11、提升模型分析工具可用性：从不变量到可视化反馈

提升模型分析工具可用性：从不变量到可视化反馈

在当今的软件开发和系统工程领域，模型分析工具对于确保软件和系统的质量至关重要。然而，这些工具的使用往往受到信息处理复杂性的阻碍。本文将探讨如何通过不变量搜索和可视化反馈来提高模型分析工具的可用性。

1. SysML模型与不变量搜索

SysML（系统建模语言）是一种UML（统一建模语言）的扩展，用于系统工程领域。在复杂实时系统的验证中，传统的可达性技术面临状态爆炸问题。例如，一些SysML工具将模型转换为定时自动机并使用UPPAAL进行模型检查，但这在处理复杂系统时效果不佳。

为了解决这个问题，一种结构方法被提出，即把AVATAR模型转换为Petri网，并通过求解从Petri网关联矩阵导出的方程组来搜索不变量。TTool工具实现了这种不变量搜索算法，并在SysML级别显示结果。

• 互斥状态检测 ：TTool可以帮助设计师在SysML模型中查找互斥的动作或状态。例如，对于门的状态“DoorIsOpened”，通过不变量可以识别出真正互斥的状态。但对于未被识别为互斥的状态，TTool会在旁边放置警告文本注释，提示“无法研究互斥性”。
• Petri网与不变量搜索 ：不变量搜索技术早在几十年前就被引入到基本Petri网中，并且已经扩展到有色Petri网。例如，有成功的经验将不变量搜索应用于局域网，以证明令牌的唯一性。

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