基于即时验证的软件验证工具改进设计与实现

基于设计模型的分析技术是现代复杂嵌入式软件系统高可靠性的重要保障手段。基于即时验证(On thcfly verification)方法对一个构件化嵌入式软件设计模型原型验证工具T-CI3ES1)进行了改进设计与实现。集成Topcased 和JE工AP扩展了手C13ESD图形化建模接口;设计并实现了相关输入处理与转换;重新设计并实现了状态空间数据结 构,包括功能、非功能行为(实时、资源、能耗等)验证问题在内的多个基于路径的一致性即时验证算法。给出了改进工 具在火灾预警系统中的应用实例与分析。     

构件化嵌入式软件设计模型非功能性质验证的工具实现

嵌入式软件的非功能性质是系统高可靠性的重要构成部分.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期,缺乏有效工具对系统设计的非功能性质进行分析与验证.对基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-based Embedded Software Designs)进行了资源及能耗等非功能性质验证功能的扩展设计与实现,包括:资源接口自动机和能耗接口自动机模型的输入输出接口设计、UML顺序图模型的预处理、带非功能语义信息的组合系统状态空间数据结构的设计、非实时资源使用性质与实时相关能量消耗特征验证算法的实现,以及一个通信构件组合系统的实例应用分析.     

T-CBESD:一个构件化嵌入式软件设计模型验证工具

现代复杂嵌入式软件系统的高可靠性需要有效的基于模型的设计与分析技术.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期.本文在Eclipse平台上设计并实现了一个基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计的形式化验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-Based Embedded Software Designs).工具直接使用UML顺序图模型作为系统规约,可以检验系统设计模型与场景式规约之间多种行为一致性问题;并使用消息事件的时间约束不等式,检验实时接口自动机网络与带时间约束的顺序图模型之间的实时行为一致性问题.工具设计与实现内容包括:输入输出接口、顺序图模型的预处理转换、状态空间数据结构设计、抽象验证算法的实现以及通信构件组合系统的实例应用分析.     

基于B/S架构的实时系统建模验证工具

实时系统的建模与验证是实时系统开发过程中不可或缺的环节。由于目前业界中广泛使用的建模验证工具UPPAAL存在下载安装慢、拖拽控件不灵活且不支持多用户进行项目团队管理等弊端与局限性,在考虑UPPAAL缺点的同时结合实际应用需要,设计并实现基于B/S架构的实时系统的建模和验证工具。该工具通过浏览器即可访问,提供良好建模操作体验的同时支持多用户进行项目团队管理。使用该工具编辑运行具体实例,验证了实例系统的可达性、安全性等性质,获得了预期的正确结果,完成了该工具的功能测试。     

基于实时UML顺序图的物联网交互模型

物联网是一个集计算、通信和控制于一体的智能系统,它通过监控和收集物理进程信息并将这些信息进行计算和分析,最终生成正确的控制指令用以执行,从而使物理环境变得更加安全和可靠。在物联网中,各物体通过网络连接或者本地连接的方式进行交互,这些交互具有时间性和地域性。物联网的建模和验证是物联网研究中一个重要的领域。文中提出一种基于实时UML顺序图的物联网交互模型,该模型将物联网中所有参与交互的物体建模为交互对象,并且通过实时UML顺序图对交互对象间的交互进行建模。使用时间自动机对交互对象的内部状态变化进行建模,以形成对交互模型的补充。最后根据转换规则将交互模型转换为时间自动机的形式以便于验证。通过一个实例,显示了如何具体应用物联网交互模型。进一步提出了物联网系统应该满足的一些性质,并使用UPPAAL模型检测工具对物联网交互模型进行分析和验证。     

基于SAT的软件验证

线性时态逻辑SE-LTL是具有高表达力和基于状态、事件推理能力的并发系统规约语言.目前,SE-LTL的模型检测算法依然是显式的,状态空间爆炸是检测的主要困难.对SE-LTL引入一种有界模型检测技术,该技术将SE-LTL模型检测归约为命题公式的可满足性问题,避免了基于二叉图方法中状态空间的快速增长,加速了验证过程.对SE-LTL-X进一步在该技术中集成stuttering等价技术.实验结果表明该集成有效地降低了验证时间.     

包含协议和语义的构件一致性验证方法

在基于构件的系统设计中,需要对构件的一致性进行验证。构件的一致性包括语义一致性和协议一致性,已有的一致性验证方法仅支持构件的协议一致性验证。而在实际应用中除了要进行构件的协议一致性验证外,还需要进行其语义一致性验证。为此提出了一种包含协议和语义的构件一致性验证方法。所提方法将方法语义与基于场景的需求规约相结合,使用语义扩展接口自动机模型(SIA)来建模构件的语义和协议信息,使用带有语义约束的UML交互概观图来表示基于场景的需求规约。通过对SIA和带语义约束的UML交互概观图的行为的理论分析,进一步形成了一种一致性验证算法,并用实例来说明其过程。该算法不仅能够检验系统中构件的协议一致性,而且能够检验其语义一致性。该算法中的方法语义包括了该方法参数的类型和详细语义信息,更符合实际应用情形。     

基于UML规范的建模工具研究与设计

集中研究了基于UML规范的建模工具,提出了建模工具的整体架构,详细分析了架构的具体组成和各部分的主要功能以及各部分之间的通信过程,并且介绍了建模工具包含的主要功能特点及技术实现,最后展望了未来研究的发展方向。     

基于场景规约的构件式系统设计分析与验证

使用接口自动机及接口自动机网络来描述构件式系统的行为设计模型,使用UML顺序图表示基于场景的需求规约,对系统设计阶段的构件交互行为的动态兼容性进行形式化分析和检验.通过对接口自动机网络状态空间的分析,给出了一系列算法以检验系统行为的存在一致性以及几种不同形式的强制一致性性质,包括前向强制一致性、逆向强制一致性以及双向强制一致性等.     

基于MDA的嵌入式软件开发平台设计

针对如何快速开发高质量的嵌入式软件的问题,实现了一种基于MDA的嵌入式软件开发平台EUP。该平台根据模型驱动的软件开发方法,集成UML建模、模型验证、模拟和自动代码生成技术等,为嵌入式软件的开发提供了一个统一的开发环境。分析了铁道交叉路口系统的实例,试验结果表明EUP平台能够方便、高效地实现模型模拟和验证,为快速开发高质量的嵌入式软件提供了一种可行的途径。     

On-the-Fly Data Flow Analysis Based on Verification Technology

The combination of static and dynamic software analysis, such as data flow analysis (Dfa) and model checking, provides benefits for both disciplines. On the one hand, the information extracted by Dfas about program data may be utilized by model checkers to optimize the state space representation. On the other hand, the expressiveness of logic formulas allows us to consider model checkers as generic data flow analyzers. Following this second approach, we propose in this paper an algorithm to calculate Dfas using on-the-fly resolution of boolean equation systems (Bess). The overall framework includes the abstraction of the input program into an implicit labeled transition system (Lts), independent of the program specification language. Moreover, using Bess as an intermediate representation allowed us to reformulate classical Dfas encountered in the literature, which were previously encoded in terms of μ-calculus formulas with forward and backward modalities. Our work was implemented and integrated into the widespread verification platform Cadp, and experimented on real examples.     

基于ARM的证书验证系统的设计与实现

结合嵌入式与蓝牙技术的优势,设计了一种基于蓝牙技术的嵌入式无线证书真伪验证系统,主要阐述了ARM微处理器、uClinux系统、蓝牙模块和二维条形码识读器作为主要的软件、硬件的设计思想.考虑到有线网络的架设受到种种条件的限制,采用无线通信技术来实现数据交换,利用唯一ID实现交互数据查询,快速验证证书的真伪.     

基于设计模式的改进遗传算法设计与实现

针对传统的遗传算法编程求解过程中存在的代码复用性不高,灵活性差的情况,在参考麻省理工学院Matthew Wall开发的遗传算法类库GAlib的基础上,文章提出了基于设计模式的改进遗传算法设计框架,并提供了部分Visual C#代码和演示。该框架通过使用模板方法模式、策略模式和适配器模式大大提高了改进遗传算法在设计实现过程中的可扩展性和灵活性。     

基于LabVIEW的砝码自动检定系统设计与实现

针对目前砝码检定工作操作过程复杂、检定效率低等问题,设计了一种基于LabVIEW的砝码自动检定系统;在符合砝码检定规程的情况下,系统实现了检定数据实时采集、数据处理、生成原始记录、管理标准器、查询历史数据和衡器控制等功能;相对现有的砝码检定方法有操作简单、高效、程序移植性好等优点;系统由主控计算机、串口转无线扩展卡、多台衡器设备及相应的标准砝码装置组成;通过使用串口转Wi-Fi模块,系统可实现控制多台衡器设备的需求;实验结果证明,系统运行稳定可靠,采集数据准确,容易扩展,且大幅度减轻了检定人员的劳动强度,在计量检定工作中具有一定的实用和推广价值.     

基于Tcl的EDA系统规则验证的设计与实现

文章研究了利用Tcl在ViewDraw EDA系统上进行二次开发的技术，并在此之上实现了一个规则验证系统，本文对此系统的项目背景、系统结构、Tcl扩展命令集、规则库的管理及规则验证进行了详细的介绍。     

基于SSX10的支付密码核验系统的设计与实现

目前银行票据核验主要是人工的,存在着不安全、效率低、易出错等问题。针对这些问题,该文提出一种基于SSX10的支付密码核验系统。系统主要由三大部分组成:人行核验子系统、商业银行核验子系统、商业银行核验前台系统,通过Intranet和业务系统集成在一起,可以快速、可靠、安全地处理支付凭证。目前系统已无故障运行5000小时以上,提高工作效率百倍以上,为银行电子化业务实时核算奠定了坚实的基础。     

基于改进的PID算法的光模块设计和实现

讨论了基于100G可调谐激光器光模块的设计与实现,简单介绍了MCU中各个模块功能。主要的技术涉及TEC控制、波长锁定、波长调谐和功率补偿等。通过分析传统的位置式PID算法,改良PID算法并使用该算法实现波长锁定,这样可以防止在系统调整过程中,因调整量过冲而发生的波长漂移甚至失锁。     

基于改进的BP网络模型的分类器的设计与实现

用改进的ＢＰ网络模型作了分类器。改进的模型拓扑结构最简，学习速率快，分类准确率高。     

基于Linux的一种MPLS故障恢复的设计与实现

目前主要存在Haskin方案和Makam方案两种不同MPLS故障恢复机制.根据对二者进行分析比较,采用Makam方案,提出在静态LSP下,检测到MPLS故障时可采用的两种实现方法:一种是通过修改IP路由表来实现保护倒换;另一种是通过修改MPLS转发表实现保护倒换.依据实际的网络环境选择后者进行设计与实现,给出了具体的处理流程、相应的数据结构和修改MPLS转发表的方法.最后,对拓扑图配置Lsp进行试验,试验显示故障发生后成功保护倒换到备份Lsp,从而证明本方法的可行性和快速性.