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。     

一种UML2．0模型动态特性的一致性验证方法

近年来，UML已经被广泛应用于软件的分析和设计，然而，由于软件系统的复杂性，在UML模型中，难免会引入不同图表间特别是动态视图之间的不一致性。提出了一种用于验证UML2．0模型状态图和顺序图一致性的方法。首先，用XYZ／E来形式化描述状态图并将其转化为Promela输入语言；然后，用LTL来表示顺序图间的相互作用；最后利用模型检测工具Spin通过检查Promela描述的状态图是否满足LTL公式来达到检测模型一致性的目的。     

基于UML集成测试模型的生成方法

UML中的状态图和通信图可共同作为生成测试用例的模型,用于集成测试用例的生成.在通信转换的基础上采用深度和广度搜索得到没有冗余的组合状态图,提出一种形式化组合状态图中组合状态的方法,使集成测试模型更加简单,实验结果表明易于生成集成测试用例.     

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.     

基于UML的嵌入式系统模型验证技术的研究

统一建模语言UML在嵌入式系统设计建模中已经获得了广泛的认可,能对复杂嵌入式系统建模,并有很多成功的应用,但UML是一种半形式化语言,存在时间约束描述能力不强和所建模型形式化复杂、验证难度大等问题。针对上述问题,本文提出了采用实时UML对嵌入式系统UML状态图进行建模;然后用状态-约束-事件矩阵方法来对模型进行形式化描述;最后利用SPIN对模型进行验证。该方法解决了UML在嵌入式系统建模和形式化验证过程中出现的问题,应用实例和结果证明了该方法的有效性和可行性。     

嵌入式无线移动通信系统的研究与开发

为降低嵌入式无线移动通信系统的硬件开销和高效地开发嵌入式网络协议,构建了基于8位低端微控制器的嵌入式无线移动通信终端,同时根据软件工程原理,在系统实现中提出了以框架设计模式开发嵌入式网络协议的思想,实现了一个生成网络协议的通用框架,它采用UML状态机技术,将嵌入式网络协议的UML状态图转换为网络协议的实现代码.实验结果表明,该系统不仅极大地降低了对硬件资源的需求,UML状态机技术也为嵌入式系统软件的开发带来了规范性和高效率.     

基于扩展层次自动机的UML状态图完备性和一致性检验

UML状态图是UML中重要的建模元素之一,用以描述软件系统的离散行为。完备性和一致性是UML状态图模型最重要的性质之一,是进一步验证模型行为正确性的前提。给出了状态图模型完备性和一致性的定义,研究了对完备性和一致性进行检验的方法。该方法首先把状态图模型变换成扩展层次自动机(EHA),然后对EHA进行分析。EHA中间格式消除了状态图的复杂性,简化了冲突迁移的优先级判别,便于设计简捷有效的算法对完备性和一致性进行检验。该方法的主要优点是利用了EHA的特性,给出了组合状态上迁移的传播算法,解决了完备性和一致性分析的难点。     

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。     

移动IPv6测试中的层次化协议描述和测试生成方法

移动IPv6协议是一种庞大的分布式协议，这为协议描述和测试生成带来了困难．提出分层次描述协议的思想，定义了描述协议的有限状态机和多节点有限状态机模型，分四个层次分别对协议运行流程、协议节点类型、内部数据结构处理、离散功能进行了形式化描述．把描述协议的状态机模型转化为有向图，设计了针对有向图的测试序列集产生算法，最终生成了覆盖整个移动IPv6协议的测试序列集．     

用例模型的Z语言形式化描述方法

以UML用例模型为主要研究对象,通过对UML用例模型概念和Z抽象符号的分析,采用Z形式化语言对用例模型建模元素的抽象语法和语义进行形式化的描述,提出了用例模型到Z形式语言的映射规约,并建立了UML用例模型图到Z形式规约的映射与转换机制。     

Combination of Model Checking and Theorem Proving to Verify Embedded Software

1IntroductionFormal methods have attracted more and more atten-tionin the development and verification of high trust-worthy software due toits rigor and precision, whichisbased on mathematics[1 ~4].Formal methods are dividedinto two categories :formal specification andformal ver-ification.Formal verification is based on formal specifi-cation and is used to decide whether a checked systemsupports some given properties . There are two ap-proaches to formal verification: model checking[5]andtheor…     

Modeling UML sequence diagrams using extended Petri nets

Unified modeling language (UML) sequence diagrams combined with the UML profile for modeling and analysis of real-time and embedded (MARTE) systems are used to represent systems?? requirements. To enhance formal analysis abilities, sequence diagrams annotated with MARTE stereotypes are mapped into timed colored Petri nets with inhibitor arcs (TCPNIA). The mapping rules for the fragments of sequence diagrams and MARTE stereotypes are proposed respectively. They are proposed both in graphical and formal forms. The soundness of mapping rules is analyzed. The data related issues are handled through colored properties in TCPNIA models, guard functions and operational functions. A mapping rule for state invariant is proposed based on data related information. Through state invariant, complicated control relations can be expressed. Formal definitions for morphing and substitution in TCPNIA models are given. They provide modular and hierarchical modeling methods for TCPINA models. To show the applicability and feasibility of our method, an application example in vehicular ad hoc networks (VANETs) domain is studied.     

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。     

Efficient test case generation for validation of UML activity diagrams

Unified Modeling Language (UML) is widely used as a system level specification language in embedded system design. Due to the increasing complexity of embedded systems, the analysis and validation of UML specifications is becoming a challenge. UML activity diagram is promising to modeling the overall system behavior. However, lack of techniques for automated test case generation is one major bottleneck in the UML activity diagram validation. This article presents a methodology for automatically generating test cases based on various model checking techniques. It makes three primary contributions: First, we propose coverage-driven mapping rules that can automatically translate activity diagram to formal models. Next, we present a procedure for automatic property generation according to error models. Finally, we apply various model checking based test case generation techniques to enable efficient test case generation. Our experimental results demonstrate that our approach can reduce the validation effort drastically by reducing both test case generation time and required number of test cases to achieve a functional coverage goal.     

基于UML的学生毕业设计选题系统研究

为了完成本科毕业设计选题的自动化和培养学生设计分析开发软件的能力,避免结构化模型的不足;采用UML建模技术,借助于Rose工具,对学生毕业设计选题系统进行有效地建模和模型分析,采用ASP技术完成系统的研究与开发;利用UML建模思想,能够避免结构化建模技术的不足,完成系统的可视化表达,构建学生选题系统的用例图,状态图,类图等,自动生成和维护系统代码,并有效地提高系统的开发效率。     

Dependence analysis for UML class diagrams

Though Unified Modeling Language (UML) has been widely used in software development, the major problems confronted lie in comprehension and testing. Dependence analysis is an important approach to analyze, understand, test and maintain programs. A new kind of dependence analysis method for UML class diagrams is developed. A set of dependence relations is definedcorresponding to the relations among classes. Thus, the dependence graph of UML class diagram can be constructed from these dependence relations. Based on this model, both slicing and measurement coupling are further given as its two applications.     

基于UML活动图的进程关系模型恢复方法

针对UNIX平台上的分布、并发的软件系统,提出了基于UML活动图的进程关系模型恢复方法.分析了UNIX平台支持的进程间关系,在此基础上提出了需要获取的动态信息,给出了用UML活动图表示进程关系模型的方法,并用一个实际的软件系统进行实验验证.实验结果表明:逆向恢复出来的进程关系模型具有直观、形象的效果,能够帮助用户更好地理解系统.