一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法技术

本发明专利技术涉及一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，包括以下步骤：S1，根据给定离散时间语义下时间自动机T和扩展的线性时段不变式公式Φ，构建辅助自动机H；S2，在观测时间设定的范围内，检测各整数时间点的时间自动机T是否满足公式Φ，获取不满足公式Φ的状态的集合；S3，定义计算树时序逻辑公式，用于描述集合的性质；S4，检测时间自动机T和辅助自动机H的组成产品是否满足计算树时序逻辑公式，若不满足，则时间自动机T满足扩展的线性时段不变式公式Φ，否则时间自动机T不满足扩展的线性时段不变式公式Φ。与现有技术相比，本发明专利技术具有更加好的效率以及更加低的算法复杂度。

A method based on bounded model checking method has extended the time invariant linear

The invention relates to a method based on bounded model checking has extended linear duration invariants, which comprises the following steps: S1, according to the time invariant linear formula with time automaton T and the expansion of the given discrete time semantics, constructing auxiliary automaton H; S2, in the observation time setting range, the detection time of each T integer automaton time point meets the formula phi, Phi gain does not meet the state set formula; S3 tree, temporal logic formula definition, used to describe the properties of the set; S4, whether the detection time of T and the composition of the product automaton satisfies the computation tree automaton H auxiliary sequential logic formula, if not satisfied, then T satisfies the extended timed automaton the linear time invariant formula phi, otherwise the time automaton T does not satisfy the extended linear time invariant formula. Compared with the existing technology, the invention has better efficiency and lower complexity of the algorithm.

【技术实现步骤摘要】
一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法
本专利技术涉及一种离散时间语义环境下的有界模型检验方法，尤其是涉及一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法。
技术介绍
模型检验(modelchecking)是一种以形式化方式构造系统的模拟运行过程，自动检测系统是否满足某些期望规约的新兴技术。模型检验的基本思路可以概括为：对需要进行分析的系统进行建模，然后将系统需求严格地用数学逻辑进行表示，最后在所建立的模型上检验这些需求的逻辑表达式是否成立。这样“系统是否具有所期望的性质”这一问题就转化为数学问题“状态迁移系统S是否是公式F的一个模型”。对有穷状态系统来说，这个问题是可判定的，即可以通过计算机程序在有限时间内自动确定系统是否满足某个性质。模型检验的实质是利用计算机的快速计算能力，通过穷举被检验系统的状态空间中的每一个状态来验证系统规约是否满足。这也使得模型检验技术面临一个巨大的挑战——状态空间爆炸。有界模型检查(boundedmodelchecking，简称BMC)则是为应对这一挑战而被提出的技术，它通过设置上边界K，只遍历从初始状态出发K阶可达的所有状态，从而限定了状态空间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据给定离散时间语义下时间自动机T和扩展的线性时段不变式公式Φ，构建辅助自动机H，用于计算辅助自动机H对于时间自动机T的观测时间；S2，在观测时间设定的范围内，检测各整数时间点的时间自动机T是否满足公式Φ，获取不满足公式Φ的状态的集合；S3，定义计算树时序逻辑公式，用于描述步骤S2得到的集合的性质；S4，检测时间自动机T和辅助自动机H的组成产品是否满足步骤S3得到的计算树时序逻辑公式，若不满足，则时间自动机T满足扩展的线性时段不变式公式Φ，若满足，则时间自动机T不满足扩展的线性时段不变式公式Φ。

【技术特征摘要】
1.一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据给定离散时间语义下时间自动机T和扩展的线性时段不变式公式Φ，构建辅助自动机H，用于计算辅助自动机H对于时间自动机T的观测时间；S2，在观测时间设定的范围内，检测各整数时间点的时间自动机T是否满足公式Φ，获取不满足公式Φ的状态的集合；S3，定义计算树时序逻辑公式，用于描述步骤S2得到的集合的性质；S4，检测时间自动机T和辅助自动机H的组成产品是否满足步骤S3得到的计算树时序逻辑公式，若不满足，则时间自动机T满足扩展的线性时段不变式公式Φ，若满足，则时间自动机T不满足扩展的线性时段不变式公式Φ。2.根据权利要求1所述的一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，其特征在于，所述的时间自动机T包含以下约束条件：1)时间自动机的时钟集合只包含整数变量；2)时间自动机的时钟约束条件为布尔公式的结合体。3.根据权利要求1所述的一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，其特征在于，所述的扩展的线性时段不变式，其形式如下：其中a、b为自然数，l为辅助自动机H对时间自动机T的观测时间长度，为扩展的线性时段公式。4.根据权利要求3所述的一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，其特征在于，所述的扩展的线性时段不变式公式包含三个语法类别，分别是状态表达式S、线性时段公式D以及扩展的线性时段公式其形式如下：其中，P为命题，S1、S2为状态子表达式，Ω为下标i的有穷集合，ci和c为整数，Si为状态表达式，为扩展的线性时段子公式。5.根据权利要求1所述的一种基于扩展的线性时段不变式的有界模型检验方法，其特征在于，所述的辅助自动机H由三个部分组成，包括：两个时钟变量g和x，其中g为本地时钟变量，用于记录观测时间区间的长度，x为本地时钟变量，取值为0或1，初始值为1；三个位置，包括初始位置I、位置P1和位置P2，其中位置P...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苗苗，徐立云，张剑，朱芳来，施枫，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31