基于UML需求建模的一种形式化分析方法及其应用

UML是软件开发过程中广泛使用的建模语言,但由于缺乏精确的语义,难以直接对其建立的需求模型进行精化和验证,因而无法进一步提高软件的正确性和可靠性,也不具备实现软件自动化的前提条件.提出了一种基于UML需求建模进行形式化分析的方法.采用Object-Z对UML建立的需求模型进行形式化描述,采用Perfect弥补了Object-Z在精化与验证方面缺少自动化工具支持的不足,最后通过一个实例说明了该方法在实际应用中的可行性.     

基于common logic的UML类图形式化及验证

统一建模语言(UML)是目前广泛使用的一种面向对象建模语言,其图形化,半形式化的特点,使其缺乏精确的语义描述,模型之间容易出现不一致问题,因此,UML类图的形式化问题尤为重要.common logic是一阶逻辑的一个特殊拓展,语法简洁,无符号,易读易掌握易使用,语义精确,满足一阶模型理论,相较于其它逻辑语言,更适合UML类图进行形式化规约.因此,提出采用common logic对UML类图进行形式化,得到形式化的语义规约,并对实例模型进行一致性验证.     

UML 2.0的形式化语义研究

由于UML 2.0动态视图缺乏精确的语义,难以对它所表示的系统进行分析和验证.基于此,在描述UML 2.0顺序图和状态图语法和语法约束的基础上,采用可执行的线性时序逻辑语言XYZ/E定义其形式化语义,这样不仅便于UML 2.0顺序图和状态图之间的模型转换,也为使用UML和形式化方法相结合描述软件体系结构的交互行为奠定了基础.     

基于OCL约束的多态性时序图测试用例生成方法

由于UML时序图不能够描述多态性,导致根据时序图生成的测试用例存在不足,无法测试多态性方法.提出了一种对多态性时序图的形式化及相应测试用例的生成方法.根据类约束和满意集规则确定类的多态性方法集CSPM(class sets of polymorphism methods),并将多态性时序图转换为多态扩展有向无环图PCOMDAG(polymorphism class object method acyclic graph).使用提出的测试覆盖准则及深度优先算法对PCOMDAG图进行遍历,自动生成多态性时序图的测试用例.通过实例验证方法的有效性,其结果表明,本方法能够生成基于OCL约束时序图的测试用例对多态性方法进行测试,提高时序图测试集的覆盖度.     

OCL 2.0表达式语义学比较研究

从语法、语义域和语义映射三个方面,给出了基于UML元模型和形式化的OCL表达式语义描述.并探讨了OCL表达式上下文、OCL表达式赋值环境的概念.在OCL表达式语义的形式化描述中,定义了对象模型和OCL表达式语法,给出OCL表达式语义解释和OCL后置条件表达式的语义解释.通过对OCL表达式语义二种描述方法比较,可以看到OCL表达式语义学描述的关键是反映OCL表达式本质的语法描述.     

基于语义和结构的UML类图的检索

以软件重用为背景提出基于语义和结构的UML类图检索.构建了UML类图的重用模型,定义了存储UML类图的重用库结构.提出将本体的概念语义距离应用到UML类图的语义相似性度量和使用图表示UML类图的结构进行结构相似性度量.基于检索流程形式化检索需求,提出了UML类图的检索算法.基于提出的衡量标准,从语义、结构和混合三种检索类型对提出的算法进行了验证.实验结果表明,所提出的检索算法在检索质量和检索效率上要优于其他方法.     

基于ＯＯＺＳ的ＵＭＬ类图形式化描述及其应用

统一建模语言UML是一种面向对象分析和设计过程中重要的建模工具。但由于UML缺乏精确的形式化语义,不利于对其所描述的需求进行进一步分析和验证。这一点上,形式化方法可与之互补。基于此,本文采用一种面向对象的、基于Z的扩展语言OOZS———结构化面向对象形式规格说明语言,对UML的类图进行了形式化描述,寻求一种在软件设计与系统建模过程中UML到OOZS的映射与转换机制,最后给出一个基于OOZS的UML类图的形式化描述实例,结果表明本文的研究工作在实践中是可行的。     

基于元模型架构的UML类图到PVS规范的转化方法

UML是一种非形式化的面向对象建模语言,它缺少精确的语义定义;PVS规范则是一种具有精确语义定义的形式化规范语言,通过PVS规范给UML图形赋予精确的语义可以结合两者的优势.为此,提出了一个将UML类图转换成PVS规范的框架.按照UML的4层架构,依次对元元模型、元模型以及UML图形进行转换,并且前一次转换所得到的规范可以为后面的转换提供上下文背景.与其他方法相比,这种分层转化的方法降低了转换难度,保证了转换的正确性,保持了UML模型更完整的语义成分.     

UML类图元模型基于描述逻辑的表示及验证

UML类图元模型采用非形式化的表示,无法对其结构语义进行严格的描述,因此提出一种UML类图元模型基于描述逻辑表示及验证的方法.在对UML类图元模型进行分析的基础上,构建了UML类图元模型基于描述逻辑SHOIN(D)的约束规则集,并验证了UML类图元模型与其构建模型间的一致性.     

基于矩阵理论的UML类图形式化描述与检测

针对UML缺少形式化语义,使得开发UML自动检测工具变得困难的问题,提出了一种基于矩阵理论的UML类图形式化描述和自动检测方法.首先,分别给出了基于二元关系和基于矩阵的类图形式化描述规则;然后,讨论了UML类图的自动检测;最后,用一个实例说明了该方法的有效性.实验结果表明:该方法可以对UML类图进行形式化描述,且可以通过数学方法找出模型中存在的错误.