一种自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法及系统技术方案

本发明专利技术属于计算机辅助设计技术领域，公开了一种自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法及系统，所述自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法包括：利用自然语言处理技术解析自然语言性质文本并生成语法树，遍历该树进行句子成分的提取、重排和标记等预处理操作，并生成标记文本；使用JavaCC工具对标记文本进行语法语义分析，生成含有子句、连接词和时序信息的句法树，遍历句法树生成原子命题及组合PPTL公式；使用PPTLSAT工具判定生成公式的可满足性。本发明专利技术能够帮助用户从自然语言描述的性质中提取形式化规约用于模型检测，将用户描述的自然语言文本性质转化为PPTL公式，为普通用户使用模型检测技术提供方便。

【技术实现步骤摘要】
一种自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法及系统
本专利技术属于计算机辅助设计
，尤其涉及一种自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法及系统。
技术介绍
目前，伴随着计算机软件技术的发展和人工智能时代的来临，以及5G和物联网（IOT）技术的提出，社会发展正朝向万物互联、互通的方向迈进。随之而来的是万物互联体系无声的融入人们的日常生活，未来被链接到万物互联的系统的个体将会越来越多。从国防、航空、航天等安全关键系统领域到工业生产和个人生活领域，计算机软件已经悄然渗透到社会的方方面面。随着计算机软件在各行业中越来越不可或缺，软件因设计存在的漏洞引发的系统崩溃或者遭受的损失与国家安全和个人隐私、财产和生命安全的联系也日渐紧密，如何解决软件因漏洞和错误导致的可靠性与安全性缺失被视为学术界和工业界亟待解决的热点问题。形式化方法是一种提高软硬件系统安全性与可靠性的方法，它使用形式化的语言来描述软硬件系统的需求和特征，并且通过严格的数学推理验证来保证最终的产品满足这些需求和具备这些特征。模型检测是形式化方法中的一种重要方法，其作为一类面向有穷状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法包括：/n使用Stanford NLP对输入的自然语言文本进行预处理，进行冗余信息删除，并将识别到的句子成分和结构进行重排，生成标记文本；/n使用JavaCC工具对标记文本进行语法语义分析，识别语句中的标记，提取句子成分信息并构建句法树；/n依据PPTL公式生成规则遍历句法树，将所有的原子命题与逻辑连接词操作符、时序操作符组合在一起，并根据句法树结构表达的逻辑连接词语义生成完整的 PPTL形式化规约；/n使用公式可满足性判定工具PPTLSAT判定生成PPTL公式可满足性，并将生成文件进行解...

【技术特征摘要】
1.一种自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法包括：
使用StanfordNLP对输入的自然语言文本进行预处理，进行冗余信息删除，并将识别到的句子成分和结构进行重排，生成标记文本；
使用JavaCC工具对标记文本进行语法语义分析，识别语句中的标记，提取句子成分信息并构建句法树；
依据PPTL公式生成规则遍历句法树，将所有的原子命题与逻辑连接词操作符、时序操作符组合在一起，并根据句法树结构表达的逻辑连接词语义生成完整的PPTL形式化规约；
使用公式可满足性判定工具PPTLSAT判定生成PPTL公式可满足性，并将生成文件进行解析获取判定结果。


2.如权利要求1所述的自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述输入的自然语言文本进行预处理，包括：
（1）使用StanfordNLP处理输入自然语言文本生成语法树；
（2）遍历语法树提取句子成分，并对句子成分进行重排，去除结构歧义；
（3）将语法树中的词性标记进行提取并整合到文本中，生成标记文本。


3.如权利要求2所述的自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述句子成分提取和重排，包括：所述句子成分提取的一般形式：英语句子的主干是主语、谓语和宾语，然后加上修饰句子的副词或介词短语；对于主从复合句的句子结构提取的形式为：一般形式是主从连词、从句、主句的形式，对于并列复合句一般形式是子句、并列连词、子句的形式；
所述句子成分重排的流程为：首先，将每个树结构下的叶子节点，分支最深位置节点作为相应的句子成分，句子成分标记由该叶节点的父节点的节点含义进行定义；然后，对抽取出的句子成分进一步优化处理，并删除其中的冗余信息；最后，根据句子成分提取定义的句法形式对提取到的句子成分、主从复合句和并列复合句结构进行重排。


4.如权利要求1所述的自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述语法语义分析，包括：使用JavaCC工具对标记文本进行语法语义分析，识别标记文本中的标记，提取句子成分信息，包括构成原子命题的简单句成分提取、整体句法结构的提取以及逻辑连接词语义和时序语义的提取等，将以上提取的信息记录并构建句法树。


5.如权利要求1所述的自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述PPTL公式生成过程，包括：遍历句法树，结合PPTL公式生成规范为每个子句生成原子命题；将所有的原子命题与逻辑连接词操作符、时序操作符组合在一起，并根据句法树结构表达的逻辑连接词语义生成完整的PPTL形式化规约；其中，所述遍历包括：
（1）若遇到命题节点，根据标记为命题添加时序操作符，并将命题描述信息取出，按照命题变元和命题描述存到一个哈希表中；
（2）若遇到连接符节点，判断父节点的描述信息，根据描述信息确定逻辑操作符，并将对应命题连接起来。


6.如权利要求1所述的自然语言到PPTL形式化规约自动生成方法，其特征在于，所述生成公式的可满足性判定过程，包括：外部调用可满足性判定工具PPTLSAT，将生成公...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小兵，李戈，李春奕，段振华，赵亮，田聪，张南，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61