混成系統(tǒng)是一種既包含離散成分又包含連續(xù)成分的計(jì)算系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)等一些與其外 部連續(xù)變化的物理環(huán)境不斷交互的嵌入式系統(tǒng)就是其典型的代表．實(shí)時(shí)系統(tǒng)是一類特殊的 混成系統(tǒng)，其連續(xù)成分是一組用來(lái)表示時(shí)間約束條件的時(shí)鐘．由于這些系統(tǒng)在工業(yè)及國(guó)防 領(lǐng)域有著重要而廣泛的應(yīng)用，它們的安全性和可靠性越來(lái)越引起人們的關(guān)注，因而對(duì)這些 系統(tǒng)進(jìn)行形式化分析以確保其安全性和可靠性也成為近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)． 為了描述實(shí)時(shí)及混成系統(tǒng)的性質(zhì)和行為，十多年來(lái)，各種不同的時(shí)序邏輯如：Metric Interval Temporal Logic，Real-Time Temporal Logic,Integrator Computation Tree Logic和Hybrid Temporal Logic 等相繼提出，盡管這些時(shí)序邏輯作為規(guī)范語(yǔ)言用于描述 實(shí)時(shí)及混成系統(tǒng)的性質(zhì)時(shí)都還比較合適，但它們不適合用來(lái)表示實(shí)時(shí)及混成系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)， 因?yàn)樗鼈內(nèi)狈Ρ硎鞠到y(tǒng)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化的能力． 在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，實(shí)時(shí)和混成系統(tǒng)通常是用時(shí)間自動(dòng)機(jī)、混成自動(dòng)機(jī)、時(shí)間轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和 相位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等來(lái)表示的．但這些系統(tǒng)刻畫(huà)語(yǔ)言卻不適合作為規(guī)范語(yǔ)言來(lái)使用，因?yàn)樗鼈?不能表示實(shí)時(shí)和混成系統(tǒng)的一些重要性質(zhì)（如安全性和活性等）．這樣在基于邏輯方法的實(shí) 時(shí)和混成系統(tǒng)的研究中，系統(tǒng)和它的性質(zhì)通常是用兩個(gè)不同的語(yǔ)言來(lái)表示的． 本文定義了一個(gè)具有連續(xù)語(yǔ)義的線性時(shí)序邏輯，記為 LTLC，它是 Manna和Pnueli 所提出的線性時(shí)序邏輯LTL的一個(gè)推廣．LTLC既能表示實(shí)時(shí)和混成系統(tǒng)的性質(zhì)，又能 很方便地表示實(shí)時(shí)和混成系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，它能在統(tǒng)一的語(yǔ)義框架中表示出從高級(jí)的需求規(guī)范 到低級(jí)的實(shí)現(xiàn)模型之間的不同抽象層次上的系統(tǒng)描述，并且能用邏輯蘊(yùn)涵來(lái)表示不同抽象 層次的系統(tǒng)描述之間的語(yǔ)義一致性． 本文還定義了LTLC的三個(gè)子語(yǔ)言：LTLC/B、LTLC/R及LTLC/H，并證明了 前兩者的可滿足性問(wèn)題是可判定的．這三個(gè)子語(yǔ)言可分別用來(lái)表示有窮狀態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)、有窮 控制狀態(tài)實(shí)時(shí)系統(tǒng)以及混成系統(tǒng)．本文所給的關(guān)于 LTLC/B－公式的可滿足性判定過(guò)程可 用于檢查有窮狀態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)之間的一致性以及有窮狀態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)與其規(guī)范之間的一致性； 所給的關(guān)于LTLC/R-公式的可滿足性判定過(guò)程可用于檢查有窮控制狀態(tài)實(shí)時(shí)系統(tǒng)之間的 一致性以及有窮控制狀態(tài)實(shí)時(shí)系統(tǒng)與其規(guī)范之間的一致性． 此外，本文還給出了在樣本控制模式下（在此模式下，混成系統(tǒng)的跳躍轉(zhuǎn)換只發(fā)生在 整數(shù)時(shí)間點(diǎn)上）多速率混成系統(tǒng)關(guān)于 LTLC/H－公式的一個(gè)模型檢查過(guò)程．
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院軟件研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類】：TP302.1;TP302.2
【文章目錄】：
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第一章 引 言
    1.1 反應(yīng)系統(tǒng)
    1.2 實(shí)時(shí)和混成系統(tǒng)
    1.3 本文的目標(biāo)、貢獻(xiàn)和組成
第二章 線性時(shí)序邏輯LTL簡(jiǎn)介
    2.1 線性時(shí)序邏輯LTL
    2.2 LTL公式的可滿足性的判定
第三章 連續(xù)語(yǔ)義線性時(shí)序邏輯LTLC
    3.1 預(yù)備概念
    3.2 LTLC的語(yǔ)法
    3.3 LTLC的語(yǔ)義
    3.4 利用LTLC/B－公式表示有窮狀態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)
    3.5 LTLC/B－公式的可滿足性判定
    3.6 小結(jié)
第四章 實(shí)時(shí)系統(tǒng)
    4.1 基本概念
    4.2 時(shí)間模塊及其驗(yàn)證
    4.3 時(shí)間模塊的模型檢查與LTLC/R公式的可滿足性判定
    4.4 小結(jié)
第五章 混成系統(tǒng)
    5.1 基本概念
    5.2 混成模塊
    5.3 使用LTLC驗(yàn)證混成系統(tǒng)的性質(zhì)
    5.4 多速率成模塊的樣本模型檢查
    5.5 小結(jié)
第六章 相關(guān)工作
    6.1 實(shí)時(shí)邏輯
    6.2 實(shí)時(shí)和混成系統(tǒng)的驗(yàn)證
第七章 總結(jié)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表和錄用的文章
致 謝
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本文編號(hào)：2885776

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