【摘 要】
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目前,形式化方法在需求一致性验证方面显示出了强大的力量,特别是对于安全攸关系统。然而,大多数现有的需求验证研究只关注软件需求规范,并没有考虑软件的交互环境,且验证效率不高。在本文中,沿着基于环境建模的需求工程的路线,我们将环境特性纳入规范验证的范围,提出一种基于环境模型的需求一致性验证的轻量级方法。具体来说,我们从环境实体的交互场景和状态转换中提取环境约束,并将其转换为时钟图形式的形式化模型。在此
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目前,形式化方法在需求一致性验证方面显示出了强大的力量,特别是对于安全攸关系统。然而,大多数现有的需求验证研究只关注软件需求规范,并没有考虑软件的交互环境,且验证效率不高。在本文中,沿着基于环境建模的需求工程的路线,我们将环境特性纳入规范验证的范围,提出一种基于环境模型的需求一致性验证的轻量级方法。具体来说,我们从环境实体的交互场景和状态转换中提取环境约束,并将其转换为时钟图形式的形式化模型。在此基础上,我们将一致性验证问题归结为时钟图的遍历问题。本文的主要贡献包括:■将环境模型扩展到需求一致性验证的范围中去,强调了环境模型在软件需求规范一致性验证中的作用,放入待验证的需求规约中去,将环境特性视为必须满足的内在约束。■提出了一种将环境模型和需求模型形式化表示的方法。定义了一组转换规则,将环境实体的内在状态转换和交互场景直接转换为形式化的时钟约束规范语言（CCSL）,进而转换为与之等价的时钟图,为后续的分析和验证奠定了坚实的基础。■定义了基于时钟图的轻量级需求一致性验证方法。它将来自不同场景和环境本体的时钟图组合在一起,然后通过时钟图的简化去除一些不必要的时钟和时钟约束,在简化时钟图的基础上进行不一致场景的编排,并对不一致场景进行可视化。为了支撑本文方法,我们还实现了基于环境模型的需求一致性验证工具（Env-Consistency）,并将其应用在工业界的案例中。为了说明该方法的优势,本文设计了多组对比试验对本文方法的效率和作用进行评估。评估结果表明,本文方法具有有效性和高效性,同时也证明了环境特性在一致性验证中的可用性。
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