形式化方法B及其程序规约机理

用形式化方法开发软件是提高软件可靠性和生产效率的革命性途径,是实现软件自动化的关键。文章针对B方法,介绍了其产生的历史背景,分析了其程序规约机理,并结合实例给出了B方法中抽象机的具体运用,对该方法的特点进行了评述。

关于GB/T228.1-2010拉伸速率之方法B的探讨

在弹性变形阶段(符合虎克定律条件下),采用应变速率(方法 A)与应力速率(方法 B),金属拉伸试验的试样受力是对应等值的。方法 B是拉伸试验速率控制的一种模式,由于是在弹性变形阶段,控制应力速率可以克服试验机拉伸系统在该阶段柔度的影响。方法 B更适用于试验量大的大规格尺寸试样、大生产检验。

基于状态图转形式化B模型的安全苛求系统开发方法

形式化方法精确且严格,较多应用于安全苛求系统开发,但目前仍存在学习成本高、使用复杂、重用性低等问题。常用的非形式化状态图模型虽易于使用却缺乏严格验证。针对这些问题,提出一种将状态图SCXML模型转译为形式化B模型的模型转化方法,从而结合状态图的易用性降低在安全苛求软件系统开发过程中使用形式化方法的复杂度。该转译方法分为映射规则、同步语义和程序实现3个部分,以保证自动转译后的模型自身含义与基础语义不变。在平交道口控制系统开发案例分析中,该方法根据图元模型自动生成了对应形式化模型,通过对形式化模型的分析改进系统在功能安全、数据安全、隐藏分支3个方面的非安全因素,并保证从需求至模型的一致性,证明了该方法可降低形式化方法建模难度,提高软件系统的正确性、可靠性与安全性。

UML模型形式化B方法转换的实现

UML是软件开发的标准语言,已经广泛运用于各种领域的软件设计建模之中。但是UML的半形式化表达方式缺乏准确的语义,使其无法在软件设计过程中针对需求的一致性进行分析,因此需要使用一种形式化方法对UML模型进行描述。以高速列车控制系统为例,基于B方法对用例图模型与顺序图模型进行形式化转换,对两种模型中各组成部分从语义角度分别进行了描述,从而完整地刻画了UML模型所描述的系统需求。

基于UML状态机与B方法的高可信嵌入式软件开发

提出了一套集成UML与B方法开发高可信嵌入式软件的实用方案:以软件的UML状态机模型为起点,将其转换为B抽象模型并在B工具中验证该模型的一致性,然后遵循B模型逐步精化的开发规则,利用B方法的精化正确性验证功能,得到系统的可靠的实现模型,最后借助B工具自动生成C代码。实例分析表明,这套方法可以提高高可信嵌入式软件的开发验证效率。给出了嵌入式软件设计中常用的UML并发状态图到B抽象模型的转换规则。

形式化方法Designware、B的比较

用形式化方法开发软件是提高软件可靠性和开发效率的革命性途径。Designware、B是两种支持软件开发全过程的形式化方法。对它们的规约描述方法、规约求精方式、开发步骤进行比较,最后分析这两种方法各自的优缺点。

用格子Boltzmann方法研究Burgers方程

提出了用于Ｂｕｒｇｅｒｓ方程的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ模型．应用Ｃｈａｐｍａｎ－Ｅｎｓｋｏｇ展开和多重尺度技术。通过选择平衡态分布函数的高阶矩，得到了几种精度的＂ｕｒｇｅｒｓ方程，模型中的参数通过分析耗散性质和色散性质给出．

基于B方法的Web Service组合描述和验证方法

对于Web Service及其组合来说,保证其组合的正确性是十分必要的。B方法是一个基于模型的形式化方法,有很强的结构化机制和很好的工具支持,对于建模和软件验证是一种有效的方法。该文基于B方法对Web服务及其组合进行了形式化建模,并能够利用B方法相对成熟和完善的模型检查工具,来完成模型的正确性验证。

应用ICP-MS，AFS，GF-AAS测定食品中As，Cd，Hg，Pb方法的对比研究

近年来，食品安全问题已经成为人们关注的焦点和热点，食品中重金属含量准确有效测定一直是我们所研究的，重金属测定在推荐性国标方法中已经存在，但随着元素分析方法、手段不断更新，分析速度越来越快。微波消解．电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定食品中重金属含量是近些年新兴起较先进的检测方法，目前还没有相关国家标准出台，现阶段是ICP—MS法与现行国标方法进行反复对比验证的试验阶段，因此进行深入的方法对比研究，为ICP-MS分析方法新国家标准的制订奠定基础。

一种状态图到B规格说明的自动转换方法研究实现

状态图是UML动态视图之一,主要描述对象的动态行为,但缺乏形式化的动态语义,不利于软件从需求到代码的自动化转换。B语言支持形式化规格说明,在MDA转换过程中,把UML状态图转换为B规格说明,可以使MDA中的需求表达得更为精确。基于此,提出了一种基于EMF的状态图到B规格说明的转换方法,设计了状态图和B抽象机的元模型,定义了元模型之间的转换规则,给出了该规则的ATL描述,最后在Eclipse平台实现了状态图到B规格说明的自动转化。该方法为MDA过程中获取形式化需求提供了一种新的途径。

B方法与UML在软件设计中的结合应用

形式化方法B用抽象机对软件进行描述和设计,它支持严格的数学定义和证明,可以保证模型的正确性和无歧义性。UML是面向对象的建模技术,提供灵活快捷的分析与设计方式。文中通过B方法和UML在问题对象域层次上的结合,给出一种在软件设计中结合应用,提高软件质量的方法。

上海旅游客流的B-J方法预测研究

本文在系统分析上海市2000年1月至2004年9月旅游市场动态变化时序数据的基础上,采用博克斯-詹金斯(B-J)方法预测了2004年4月至2004年9月间上海市旅游客流的发展变化趋势。通过预测结果与现实统计数据的对比表明,采用B-J方法预测旅游客流的短期趋势是可行的,因此,可运用该方法对上海市客源市场进行科学规划,但在具体运用过程中需考虑对旅游市场的突发性冲击将可能对预测精度造成的影响。

基于B方法的体系结构描述语言的形式化研究

通过分析B方法和软件体系结构描述语言ABC/ADL各自的特点,提出了一种两者结合的形式化方法。该方法利用B方法扩充的事件机制,定义软件体系结构描述语言的构件和连接子观察模型、行为规约和约束规约,并给出了规约实例,从而使得基于B方法的ABC/ADL能够形式化描述软件体系结构的结构和行为。

B方法规格说明的构造及应用

B方法是一种软件形式化方法,支持从规格说明到代码生成的整个软件开发周期。本文比较系统地分析了B方法规格说明的构造结构,并结合所设计的实例演示了用B方法编写规格说明的过程,简略地给出了其规格说明的证明义务,并对其规格说明进行了一次精化。

基于面积坐标与B网方法的四边形样条单元

传统等参元方法中,S型等参元完备阶较低,对网格畸变敏感,L型等参元具有高阶完备性但需要使用内部节点.另外,由于引入等参变换,采用数值积分可能导致总刚度矩阵出现奇异性.利用三角形面积坐标与B网方法建立了一类平面四边形的样条单元函数,它们的特点是满足协调条件,克服网格畸变敏感性.其中8节点和12节点单元分别为2次和3次样条函数,对直角坐标分别具有二阶和三阶完备性,高于相同节点的S型等参元.通过算例测试了这些样条单元,并与等参元和其它四边形单元比较,数值结果显示了它们的高精度和有效性.

基于通信顺序进程与B方法的CBTC计算机联锁系统的形式化建模与验证

针对CBTC联锁系统的复杂性,提出一种基于通信顺序进程(CSP)与B方法集成的形式化方法,即在通信顺序进程的通信事件与B方法抽象机的操作之间建立起一对一的映射关系,实现通信事件通过控制抽象机的操作、进而影响抽象机状态的目标,从而实现通信顺序进程和B方法之间的同步。以1个实际站场为例,采用B方法对具有复杂状态空间的CBTC联锁系统的逻辑状态运算建立抽象机,采用通信顺序进程对CBTC联锁系统与外部系统的并发交互行为建立进程,并通过映射关系使CBTC联锁系统的抽象机与外部交互行为进程同步,由此建立基于通信顺序进程与B方法的CBTC联锁系统的形式化模型。采用ProB工具对建立的CBTC联锁系统模型的安全性、无死锁性进行验证。发现并修改模型中的不一致、不完全、歧义等错误,从而验证了CBTC联锁系统的安全性和无死锁性,保证了系统的最终实现。

基于B方法的轨道交通控制系统配置数据的形式化验证

轨道交通控制系统对安全性和可靠性要求极高,其正常运行依赖于正确的配置数据,因而采用有效的方法保证配置数据的正确性显得十分重要。以轨道交通控制系统的配置数据为研究对象,选取道岔、信号机、轨道区段、进路等站场型信号设备数据为研究案例,基于各个配置数据的站场型数据结构,先用自然语言描述各个配置数据和配置数据需要满足的静态规则,再使用B语言形式规约各个配置数据及其所需要满足的静态规则,建立静态形式化模型,最后使用ProB模型检验工具,验证分析已生成的各个配置数据是否满足静态规则。验证结果表明,使用B方法对轨道交通控制系统配置数据进行形式化验证,有效提高配置数据正确性,进而为轨道交通控制系统的正常运行提供可靠保障。

基于B方法的道岔控制系统形式化建模与验证

为解决目前安全苛求系统研发中的功能安全问题,以用于轨旁设备联锁控制的道岔控制系统为研究对象,基于系统需求规范,使用形式化软件开发方法(B方法)对系统的功能逻辑建立形式化模型,完成对需求规范、系统功能及决策过程的验证,最终生成C语言形式的可执行代码。在分析系统各类属性与联锁逻辑关系的基础上,使用一阶逻辑和公理化集合论的数学方式,严格定义系统各层的B语言模型。通过对不变式的证明义务进行证明,验证系统中的安全、时间特性,检查出需求规范中的缺陷,提出增强系统稳健性的改进方案,进一步修正系统设计原型。通过不变式冲突和死锁检验进一步确认系统的正确性。研究表明,在所有证明义务通过机器自动证明和手动交互式证明的验证后,B模型自动生成的C代码能够正常运行并且功能满足实际联锁需求。将形式化方法应用于系统开发的全过程,所使用的技术路线及开发方法可以有效提高道岔控制系统的安全可靠性,并减少编码阶段工作量,对其他安全苛求系统的开发有重要参考意义。

用五次B样条Galerkin有限元方法求Burgers方程的数值解

采用有限元近似和对时间离散的方法,提出了解(1+1)维非线性Burgers方程的五次B样条Galerkin有限元方法,将得到的数值解与精确解以及相关文献的数值解分别进行比较,发现所得的数值解与精确解符合得很好,且精确度高.

形式化B方法到UML类图的转化研究及应用

形式化B方法是建立在严格数学基础上的软件开发方法,它用抽象机器符号来描述软件的规格说明;UML是面向对象的建模技术。文章提出一种将B的实现转换成UML类图的机制,从而以期实现B方法到面向对象编程的无缝连接,并结合免疫系统给出了应用实例。