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。     

UML活动图的时序逻辑语义

UML活动图可以表示不同抽象级的控制流,很适合用于对系统的行为建模．但是缺乏精确的语义使得难以对它所表示的系统行为进行分析．XYZ／E是一可执行线性时序逻辑语言,既可描述系统的动态行为又可表示程序性质,用它对活动图形式化后,就可在统一的逻辑框架下分析活动图的性质．定义了一个有向图结构用以表示UML活动图,再给出其XYZ／E语义,并用一个例子说明活动图到XYZ／E的语义转换,为进一步的分析提供形式化基础．     

UML2．0类图的一种形式化描述方法

UML类图是根据系统中的类，以及各个类之间的关系来描述系统的静态视图。基于UML缺乏精确语义描述的不足，我们提出了基于时序逻辑语言XYZ／E来表示类图形式化语义的方法。通过对UML2．0类图元素及其特点的分析，找出类图元素的形式化描述规则，利用转换法实现了对UML2．0类图的XYZ／E形式化描述。     

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.     

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。     

双重软件体系结构描述框架XYZ/ADL

体系结构设计在软件开发过程中扮演着重要角色.工程中常用图形语言为软件体系结构建模,它们有直观、半形式化的优点;但是语义不够精确,难以对它们表示的模型进行分析,在这方面,形式化方法可与之互补.但在工程使用中仅用形式化语言建模又不太现实,所以如何结合二者之长以提高软件的可靠性已成为工业界和学术界共同关心的问题.提出了双重软件体系结构描述框架XYZ/ADL:支持工程中软件体系结构的基本概念,前端用一般的体系结构框图作为结构描述,用UML活动图、状态图作为抽象行为表示;后端用既可表示系统动态语义又可表示系统静态语义的时序逻辑语言XYZ/E作为一致的语义基础.前端的图形语言便于软件工程师的交流和使用,后端的形式语言是进一步的形式化分析验证的基础.     

UML状态图形式化方法的分析与比较

UML缺乏精确的语义,难以对其所表示的系统进行形式化分析和一致性检验.为了使UML能够更精确地对系统模型进行描述,学者们提出了一些形式化的方法.论文对比分析了用Petri网、时序逻辑XYE/E和动态描述逻辑形式化UML状态图的方法,指出了它们各自的优缺点以及应用领域.     

体系结构描述语言XYZ/ADL到UML的映射

选择了一种基于时序逻辑语言XYZ/E的体系结构描述语言XYZ/ADL，分析了其设计元素和UML建模元素的语义，并通过UML扩展机制和对象约束语言进行扩展和约束，建立起从XYZ/ADL到UML的映射。     

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。     

基于UML和XYZ/E的ATM系统体系结构描述

本文提出了将可视化建模语言UML和时序逻辑语言XYZ/E相结合来描述软件体系结构的方法。首先给出了该方法的基本框架,然后对XYZ/E进行扩展,使之能够显式地表示软件体系结构的基本元素,并定义了UML活动图的形式语义,最后,通过银行ATM实例进一步说明了该方法的可行性,对可视化和形式化相结合描述软件体系结构的研究具有一定的推动作用。     

UML的形式化描述语义

本文提出了一种新的定义UML形式化语义的方法。我们将建模语言的语义区分为描述语义和功能语义两个方面。描述语义定义哪些系统满足模型,功能语义定义模型中的基本概念。本文用一阶逻辑定义了UML的类图、交互图和状态图的描述语义,并介绍我们实现的将UML模型转换成逻辑系统的软件工具LAMBDES,该工具集成了定理证明器SPASS,可以对模型进行自动推理。我们成功地将此方法和工具应用于模型的一致性检查。     

Timing consistency checking for UML/MARTE behavioral models

UML/MARTE model-driven development approaches are gaining attention in developing real-time embedded software (RTES). UML behavioral models with MARTE annotations are used to describe timing behaviors and timing characteristics of RTES. Particularly, state machine, sequence, and timing diagrams with MARTE annotations are appropriate to understand and analyze timing behaviors of RTES. However, to guarantee software correctness and safety, timing inconsistencies in UML/MARTE should be identified in the design phase of RTES. UML/MARTE timing inconsistencies are related to modeling errors and can be hazards throughout the lifecycle of RTES. We propose a systematic approach to check timing consistency of state machine, sequence, and timing diagrams with MARTE annotations for RTES. First, we present how state machine, sequence, and timing diagrams with MARTE annotations specify the behaviors of RTES. To overcome informal semantics of UML/MARTE models, we provide formal definitions of state machine, sequence, and timing diagrams with MARTE annotations. Second, we present the timing consistency checking approach that consists of a rule-based and a model checking-based timing consistency checking. In the rule-based timing consistency checking, we validate well formedness of UML/MARTE behavioral models in timing aspects. In the model checking-based timing consistency checking, we verify whether timing behaviors of sequence and timing diagrams with MARTE annotations are consistent with the timing behaviors of state machine diagrams with MARTE annotations. We support an automated timing consistency checking tool UML/MARTE timing Consistency Analyzer for a seamless approach. We demonstrate the effectiveness and the practicality of the proposed approach by two case studies using cruise control system software and guidance and control unit software.     

Concurrency and Refinement in the Unified Modeling Language

This paper defines a formal semantics for a subset of the Unified Modeling Language (UML). It shows how suitable combinations of class, object, state, and sequence diagrams can be associated with patterns of interaction, expressed in the event notation of Communicating Sequential Processes (CSP). The diagram semantics is then extended to give a meaning to complete models – suitable combinations of diagrams – and thus a concurrency semantics for object models written in UML. This model semantics is in turn used to define a theory of refinement, based upon existing notions of data and process refinement.     

UML2.0顺序图的形式化研究

在UML2.0规范中顺序图的语义仍然是以自然语言的形式描述的,为实现对顺序图的自动化分析和验证,必须为顺序图定义一种形式化的语义模型.为此首先给出了UML顺序图的一种符合BNF范式的形式化语法,然后为该语法中的非终止符定义转换规则,将UML顺序图中的基本动作转换为加标Petri网组件,最后定义了各种合成操作,利用这些合成操作可以将UML顺序图的加标Petri网组件转换为加标Petni网.