【摘 要】
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进入21世纪以来,信息技术已逐渐成为推动经济发展和提升生产效率的强大动力,软件技术的普及度越来越高,软件行业呈现出高速发展的趋势。随着计算机系统规模日益增加、问题域
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进入21世纪以来,信息技术已逐渐成为推动经济发展和提升生产效率的强大动力,软件技术的普及度越来越高,软件行业呈现出高速发展的趋势。随着计算机系统规模日益增加、问题域不断加大,其系统设计的复杂度也在不断飆升。系统复杂度的增加意味着出现错误的可能性也就更大,其安全性不容忽视;如何保障程序的安全性和提高程序的可靠性一直以来是软件技术发展的核心问题之一。以穷举状态为基础的模型检测因其自动化程度高,并能在系统不满足性质时提供反例等优点受到普遍关注和应用,成为解决该问题的有效途径之一。由于现有模型检测工具的形式化规范语言,如计算树逻辑(computation tree logic,简称CTL)和线性时序逻辑(linear temporal logic,简称LTL)等,存在规范描述能力不足,无法验证实时时序逻辑(real-time temporal logic,简称RTCTL*)的问题,本文基于全时序测试器(简称测试器)优化了 RTCTL*算法并证明了关键测试器的正确性和完备性,提出了一种RTCTL*符号模型检测工具——RTSMC(RTCTL*symbolic model checker),该工具基于高模块化的符号模型检测框架JTLV实现了 RTCTL*符号模型检测算法。最后,对工具的新算子进行了覆盖性的测试和验证。实验结果表明,RTSMC符号模型检测工具扩充了 JTLV框架的验证能力,赋予了运行时验证过程更多的灵活性,使得时间敏感、并发性和周期性等实时性质可以被描述和验证。理论与实践相结合,两者结合发挥最大的作用。本文以实现RTCTL*符号模型检测器为第一目的,以成为模型检测学习研究者容易入手的工具为第二目的;在扩展规范过程中严格遵循低耦合、高模块化的实现思想,注重代码的可阅读性,不仅可以有效地缓解SPIN和CHESS等显式状态模型检测工具可能出现的组合状态空间爆炸问题,而且给模型检测算法的研究提供了一条较低学习成本的路径,适合新算法的补充以及模型检测的理论实践。
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