[发明专利]轨道交通车载软件半形式化需求用的静态检查系统及方法

说明书

本发明涉及一种轨道交通车载软件半形式化需求用的静态检查系统及方法，系统包括：语法分析模块对输入语法分析模块的需求进行检查分析，通过后生成抽象语法树；影响关系分析模块以语法分析模块产生的需求抽象语法树作为输入，分析各条需求之间的影响关系；类型检查模块，若事先已定义需求变量的类型，则据此分析需求变量之间的类型转换以及是否存在不同类型需求变量赋值情况；量纲检查模块若事先已定义需求变量的量纲，则据此分析需求变量之间的量纲转换以及是否存在不同量纲的变量赋值情况。与现有技术相比，本发明具有能提高需求验证的效率，节省时间，降低成本等优点。

技术领域

本发明涉及一种静态检查系统及方法，尤其是涉及一种轨道交通车载软件半形式化需求用的静态检查系统及方法。

背景技术

软件开发过程中，需求是用户与产品提供商，或系统分析师与开发团队间的契约，其质量影响着最终产品的开发进度及其质量。一份精确、完整、一致、可追溯的需求规约，可避免开发人员的理解偏差，极大帮助后续的设计编码以及测试工作；并且，通过细致的需求分析，可以在开发的早期阶段发现潜在问题，及时修复，降低处理问题的代价。

近年来，随着我国轨道交通行业高速发展，车载控制器软件的功能需求日益复杂，而对于这类安全苛求软件的开发中，尤其应强调需求的质量。此类产品开发周期和使用寿命较长，同时对于安全和可靠性要求非常高，必须要做到软件的每一步都是可控、可预测和可验证的。

所以，软件需求规约的正确性分析检查对于整个软件质量保证体系显得尤为重要。根据铁路安全软件开发规范的要求，推荐安全软件使用式化、半形式化或建模的方式进行描述，一般采用状态机、真值表、或结构化语言等技术手段。但是，在需求阶段，尚无可执行的代码去观测和反馈需求本身是否正确，只能依靠人工对需求文档进行审核，效果依赖于验证人员的经验和精力的投入程度。如果想提高需求质量，必须投入较高人力成本，从而避免在设计或编码阶段才发现需求错误导致更大的返工。

传统的人工检查存在以下不足：

(1)依赖个人经验，缺少固定量化标准；安全苛求软件需求描述的业务专业，而半形式化的描述方式也相对晦涩，检查人员不仅要精通业务也要熟悉需求描述方式，同时，目前采样的检查单等工具往往是定性且概括的；

(2)工作量大，容易疏漏；安全苛求软件需求由于其精确性要求，条目多且内容多含工程计算，人工检查的工作量大，成本高，伴随检查周期的增加，出错率往往同步增加；

(3)周期较长，无法在线检查；一轮完整的人工检查往往持续数周，无法对每次需求升级都进行检查。

因此，基于车载控制器软件需求本身采用的形式化、半形式化描述方式，实现一种需求的静态检查系统，提供一套比人工检查更高效的正确性验证方法，对于降低铁路安全软件的开发成本、提高质量有巨大的帮助。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轨道交通车载软件半形式化需求用的静态检查系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轨道交通车载软件半形式化需求用的静态检查系统，包括：

语法分析模块，用于将事先定义的半形式化需求语法以特定的范式形成词法器和语法器并作为语法分析模块的基础，对输入语法分析模块的需求进行检查分析，通过后生成抽象语法树；

影响关系分析模块，用于以语法分析模块产生的需求抽象语法树作为输入，分析各条需求之间的影响关系；

类型检查模块，用于根据影响关系分析模块产生的需求影响关系图，对于相互间存在影响关系的需求，若事先已定义需求变量的类型，则据此分析需求变量之间的类型转换以及是否存在不同类型需求变量赋值情况；对于事先没有定义变量类型的需求，则分析需求变量之间的类型转换以及赋值是否存在矛盾；