序列图和状态图等,它们在描述系统的行为方面应用广泛,但是半形式化的语义使它们不能直接进行形式化验证。Coq是目前主流的交互式定理证明器,用形式化的Coq规范来描述UML动态子图模型,可以在此基础上进行对模型的属性进行验证等工作。基于现有工作,提出将UML动态子图模型转换为Coq形式规范的框架,在元模型层次给出状态图和序列图的转换规则,介绍算法和原型工具实现。这种元模型层次的转换方法,保证了转换前后的语法正确性,为进一步分析验证提供了基础。     

基于进程代数的UML序列图的形式语义

UML序列图用于建模实例间动态交互过程．但UML规范并没有给出其形式化的动态语义，这不利于对模型进行形式化验证和证明。本文把序列图中的事件动作及其执行序列映射为进程代数中的进程表达式，利用进程代数语义框架来构建UML序列图的形式语义。首先，建立了序列图到进程代数的语义映射规则；然后用Plotkin风格的结构化操作语义给出并证明务件组合算子演绎规则；最后，归纳定义了算子次序约束条件并证明了其可终止性。     

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.     

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。     

UML状态机模型元素的RSL形式化定义

UML状态机作为UML动态描述机制的重要组成部分,在描述系统及模型的动态行为时扮演着重要的角色,但已有的UML动态语义缺乏准确的形式化描述。首先将UML状态机抽象成图;再将图通过传统的有穷自动机进行语义扩展,同时增加状态分层,形成一个基于UML状态机的有穷自动机;然后用RAISE规约语言RSL对扩展后的自动机进行形式化定义,使UML状态机中的模型元素的语义更加清晰、精确,为后期的UML状态机的操作语义形式化研究打下基础。     

基于时序描述逻辑的UML顺序图形式化研究

在统一建模语言（UML）规范中顺序图的语义是以自然语言的形式描述的,是一种半形式化的语言,不能对系统的交互行为进行形式化分析及论证.针对UML顺序图缺乏精确的形式化描述问题,根据顺序图的时序特征,提出了增加交互操作符的UML顺序图的六元组形式化方法.对描述逻辑进行时序扩展,得到可表示动态和时序语义的形式化规范——时序描述逻辑.应用时序描述逻辑的时态算子得到时序描述逻辑语义形式的UML顺序图.用UML顺序图描述完整的C语言执行过程,将其形式化描述,实验结果表明,这种方法是可行的.     

基于Petri网的UML形式化建模应用分析

UML是功能强大的图形化建模语言,但存在缺乏精确的语义描述的特点,因此UML形式化研究一直是一个热点。Petri网既有直观的图形表示,又有坚实的数学基础,拥有许多成熟的分析方法可以直接用于分析模型的性能。结合一个图录编纂应用系统,使用基于Petri网的建模方法,对该系统的UML状态图和序列图进行了形式化分析。排除UML模型中的缺陷,在软件设计阶段发现错误,降低软件开发的花销,最终达到提高了软件的质量的目的。     

UML活动图的操作语义

越来越多的系统采用UML（unified model language,统一建模语言）作为建模语言来进行系统分析和设计.UML活动图是UML语言中描述系统动态行为的一种方法,它广泛地运用于业务建模.由于UML活动图缺乏精确的动态语义,所以不利于对其所描述的系统进行形式化的分析、验证和确认.为解决这一问题,根据UML1.5语义文档,给出UML活动图的形式化操作语义.首先给出UML活动图的形式化的语法,然后详细地定义了活动图的格局和变迁,最后基于LTS给出了活动图的演绎规则.主要工作是：引入状态包的概念,使得描述更加清楚、完善;通过LTS定义活动图的操作语义,并详细阐述演绎规则,从而获得活动图的全局状态转移图,使定义的操作语义很容易地应用到形式化验证中.该语义覆盖了UML活动图的绝大部分特征,为对UML活动图进行模型检验奠定了基础.     

实时系统动态行为模型的一种形式分析方法*

提出了一种基于统一建模语言UML 2.0的实时系统动态行为模型的形式分析方法。首先给出了UML顺序图的形式化描述,分析了UML顺序图中事件之间的关系;在此基础上,给出一种对象自动机来描述每个对象在UML顺序图描述的场景中所参与的事件序列的方法,并将该方法扩展到带有组合片段的UML 2.0顺序图;最后通过分析UML 2.0顺序图中的时间建模机制,给出了从UML 2.0顺序图中提取时间约束得到时间自动机的算法。     

顺序图至Petri网转化方法的研究与实现

作为一种面向对象分析和设计建模语言，统一建模语言（UML）已经越来越多的被用在大型系统中，然而，UML是半形式化的，这使得很难对其进行严格的语义分析和正确性验证。顺序图作为UML动态描述机制的重要组成部分，同样存在这样的问题，而Petri网作为一种建模工具，有着严格的形式化语义，而且有很多成熟的分析方法。该文针对UML20顺序图模型，结合几个简单Petri网结构，提出了将顺序图转换为Petri网的算法，最后通过实例说明了转化算法的有效性。     

UML2．0顺序图的XYZ／E时序逻辑语义研究

UML2．0顺序图适合于描述软件体系结构的各个组件之间和复合组件内部各个子组件之间的动态交互行为，但由于UML2．0顺序图的语义不够精确，使得它的描述结果不利于进一步的分析和验证。基于此，本文在定义UML2．0顺序图的语法和语法约束的基础上，给出了UML2．0顺序图的XYZ／E时序逻辑语义，为使用UML2．0顺序图与XYZ／E相结合的方式来描述软件体系结构的动态交互行为奠定了基础。     

UML2．0顺序图的一种有穷自动机模型

为了在软件开发早期阶段对UML2．0顺序图模型进行分析和验证,本文给出了UML2．0顺序图的一种有穷自动机模型。首先给出了顺序图在语法和语义上的形式化描述,然后提出了一种使有穷自动机来描述每个对象在顺序图描述的场景中所参与的事件序列的方法,并将该方法扩展到带有组合片段的UML2．0顺序图,最后分析了UML2．0顺序图中的时间建模机制,设计了从UML2．0顺序图中提取时间约束的算法。以上工作为使用模型检测工具UPPAAL对顺序图模型进行进一步的分析与验证奠定了基础。     

基于时序描述逻辑的UML顺序图形式化方法

根据统一建模语言(UML)顺霤图的时霤特征,提出一种基于时霤描述逻辑ALCQIUS的UML顺霤图需式化方法。研究ALCQIUS时霤扩展部分的语法和语义、ALCQIUS断言公式集一致霆定理,给出ALCQIUS断言公式集一致霆推理算法,并证明该推理算法的可判定霆。以公安报警系统为例,说明基于ALCQIUS的UML顺霤图需式化规约和需式化验证具备可霂霆,并且ALCQIUS为UML顺霤图需式化提供了合理的逻辑基础。     

UML顺序图的结构化操作语义研究

UML顺序图侧重于展示对象之间的消息交互过程,但其动态语义缺乏形式化的描述,不利于对顺序图模型的准确理解和基于该模型的测试用例生成。为此,依据UML1. 5规范,采用BN定义顺序图的形式化语法,提出了活动点的概念;在此基础上,讨论并给出了单个对象执行消息动作的结构化操作语义以及顺序图模型的整体结构化操作语义,为模型检验和基于顺序图的测试用例生成提供了前提。     

基于UML交互概览图的测试线索的生成方法

针对单一UML模型测试不充分的问题,结合UML2.0交互概览图的特点开展测试方法研究,提出一种测试线索自动生成的方法。首先,给出UML类图、顺序图、交互概览图(OID)的形式化定义;通过提取交互概览图的流程信息和对象交互信息分别构造节点控制流图(NCFG)和消息序列图(MSD);将从MSD提取的消息路径嵌入到NCFG中,构造可测试交互概览图模型;最后采用两两覆盖准则生成测试线索。实验验证了该方法自动生成的测试线索在保证测试充分性的前提下可避免组合爆炸。