[发明专利]一种从UML活动图到Event-B模型的转换方法

说明书

本发明是一种从UML活动图到Event‑B模型的转换方法，属于计算机软件工程领域。确定UML活动图的模型元素：发起活动的对象、基本活动和活动流；建立对象集合和活动集合，建立不变式以保证每个活动只属于一个对象，将活动的前置条件和后置条件在event的触发条件guards和动作actions中分别声明，对活动流进行映射，包括顺序流、分叉与汇合、分支与合并三种活动流。本发明方法将UML活动图转换为Event‑B模型，通过Event‑B的建模平台对转换后的模型进行形式化验证，可发现UML模型中存在的问题，同时针对作为形式化语言Event‑B不便于建模的问题，实现了利用UML活动图辅助其建模的方法。

技术领域

本发明涉及计算机软件工程领域，涉及将UML模型转换为形式化模型的技术，具体涉及一种从UML活动图到Event-B模型的转换方法。

背景技术

UML即统一建模语言，是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言，UML模型实际已经成为建模领域的标准，具有更强的通性和更广泛的工具支持。但UML是一种半形式化语言，没有精确的语意，不同的人理解UML模型容易引起歧义。另外，无法对UML模型进行形式化验证，从而保证模型的正确性。

为了解决这些问题，目前已有很多工作研究如何将UML模型转换为形式化模型。在参考文献[1]中，研究人员选用高阶逻辑形式化规范语言PVS对UML的状态图进行了形式化工作。PVS具有很强描述能力，并且有相应的模型验证工具支持，克服了UML模型缺乏形式化描述和模型验证工具的不足。参考文献[2]提出了一种由UML的状态图自动转化成Petri网的模型转化技术，以支持进行安全性的分析和验证。在参考文献[3]中，研究小组则系统地研究了利用UML转换到Z语言的方法。利用UML建模，构建了系统的类图和状态图，同时，该研究小组开发了相应的支持工具，支持将系统状态表转换成Z语言，以支持后续的形式化分析。此外，参考文献[4]研究了将UML模型中的类图和活动图转化到动态故障树(DynamicFault Trees，DFT)的方法。文中利用UML的类图对系统进行了建模，然后利用设计开发的剖析器和合成算法完成了对UML扩展模型的转换。参考文献[5]中对UML视图向B语言进行转换的机制进行了系统的研究，总结了目前已有的UML中如类图，状态图，顺序图等到B语言的转换方法，并在此基础上进行了提出了改进思路。最后以某一免疫系统(Immune System)为实例，进行了类图和状态图的UML建模，并向B语言进行模型转换，采用模型仿真工具对生成的B语言模型进行了仿真。

参考文献[1]～[5]如下：

[1].赖明志,尤晋元.从UML状态图到PVS规范的自动转换,验证[J].电子学报,2002,30(12A):2122-2125.

[2].Hei X,Chang L,Ma W,et al.Automatic transformation from UMLstatechart to Petri nets for safety analysis and verification[C]//Quality,Reliability,Risk,Maintenance,and Safety Engineering(ICQR2MSE),2011International Conference on.IEEE,2011:948-951.

[3].Hawkins R,Toyn I,Bate I.An approach to designing safety criticalsystems using the unified modelling language[J].TUM,2003:3.