摘要:

针对π演算难于对时间相关移动并发系统进行建模和推演,提出了一种采用扩展π演算p-π对时间相关移动并发系统进行形式化建模与推演的方法.该方法首先采用区间动作前缀和瞬时动作前缀分别描述系统的时间相关行为和交互行为,并通过操作算子将子进程进行复合,然后利用操作规则构造出系统的时间相关标记迁移系统和可接受的执行路径,最后基于上述迁移系统和执行路径完成对系统性质的推演.对移动车辆控制系统的分析表明,所提方法可对时间相关移动并发系统进行有效建模和推演,保证时间相关移动并发系统的可靠性.

摘要:

针对软件开发过程中安全性分析与设计不足的问题,在研究现有软件安全性建模及形式化验证技术的基础上,提出了一种适用于面向对象的软件安全性建模与验证方法.建立软件安全属性的非形式化UML模型,采用安全扩展有限自动机创建其形式化模型,并使用线性时序逻辑描述安全属性,将形式化模型与安全属性共同作为模型检测器的输入,得到模型是否满足性质的验证结果,从而实现了软件安全设计与验证技术的有机结合.实验结果表明,该方法能够在软件设计初期对所涉及的安全性进行有效分析与验证.

摘要:

针对面向服务软件中异常处理难以建模的问题,基于层次着色Petri网提出了一种面向服务软件中异常处理的形式化建模方法.该方法从异常的抛出、捕获、处理、返回或传播等方面入手进行了异常处理成分建模,给出了各成分的层次化的形式语义模型,来清晰地表达异常处理的过程.结合实例从有效性和可靠性角度对建模方法进行了验证,结果表明,所提方法能够充分利用着色Petri网的层次和数据类型的建模能力,为面向服务软件的数据流和控制流、大规模面向服务软件的层次化模型建模,为异常处理性质的分析与验证提供支持.

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网络实时系统对时间和QoS有严格要求.扩展的模糊时间Petri网是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性.本文介绍了扩展的模糊时间Petri网的定义,模型检验方法,仿真工具,网精简技术和应用领域,并探讨了进一步研究的方向.

摘要:

密码协议分析与设计的基础是对其进行形式化建模.将主体角色发送和接收消息的行为分别表示为相应的主体角色发送进程和接收进程,定义前缀(串行)和并发运算为主体角色进程演进的算子,并进一步将主体角色进程演进的状态系统描述为密码协议的串空间图.它为密码协议安全属性的验证提供了一个形式化模型.

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为提高传感器网络兼容性和互换性,构建了一种基于IEEE 1451的通用网络化传感系统模型,能够实现传感器的即插即用.基于Petri网建立模型,利用CPN Tools对其进行形式化建模、分析和验证.结果表明,该系统的有界性、活性等特性均可用,可实现网络化传感系统快速化、标准化的建立.所建立的系统模型能够为研制工业现场中所需要的具体的网络化智能传感器提供理论依据,能更好地实现其系统网络兼容性和互换性等特性,可以在各领域广泛地应用.

摘要:

为了增强基于遗传算法的水下群机器人路径规划算法正确性的说服力,使用定理证明对其进行形式化研究,给出算法在定理证明器HOL4中的形式化模型.基于算法形式化的一般步骤,对算法的设计进行了详细的分析,指出算法设计的核心步骤和建模难点.在此基础上建立了总体形式化建模框架,然后对其进行化简,得到种群初始化、选择、交叉三个核心模块.给出了模型中要用到的基本数据类型的形式化描述,并分别对三个模块进行形式化描述,最终得到算法的形式化模型.通过证明与模型相关的97条性质,说明了模型的合理性及有效性,在此模型的基础上,可以完成对算法的形式化验证,同时还能拓展HOL4的应用范围.

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语法和语义层次的组合并不足以保证仿真组件组合的完整性、有效性和实用性，在语用组合问题分析的基础上，提出了基于扩展有限状态自动机的仿真组件模型形式化描述，包含了仿真组件行为语义和仿真运行语境约束信息，并在此基础上设计了基于XML的仿真组件模型描述规范。最后，通过应用实例具体描述了面向语用组合的仿真组件模型组合过程。组合中考虑了模型发现、组合判定、仿真运行与仿真语境之间的关系，并且实现了面向语用的仿真系统自动化动态构建。

摘要:

针对影响RBC切换质量的列车速度、RBC切换时间等诸因素,以及澄清对RBC交接协议安全性在认识上的一些误区,利用随机Petri网形式化描述工具,建立了CTCS-3列控系统RBC切换模型.通过理论分析和仿真实验,验证了不同速度条件下高速列车越区运行RBC交接协议A、B的可靠性、安全性和合理性.交接协议B作为协议A的冗余措施,由于考虑了RBC切换过程中通信中断时间,从RBC切换成功概率上讲,并不存在安全上的问题,但降低了RBC切换效率,对行车效率有所影响；列车速度进一步提高时,RBC切换的可靠性下降,可考虑适当增加RBC重叠覆盖区域、场强和列车间隔时间裕量.

摘要:

针对常用仿真工具在进行面向密码协议的半实物（hardware-in-the-loop，HIL）网络仿真时接口不支持、密码协议仿真资源缺失、无法实现密码协议处理等问题，提出一种面向密码协议的HIL网络仿真方法。在形式化分析面向密码协议HIL网络仿真建模环境的基础上，给出了密码协议HIL网络仿真过程中用到的关键技术，构建了基于OMNeT＋＋的HIL网络仿真模型；然后就仿真过程中存在的关键问题进行了分析，提出了有效的解决方案；最后以网际控制报文协议（Internet control message protocol，ICMP）在测试主机连通性中的应用为例，基于封装安全载荷（encapsulate security payload，ESP）协议，对面向密码协议的HIL网络仿真方法进行了仿真测试。实验结果表明，与现有HIL网络仿真方法相比，该方法可以对经ESP协议处理后的ICMP询问报文进行响应，有效地使虚实主机基于密码协议进行保密通信。