51、形式化方法在软件开发中的应用与创新

形式化方法在软件开发中的应用与创新

在软件开发领域，形式化方法正发挥着日益重要的作用。它能够提升软件的质量和可靠性，尤其在关键系统的开发中至关重要。本文将介绍几种形式化方法在不同场景下的应用，包括提高需求模型与规范之间的可追溯性、代码合成、需求模型验证、Web 服务验证、证明规则扩展、模型抽象以及面向特性的建模等方面。

提高 KAOS 需求模型与 B 规范之间的可追溯性

在陆地运输系统中，定位软件组件是关键部分。开发该组件时面临两大难题：一是找到合并定位数据的正确算法，二是考虑所有相关属性。为解决这些问题，引入了半形式化的 KAOS 方法，它是一种基于目标的需求工程方法。
- 对应规则建立 ：为了建立 KAOS 目标模型与 B 规范之间的联系，提出为目标模型的每个概念与 B 元素指定对应规则。目前仅考虑“实现”类型的功能目标，每个目标关联一个 B 机器，机器包含实现该目标的操作。
- 目标细化表示 ：目标的细化通过 B 细化机器来表示，抽象操作由具体操作细化。具体操作通过组合对应于更抽象目标子目标的机器操作构建，组合方式取决于目标细化模式（里程碑、与、或）。
- 方法贡献 ：该方法的主要贡献在于搭建了非形式化与形式化世界之间的桥梁，并且通过处理 B 细化过程产生的证明义务，可以证明目标模型的一致性属性。

定时自动机的代码合成比较

有两种从定时自动机模型自动生成实现代码的方法：
- TIMES 方法 ：与 TIMES 工具结合实现。
- B