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计算机研究与发展 2013年第12期50卷 2661-2675页

作者：陈冬火刘全苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 南京210093 符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学) 长春130012

基于模型检验等形式化方法的测试用例自动产生技术成为测试自动化领域一项重要的进展.对于输入和输出为无界抽象数据类型的无限状态系统,利用传统模型检验技术难以有效地产生测试用例集合,提出基于符号执行和公式重写的测试用例产生方法... 详细信息

基于模型检验等形式化方法的测试用例自动产生技术成为测试自动化领域一项重要的进展.对于输入和输出为无界抽象数据类型的无限状态系统,利用传统模型检验技术难以有效地产生测试用例集合,提出基于符号执行和公式重写的测试用例产生方法.通过建立程序的符号化执行模型,避免输入和输出变量数值化枚举而导致的无限状态系统的建模和状态爆炸问题;建立基于符号化执行模型的时序公式重写规则,并根据线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)公式的反例模式求取复杂属性及行为约束关系,利用约束求解的方法自动产生测试用例集合.这种方法集成了符号执行技术和时序公式状态重写——一种轻量级模型检验技术,成为基于复杂抽象数据类型系统与属性相关的测试用例自动产生的有效方法.

关键词：测试用例自动产生符号执行公式重写模型检验线性时序逻辑输入输出符号变迁系统

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运行时验证及其在列车运行控制系统中的应用

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铁道学报 2011年第12期33卷 65-71页

作者：赵林唐涛徐田华柴铭李宪北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

运行时验证是一种将模型检验方法与测试相结合的轻量级验证技术,它能够有效地降低系统验证的复杂度,提供系统运行阶段的安全保障,因此在安全苛求系统的验证领域有着极其重要的应用。本文提出一种基于三值逻辑的有限轨迹LTL可执行语义,允... 详细信息

运行时验证是一种将模型检验方法与测试相结合的轻量级验证技术,它能够有效地降低系统验证的复杂度,提供系统运行阶段的安全保障,因此在安全苛求系统的验证领域有着极其重要的应用。本文提出一种基于三值逻辑的有限轨迹LTL可执行语义,允许"真"和"假"以外的逻辑值来显式的刻画验证过程中可能出现的非确定性,从而使得验证的结果更加精确。针对新的LTL语义给出了基于公式重写的运行监控算法和近似优化策略,并结合欧洲列车运行控制系统的实例,分析探讨了该方法在轨道交通控制领域的应用。

关键词：模型检验测试多值逻辑公式重写列车运行控制系统

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线性时序逻辑公式的可监控性量化和优化算法研究

线性时序逻辑公式的可监控性量化和优化算法研究

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作者：陈云云南京航空航天大学

学位级别：硕士

在运行时验证中,通过判定线性时序逻辑公式的可监控性和弱可监控性可以衡量一个公式是否适合用于验证。现有的可监控性和弱可监控性的判定算法主要有三种:基于监控器的判定算法、基于公式重写的判定算法、基于无限义务公式的判定算法。... 详细信息

在运行时验证中,通过判定线性时序逻辑公式的可监控性和弱可监控性可以衡量一个公式是否适合用于验证。现有的可监控性和弱可监控性的判定算法主要有三种:基于监控器的判定算法、基于公式重写的判定算法、基于无限义务公式的判定算法。其中,基于无限义务公式的判定算法是一个不完备的算法,只能和另外两种算法同时使用,加快算法的判定速度。但是,已有的针对可监控性和弱可监控性的研究主要存在两个问题。第一,在实际的运行时验证中,可监控性的定义过于严格,其要求所有的有限序列都是可监控的有限序列,而弱可监控性的定义则过于宽松,其仅要求存在一条可监控的有限序列即可。因此,我们无法准确地量化一个公式在运行时验证中的价值大小。第二,对于弱可监控性的判定算法,基于公式重写的判定算法在理论上应优于基于监控器的判定算法,而在大部分实验中我们得到相反的结论,即基于监控器的判定算法优于基于公式重写的判定算法。其主要原因是现有的基于公式重写的判定算法缺乏有效的优化技术。在本文中,我们主要针对以上两个问题提出了新的解决方案。第一,为了量化一个线性时序逻辑公式在运行时验证中价值的大小,我们提出了概率可监控性的定义,并给出了基于定义的求解算法和基于监控器的求解算法,然后基于概率模型检测器PRISM和两种SMT求解器Z3和CVC4实现了基于监控器的求解算法。第二,针对基于公式重写的弱可监控性判定算法,我们对其提出了四点优化:动态获取后继公式;提前判定后继公式中永真式和矛盾式的存在性,若存在,则优先获取;SAT求解器尽量判定同一个环中较简单的公式;无限义务公式加速弱可监控性的四值求解。最后,为了验证本文所提出算法的正确性和高效性,我们设计并实现了一款集概率可监控性求解和弱可监控性判定于一体的原型系统工具monic。实验表明,概率可监控性求解算法的结果是正确的,且基于SMT实现的求解器效率明显高于基于PRISM实现的求解器。此外,优化过后的基于公式重写的弱可监控性判定算法相较于优化之前的判定算法,其在判定效率上平均提高了53.6%,且其在81.0%的情况下都优于基于监控器的弱可监控性判定算法。

关键词：线性时序逻辑可监控性弱可监控性概率可监控性概率系统公式重写

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