基于UML和UPPAAL的实时系统建模及形式化验证方法研究与实现

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ssqq56
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着计算机科学与技术的快速发展,实时系统的应用范围越来越广,其规模也越来越大,如何在系统设计阶段保障实时系统的可靠性逐渐成为近几年的研究热点。在实时系统的设计阶段,通常会对实时系统建立UML时序图模型,这样可以为后续的系统开发提供可视化指导。为了保证所建模型正确,满足系统的可靠性要求,需要对模型进行验证。由于UML模型是一种半形式化的模型,缺少精确的语义,因此直接对其进行验证比较困难,而时间自动机模型作为一种形式化模型能够在一些实时系统验证工具中很方便地对其进行验证,其中UPPAAL是基于时间自动机理论的形式化验证工具,它广泛应用在通信协议分析、列车系统运行等很多实时性系统的验证方面,但是时间自动机模型往往难以阅读和理解,所以其难以作为后续开发的可视化指导。为了便于设计开发人员利用正确的UML时序图进行后续开发,从而保证实时系统的可靠性,本文首先分析了 UML时序图和时间自动机中模型元素的相关语义,研究了现有的从UML时序图到时间自动机的转换算法,在其基础上针对实际应用中存在的问题进行了改进,提出了改进后的转换算法,将UML时序图转换为时间自动机。其次由于转换后的时间自动机缺乏布局,在验证时还需要人工拖拽以完成布局,为了自动化地完成布局以便于在UPPAAL中对时间自动机进行验证,本文基于现有的有向图布局算法,针对时间自动机中存在的回路问题,提出了改进后的时间自动机布局算法,对转换后的时间自动机自动进行布局。最后在对时间自动机进行验证后,如果发现错误,则直接在UPPAAL中对时间自动机进行修正,得到正确的时间自动机,为了设计开发人员能够使用正确的UML时序图作为可视化指导进行后续开发,基于对UML时序图和时间自动机模型元素的语义分析,本文提出了一种从时间自动机到UML时序图的转换算法,利用该算法将正确的时间自动机转换为UML时序图。基于以上的转换算法和布局算法,本文设计并实现了面向实时系统的模型转换与布局工具MT&L,并结合典型的实时系统实例对工具进行了相关说明。通过本文提出的方法在具体实例中的应用,可以看到该方法在满足实时系统高可靠性要求的同时,能够简化系统设计开发人员的工作,提高系统的开发效率。
其他文献
摘要:根据资产减值损失计提规则的相关规定,企业在资产负债表日应该对其持有的金融资产进行账面价值与公允价值的对比,以确定资产是否发生减值,有客观证据表明发生资产减值的,企业
报纸
以螺旋藻、全脂奶粉为主要原料,通过生物发酵技术生产一种天然保健乳饮料,并对加工过程中螺旋藻的破壁、脱腥工艺及稳定剂的选择进行研究,得到螺旋藻发酵乳饮料的最优配方为
<正>目的初步了解前庭性偏头痛(vestibular migraine,VM)患者的临床特点。方法回顾性分析我院2011年10月-2014年6月住院及门诊前庭性偏头痛患者37例,对其临床特点进行分析。
会议
前庭性偏头痛(Vestibular Migraine,VM)是眩晕和偏头痛共存的良性复发性眩晕,为临床常见疾病,因其症状反复发作严重影响患者的生活质量。VM的诊断标准直到2012年才得以明确,