基于CPN的演化过程建立及规约验证研究的任务书

基于CPN的演化过程建立及规约验证研究的任务书任务书一、任务背景随着信息技术的飞速发展，软件系统成为现代社会的重要组成部分，广泛应用于各行各业，对人们的生活、工作产生了深远的影响。然而，软件系统常常存在着复杂性高、可靠性低等问题，使得它的开发和维护变得困难和昂贵。因此，如何提高软件系统的可靠性和有效性是一个关键的研究方向。其中一项重要技术就是基于形式化方法进行系统建模、分析和验证。基于形式化方法，荷兰教授Jensen开发了基于CPN（ColoredPetriNets，彩色Petri网）的系统建模技术，该技术可以描述系统的状态和变化，以及状态之间的关系，使得系统的行为能够被准确地捕捉和模拟。因此，CPN成为了一种广泛应用的系统建模技术，特别适合于复杂的软件系统。然而，CPN的建模和分析技术仍然存在一些问题，例如建模难度高、分析复杂度大等，因此需要深入研究和改进。二、研究目标本项目的研究目标是基于CPN的演化过程建立及规约验证。具体包括以下几个方面：1.对现有的CPN建模技术进行深入分析，明确其优缺点和应用范围；2.提出基于演化过程的CPN建模和分析方法，并设计相应的规约验证算法；3.在工具平台上实现所提出的方法和算法，并进行实例验证；4.对所提出的方法和算法进行评价和改进，为CPN建模和分析技术的进一步发展提供参考。三、具体研究内容1.CPN建模技术的分析和评价(1)分析CPN建模技术的应用场景和优缺点；(2)分析CPN建模技术在实际应用中存在的问题和不足。2.演化过程的CPN建模方法的设计(1)提出基于演化过程的CPN建模方法，并说明其优势和适用性；(2)设计演化过程的CPN建模方法的语法和语义。3.演化过程CPN模型的规约验证算法的设计(1)提出演化过程CPN模型的规约验证算法，并阐述其原理；(2)设计演化过程CPN模型的规约验证算法的实现细节和优化措施。4.工具平台开发和实验验证(1)实现上述方法和算法的工具平台，并进行实验验证；(2)对实验结果进行分析和评价，总结经验和不足，并提出改进建议。四、预期成果1.CPN建模技术的深入分析和评价，明确其应用范围和优劣；2.演化过程的CPN建模方法，提高了建模的效率和准确性；3.演化过程CPN模型的规约验证算法，提高了模型分析的可靠性和精度；4.工具平台的开发和验证实验，为CPN模型的建模和分析提供了有效工具和实验平台。五、研究计划本研究计划为期两年，分为以下阶段：第一年：（1）对现有的CPN建模技术进行深入分析，明确其优缺点和应用范围；（2）提出基于演化过程的CPN建模方法，并设计相应的规约验证算法；（3）完成方法和算法的初步实现。第二年：（1）在工具平台上实现所提出的方法和算法，并进行实例验证；（2）对所提出的方法和算法进行评价和改进，完善工具平台。六、参考文献[1]JensenK.ColouredPetrinets[M].SpringerBerlinHeidelberg,1994.[2]JensenK,ChristensenS,KristensenLM.ColouredPetrinetsandCPNtoolsformodellingandvalidationofconcurrentsystems[J].LectureNotesinComputerScience,2009,5800:342-369.[3]KristensenLM,JensenK.High-levelcolouredPetrinets[C]//Proceedingsofthe12thInternationalConferenceonApplicationandTheoryofPetriNets.Springer-VerlagNewYork,Inc.,1991:200-232.[4]LiuH,XuP.ResearchonformalmodelingofsoftwaresystembasedonCPN[C]//20173rdInternationalConferenceonComputationalSystemsandCommunications(ICCSC).IEEE,2017:376-381.[5]LiuH,GuoL,LuJ.Formalmodelingandverificationofelevatorcontrolsystembasedoncolouredpetrinets[C]//2018IEEE6thInternationalConferenceonCyberneticsandIntellig