[发明专利]基于Prolog的AADL行为模型时间一致性验证方法

说明书

本发明公开了基于Prolog的AADL行为模型时间一致性验证方法，属于软件工程的技术领域。本发明在AADL行为附件的基础上进行扩展以建立带有时间约束的AADL行为模型，AADL行为模型描述了节点状态信息、时间约束信息，节点状态信息能够定性描述实时系统的属性，时间约束能够定量描述实时系统的时间区间，为完整验证实时系统时间一致性奠定了基础，将AADL行为模型分解得到的执行路径转换为Prolog事实，将形式化描述的隐式时间约束以及显式时间约束转换为Prolog规则，利用Prolog规则刻画实时系统的一致性，即可实现实时系统时间一致性的完整验证。

技术领域

本发明公开了基于Prolog的AADL行为模型时间一致性验证方法，属于软件工程的技术领域。

背景技术

随着通信、微电子等技术的飞速发展，嵌入式实时系统广泛应用于汽车、航空航天等任务关键领域中，为了保证实时系统的安全性及可靠性，基于模型驱动架构(Modeldriven architecture，MDA)思想的体系结构分析与设计语言AADL被广泛的应用到实时系统的建模及验证中。实时系统的复杂性逐渐增加，随之AADL规范及附件内容也在不断的扩展，围绕其展开的模型验证工作也成为了热点。在系统开发的早期阶段，就对系统模型的时间一致性、安全性等方面进行验证，可以避免开发阶段时对模型进行反复的修改，大大提高开发的效率。基于逻辑程序语言Prolog，借助SWI-Prolog工具对实时系统行为模型的时间一致性进行前期的验证是一种可行的方法。

AADL行为模型是对AADL标准语言所构建模型的进一步精化，是以AADL的行为附件为基础、描述AADL标准组件内部详细行为的模型。国内的胡凯等人采用时间抽象自动机对实时系统进行建模分析，给出了AADL子集和TASM的抽象语法，并基于语义函数和类ML的元语言形式定义转换规则，并在此基础上对实时系统的隐式时间约束进行验证，但对于时间区间并没有做详细验证；倪水妹通过将带时间约束的MARTE转化为基于连续时间的ZIA，实现了在相对低的特征空间维度上有效的对带时间约束的实时系统的验证，并刻画出系统的节点状态信息及系统时间数据方面的属性。国外的Maciel P、Andrade E在实时系统建模阶段采用Petri网，其具有图形化描述、精确的语义和强大的表达能力，但Petri网具有很高的空间复杂度，若为了降低复杂度限制Petri网有界，则会降低其表达能力。现有技术中鲜有将实时系统的时间约束和状态信息统一表述在验证方法中，存在实时系统时间一致性验证不完整的缺陷。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了基于Prolog的AADL行为模型时间一致性验证方法，对实时系统的状态信息和隐式时间约束信息及显式时间约束进行了形式化描述，使用逻辑编程语言Prolog较为完整地验证了实时系统的一致性，解决了现有技术中对实时系统时间一致性的验证不够完整、实时系统模型的表达能力不佳的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

基于Prolog的AADL行为模型时间一致性验证方法，包括如下步骤：

A、建立包含隐式时间约束和显式时间约束的AADL行为模型，形式化描述AADL行为模型的隐式时间约束和显式时间约束；

B、将步骤A建立的AADL行为模型分解为仅包含活动节点的执行路径集合；

C、将步骤B中所述执行路径中活动节点及时间约束转换为Prolog事实；

D、借助步骤C所述Prolog事实将步骤A中形式化描述后的隐式时间约束和显式时间约束转换为Prolog规则；

E、结合步骤C所述Prolog事实及步骤D所述Prolog规则对实时系统的时间一致性进行验证。