一种并发系统组合验证装置制造方法及图纸

本申请公开一种并发系统组合验证装置，所述装置至少包括：配置模块、验证模块和约束模块；其中，配置模块主要提供一种形式化语言，该形式化语言具有对程序，事件系统和并发事件系统的描述功能；验证模块针对配置模块提供的形式化语言提供给相应的验证功能，主要包括程序验证功能和事件系统验证功能；约束模块主要为验证模块提供验证规范。

A Concurrent System Composite Verification Device

This application discloses a combined verification device for concurrent systems, which at least includes: configuration module, verification module and constraint module; configuration module mainly provides a formal language, which has the function of describing program, event system and concurrent event system; verification module provides corresponding verification for the formal language provided by configuration module. Functions mainly include program verification function and event system verification function; constraint module mainly provides verification specification for verification module.

【技术实现步骤摘要】
一种并发系统组合验证装置
本申请涉及形式化验证
，尤其涉及一种并发系统组合验证装置。
技术介绍
Isabelle是一个通用的证明工具，它允许将数学公式以形式化语言表示，并且提供用于在逻辑演算中证明这些公式的工具。现在Isabelle最广泛的例子是Isabelle/HOL，它提供了一个高阶逻辑定理证明环境，可以用于证明大型应用程序。反应系统是由一组明确定义的输入事件组成，系统通过对每个事件执行相关的处理程序来做出反应。在并发环境中，事件处理程序可以与其他程序的执行交互，例如抢先系统中的硬件中断，或多和架构中的反应系统的其他实例。最先进的基于依赖保证的验证框架进关注命令性程序，并且在依赖和保证关系中，在可能无限的事件处理程序和事件处理程序的输入参数情况下，难以捕捉相互作用关系。依赖保证技术代表了对具有共享变量的并发程序组合推理的基本方法，但是现有依赖保证方法中使用的并发语言没有提供指定和验证反应系统的方式。例如，如果我们考虑调用操作系统提供的服务作为输入事件，我们可以为每个服务提供规范处理程序，并对OS处理程序建模作为覆盖所有服务的案例，但这使保证关系变得更加复杂。此外输入参数可能是状态的一部分，有时它们在执行事件期间不得更改，因此关系必须反应这种情况。然而，在不考虑事件的语言中，当具有事件的顺序组合时，在依赖中陈述并且保证参数在事件的执行期间不改变是不容易的。然而，当没有适当的框架来处理这些功能时，这种系统的规范和验证变得更加困难。申请内容为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种并发系统组合验证装置。本申请实施例提供的并发系统组合验证装置，包括：配置模块，用于提供一种形式化语言；验证模块，用于提供程序验证功能和事件系统验证功能；约束模块，用于提供条件约束。本申请实施例中，所述配置模块提供的所述形式化语言能够描述程序代码、事件系统和并发事件系统。本申请实施例中，所述配置模块提供的所述形式化语言，包括：形式化语言的抽象语法和操作语义。本申请实施例中，所述抽象语法包括程序语法和事件语法，其中：所述程序语法包括：基本赋值语句、条件语句、循环语句、顺序语句、原子语句；所述事件语法包括：基本事件、事件系统和并行事件系统。本申请实施例中，所述验证模块，包括：程序验证子模块，用于提供如下功能：基本赋值语句的验证功能、条件语句的验证功能、循环语句的验证功能、顺序语句的验证功能、原子语句的验证功能和并发程序的组合验证功能；事件系统验证子模块，用于提供如下功能：基本事件验证功能，事件系统验证功能和并行事件系统验证功能。本申请实施例中，所述约束模块，包括：前置条件约束子模块，用于确定程序的初始状态，所述程序的初始状态必须满足前置条件约束；依赖条件约束子模块，用于确定程序执行环境的转换范围，在运行过程中的任何环境转换都必须满足依赖条件约束；保障条件约束子模块，用于确定程序运行的状态转化范围，在执行过程中由该程序导致的状态转换都必须满足保障条件约束；后置条件约束子模块，用于确定程序运行结束后的结束状态，当程序运行结束后内存状态必须满足后置条件约束。本申请实施例中，所述状态是内存状态，其中，所述内存状态包括局部变量状态和全局变量状态。采用本申请实施例的技术方案，解决了现有技术中对程序的并发执行和并发事件的把握不足的问题。附图说明图1为本申请实施例提供的并发系统组合验证装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的形式化语言的抽象语法。图3为本申请实施例提供的形式化语言的操作语义。图4为本申请实施例提供的验证模块的组合验证规则。图5为本申请实施例提供的无人驾驶车辆检测障碍物的结构图。图6为本申请实施例提供的forward事件。图7为本申请实施例提供的雷达发送中断请求的事件。图8为本申请实施例提供的程序中断处理程序接受中断请求的事件。图9为本申请实施例提供的ARINC653多核内核的结构图。图10为本申请实施例提供的Schedule事件和Send_QMsg事件。图11为本申请实施例提供的Send_QMsg事件的条件定义。图12为本申请实施例提供的为系统定义的条件不变式。图13为本申请实施例提供的Isabelle平台具体实现的配置模块的程序语法。图14为本申请实施例提供的Isabelle平台具体实现的配置模块的事件系统语法。图15为本申请实施例提供了Isabelle平台具体实现的配置模块的程序语句操作语义。图16为本申请实施例提供的Isabelle平台具体实现的验证模块的程序组合验证规则。图17为本申请实施例提供的Isabelle平台具体实现的配置模块的事件系统操作语义；图18为本申请实施例提供的Isabelle平台具体实现的验证模块的事件系统组合验证规则。具体实施方式为便于理解本申请实施例的技术方案，以下对本申请实施例涉及到的相关概念进行说明。图1为本申请实施例提供的并发系统组合验证装置的结构示意图，如图1所示，所述并发系统组合验证装置包括：配置模块，用于提供一种形式化语言；验证模块，用于提供程序验证功能和事件系统验证功能；约束模块，用于提供条件约束。本申请实施例中的并发系统组合验证装置的使用包括以下步骤：1)使用配置模块提供的形式化语言，实现所要验证的程序代码或事件系统。2)根据所要验证代码或事件系统的需求，实现约束条件。3)依据约束模块中的提供的约束条件，对配置模块中使用形式化语言实现的代码或事件系统进行验证。其中，具体实现是在Isabelle平台上完成的，其中配置模块在Isabelle平台上实现的相关描述，包括形式化语言的抽象语法和操作语义。其中，抽象语法包括程序抽象语法和事件系统抽象语法。程序的抽象语法：(1)Basicf：表示程序的基本赋值语句。(2)P1；；P2：P1和P2表示两段程序，该语句表示这两段程序的顺序执行。(3)CondbP1P2：b是一个判定条件，该语句表示当b为true时执行P1，当b为false时执行P2。(4)WhilebP：该语句表示循环语句，当b为true时执行P，否则，该语句执行完毕。(5)AwaitbP：原子语句，当b为true时，执行程序P的操作是原子操作。(6)Nondtr：通过状态关系r模拟非确定性。(7)⊥：该语句表示空语句。事件系统的抽象语法：(1)Eventα：表示非触发事件，称为基本事件，该事件是一个三元组Event(l，g，P)，其中l表示事件的名称，g表示事件的条件，P表示事件的主体。(2)表示的已触发事件，P表示事件的主体。(3){ε0，...，εn}：表示事件集合，当一个事件执行完成时会在该事件序列中寻找下一个事件执行。(4)表示一个事件和一个事件序列链接形成的事件序列。(5)K→S：表示的是从K到事件系统的函数，其中K表示事件系统的标识符，主要用于并行事件系统。其中操作语义包括程序语句操作语义和事件系统操作语义。程序语句操作语义包括：(1)BASIC：基本赋值语句的操作语义，(Basicf，s)执行完成之后变为(⊥，fs)，当前状态变为f执行之后的状态。(2)SEQ：顺序语句的执行语义分为两种，一种是当P1执行完成之后变为空语句，并且状态变为s′，则(P1；；P2，s)执行完之后变为(P2，s′)。另一种为当P1执行完之后变为P′1，并且状态变为s′，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并发系统组合验证装置，其特征在于，所述装置包括：配置模块，用于提供一种形式化语言；验证模块，用于提供程序验证功能和事件系统验证功能；约束模块，用于提供条件约束。

【技术特征摘要】
1.一种并发系统组合验证装置，其特征在于，所述装置包括：配置模块，用于提供一种形式化语言；验证模块，用于提供程序验证功能和事件系统验证功能；约束模块，用于提供条件约束。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述配置模块提供的所述形式化语言能够描述程序代码、事件系统和并发事件系统。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述配置模块提供的所述形式化语言，包括：形式化语言的抽象语法和操作语义。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述抽象语法包括程序语法和事件语法，其中：所述程序语法包括：基本赋值语句、条件语句、循环语句、顺序语句、原子语句；所述事件语法包括：基本事件、事件系统和并行事件系统。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述验证模块，包括：程序验证子模块，用于提供如下功能：基本赋值语句的验证功能、条件语句的验证功能、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永望，曹立群，马殿富，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11