31、分层建模与形式验证：ASK 系统案例研究

分层建模与形式验证：ASK 系统案例研究

1. 分层建模方法

为了在模型中充分体现系统的实现概念，我们开发了一种分层建模方法，适用于 ASK 系统及依赖类似实现概念的其他系统。在 Reo 网络中，我们确定了至少五个合适的抽象层次，具体如下：
- 上下文层（Context Level） ：将系统建模为与上下文交互的实体。在我们的案例中，上下文包括 ASK 数据库和电话 IAX 集线器，它们被建模为系统行为的驱动因素。
- 系统层（System Level） ：将系统孤立建模为一个由多个进程组成的网络，即 ASK 核心的五个组件。
- 进程层（Process Level） ：关注进程内部的组织，Reo 网络连接线程和共享数据结构（如任务队列）。
- 线程层（Thread Level） ：聚焦于进程内的单个线程，此层的控制流是纯粹顺序的。Reo 网络实现了诸如函数调用、if - then 和 while - do 等低级控制语句，从而将 C 函数相互连接。
- 函数层（Function Level） ：可（甚至递归地）深入到函数调用树的更低层次。在我们的 ASK 核心模型中，此层仅通过约束自动机对接口行为进行建模。

1.1 系统层：ASK 核心

我们从系统层的 Reo 网络开始说明该方法。在这一层，Reo 网络连接了 ASK 核心的五个组件，组件之间的通道代表实际系统中的 UDP 通信通道。整个网络被封装在一个 ASK 核心组件中，具有与上下文层