基于谓词逻辑的需求追踪方法研究

发布时间：2017-10-31 20:38

  本文关键词：基于谓词逻辑的需求追踪方法研究

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【摘要】：嵌入式软件在航空、核能及交通等安全关键领域应用广泛,保障其安全性至关重要。在软件开发过程中维持软件制品间的可追踪性是保障软件安全性面临的一个重要挑战。当前的可追踪性研究主要存在两个问题:一方面,可追踪性研究主要集中在需求与代码、设计与代码间,缺乏需求间、需求与设计间的可追踪性研究;另一方面,主流的追踪关系建立方法如基于信息检索的关系恢复等,所建立的追踪信息精确性和完整性不高,往往无法有效应用于安全关键领域的软件开发。针对上述问题,本文提出一种基于谓词逻辑的、描述需求间以及需求与设计间追踪信息的语义模型。基于该语义模型,可以实现追踪关系的自动推导和检验,保证追踪关系的精确和完整。论文的主要研究内容包括:(1)构造了支持需求追踪的语义模型。首先定义了一个基于谓词逻辑的符号系统描述制品间的追踪信息,并分别给出了需求间依赖、精化、分解和冲突关系的语义,以及需求与状态图间的可满足关系语义。(2)基于语义模型,给出追踪关系的推导和检验方法。通过分析关系语义,给出需求间隐含关系的推导、关系的一致性检验规则,并设计了自动推导和检验算法。此外,给出支持需求与设计间可满足关系推导和检验的约束规则。(3)根据本文所提出的方法,设计并实现了支持需求追踪的原型工具,该工具可建模制品间的追踪信息,实现对追踪关系的分析,并结合一个应用实例说明本文方法的可行性和有效性。
【关键词】：可追踪性 谓词逻辑 语义模型 推导 一致性检验
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状及选题依据12-14
• 1.2.1 国内外研究现状12-14
• 1.2.2 选题依据14
• 1.3 论文组织结构14-16
• 第二章 基于谓词逻辑的需求追踪方法16-25
• 2.1 可追踪性16-19
• 2.1.1 可追踪性基础16-18
• 2.1.2 追踪关系分类18-19
• 2.2 谓词逻辑19-22
• 2.2.1 谓词逻辑语法19-20
• 2.2.2 谓词逻辑语义20-22
• 2.3 基于谓词逻辑的需求追踪框架22-24
• 2.3.1 需求可追踪信息模型22-23
• 2.3.2 基于谓词逻辑的需求追踪框架23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 支持需求追踪的语义模型25-36
• 3.1 基于谓词逻辑的符号系统25-27
• 3.2 需求间追踪关系语义27-34
• 3.2.1 依赖关系语义28-30
• 3.2.2 精化关系语义30-31
• 3.2.3 分解关系语义31-33
• 3.2.4 冲突关系语义33-34
• 3.3 需求与设计间可满足关系语义34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 基于语义模型的追踪关系推导及检验36-50
• 4.1 需求关系到公式关系的映射36-38
• 4.2 需求间隐含追踪关系的推导38-43
• 4.2.1 推导规则38-39
• 4.2.2 自动推导的算法设计39-43
• 4.3 需求关系的一致性检验43-47
• 4.3.1 一致性检验规则43-44
• 4.3.2 自动检验的算法设计44-47
• 4.4 需求与状态图元素间可满足关系的约束规则47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 需求追踪原型工具的设计与实现50-60
• 5.1 需求追踪工具系统设计50-51
• 5.1.1 系统架构50-51
• 5.1.2 系统执行流程51
• 5.2 主要模块实现51-54
• 5.2.1 关系推导模块51-53
• 5.2.2 关系检验模块53-54
• 5.3 襟缝翼控制单元案例分析54-59
• 5.3.1 需求关系的推导及检验54-57
• 5.3.2 可满足关系的推导及检验57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 论文工作总结60
• 6.2 未来工作展望60-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68

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本文编号：1123671