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有穷时间投影时序逻辑的完备公理系统 被引量:5
1
作者 舒新峰 段振华 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期366-380,共15页
为采用定理证明的方法对并发及交互式系统进行验证,研究了有穷论域下有穷时间一阶投影时序逻辑(projection temporal logic,简称PTL)的一个完备公理系统.在介绍PTL的语法、语义并给出公理系统后,提出了PTL公式的正则形(normal form,简称... 为采用定理证明的方法对并发及交互式系统进行验证,研究了有穷论域下有穷时间一阶投影时序逻辑(projection temporal logic,简称PTL)的一个完备公理系统.在介绍PTL的语法、语义并给出公理系统后,提出了PTL公式的正则形(normal form,简称NF)和正则图(normal form graph,简称NFG).基于NF给出了NFG的构造算法,并利用NFG可描述公式模型的性质证明PTL公式的可满足性判定定理和公理系统的完备性.最后,结合实例展示了PTL及其公理系统在系统验证中的应用.结果表明,基于PTL的定理证明方法可方便用于并发系统的建模与验证. 展开更多
关键词 投影时序逻辑 公理系统 完备性证明 定理证明 形式化方法
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面向投影时序逻辑的Web服务模型检测 被引量:5
2
作者 王小兵 段振华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期39-43,124,共6页
为了满足Web服务的可靠性,利用投影时序逻辑的模型检测方法来验证Web服务.利用投影时序逻辑的一个可执行子集对OWL-S进行建模,用命题投影时序逻辑来描述期望的性质.模型M和性质P统一以投影时序逻辑来表示,通过判定M蕴含P的有效性,即判定... 为了满足Web服务的可靠性,利用投影时序逻辑的模型检测方法来验证Web服务.利用投影时序逻辑的一个可执行子集对OWL-S进行建模,用命题投影时序逻辑来描述期望的性质.模型M和性质P统一以投影时序逻辑来表示,通过判定M蕴含P的有效性,即判定M和非P的合取的不可满足性,亦利用M和非P的正则形可构造合取式的正则图,判定合取的不可满足性,从而达到模型检测的目的.通过运行实例表明,所提模型检测器可验证Web服务系统性质,保证Web服务的可靠性. 展开更多
关键词 形式逻辑 投影时序逻辑 WEB服务 模型检测
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基于扩展投影时序逻辑的组合Web服务描述与验证 被引量:5
3
作者 雷丽晖 段振华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1155-1159,共5页
针对编制方式生成的组合Web服务需要用一个工作流引擎执行这个特征,对投影时序逻辑进行了扩展,并用扩展投影时序逻辑描述和验证组合Web服务.将组合Web服务视为一个基于过程的工作流,将工作流引擎与组合Web服务组成部分的一次不可分割的... 针对编制方式生成的组合Web服务需要用一个工作流引擎执行这个特征,对投影时序逻辑进行了扩展,并用扩展投影时序逻辑描述和验证组合Web服务.将组合Web服务视为一个基于过程的工作流,将工作流引擎与组合Web服务组成部分的一次不可分割的消息交互抽象为一个原子过程.用扩展投影时序逻辑公式描述原子过程,用扩展投影时序逻辑操作符定义过程组合规则、连接过程描述公式,得到组合Web服务描述公式.通过模拟组合Web执行,可验证组合Web服务满足系统的需求和性质,为提高组合Web服务设计的可靠性提供了依据. 展开更多
关键词 组合WEB服务 投影时序逻辑 形式化验证
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投影时序逻辑的公理系统与形式验证 被引量:4
4
作者 舒新峰 段振华 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期680-685,729,共7页
为了采用定理证明的方法对并发及交互式系统进行验证,提出了一阶投影时序逻辑的公理系统.利用投影时序逻辑既可描述待验证系统性质和规范,又可描述其实现模型的特点,在同一投影时序逻辑框架可以方便地对待验证系统进行建模和性质描述,... 为了采用定理证明的方法对并发及交互式系统进行验证,提出了一阶投影时序逻辑的公理系统.利用投影时序逻辑既可描述待验证系统性质和规范,又可描述其实现模型的特点,在同一投影时序逻辑框架可以方便地对待验证系统进行建模和性质描述,并使用公理系统完成系统性质的证明.最后通过一个实例来展示投影时序逻辑及公理系统在系统验证中的应用. 展开更多
关键词 投影时序逻辑 公理系统 形式化方法 验证
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利用投影时序逻辑的多内核进程调度建模与验证 被引量:2
5
作者 舒新峰 段振华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期52-57,共6页
针对软件测试无法满足多内核处理器上进程调度的验证需要这一问题,提出利用投影时序逻辑(PTL)的定理证明方法来验证进程调度.使用PTL公式建立了支持当前主流进程调度算法的多内核处理器进程调度一般模型S,并将系统期望的性质描述为PTL公... 针对软件测试无法满足多内核处理器上进程调度的验证需要这一问题,提出利用投影时序逻辑(PTL)的定理证明方法来验证进程调度.使用PTL公式建立了支持当前主流进程调度算法的多内核处理器进程调度一般模型S,并将系统期望的性质描述为PTL公式P,在PTL公理系统的基础上,通过证明S蕴含P是否为一个定理来验证系统是否具备该性质.以2内核处理器上的多级反馈队列算法的正确性为案例进行检验,结果表明所提方法可验证多内核处理器进程调度的系统性质,保证多内核进程调度的可靠性.由于多内核处理器的进程调度具备了并发系统的主要特点,因此该方法也适用于一般的并发系统验证. 展开更多
关键词 投影时序逻辑 进程调度 定理证明 多核处理器 调度验证
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一种基于并发命题投影时序逻辑模型检测的入侵检测方法 被引量:1
6
作者 陈建辉 王文义 朱维军 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第10期116-117,137,共3页
基于投影时序逻辑模型检测的入侵检测方法具有描述网络入侵者分段攻击的能力,然而对并发攻击仍无能为力,因为该逻辑无法直接描述并发。针对此问题,在该逻辑的基础上定义了一种新的并发算子,并给出基于并发投影时序逻辑模型检测的入侵检... 基于投影时序逻辑模型检测的入侵检测方法具有描述网络入侵者分段攻击的能力,然而对并发攻击仍无能为力,因为该逻辑无法直接描述并发。针对此问题,在该逻辑的基础上定义了一种新的并发算子,并给出基于并发投影时序逻辑模型检测的入侵检测方法。对复杂攻击实例的检测表明,新方法可有效提高对并发攻击的检测能力。 展开更多
关键词 入侵检测 误用检测 模型检测 并发命题投影时序逻辑
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投影时序逻辑在系统建模中的应用 被引量:1
7
作者 舒新峰 段振华 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期410-414,共5页
目的为了解决形式化验证时需要分别使用不同工具进行系统建模和性质描述的问题。方法利用投影时序逻辑PTL(projection temporal logic)在同一逻辑框架内完成待验证系统的建模和性质的描述。结果对PTL投影操作符的特点和用途进行了详细分... 目的为了解决形式化验证时需要分别使用不同工具进行系统建模和性质描述的问题。方法利用投影时序逻辑PTL(projection temporal logic)在同一逻辑框架内完成待验证系统的建模和性质的描述。结果对PTL投影操作符的特点和用途进行了详细分析,并结合实例展示了PTL系统建模的使用。结论 PTL具备强大的表达能力,可广泛的应用于各类软硬件系统的验证。 展开更多
关键词 投影时序逻辑 系统建模 形式化验证
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一种命题投影时序逻辑的分布式模型检测方法 被引量:4
8
作者 舒新峰 王昌太 +1 位作者 王燕 张丽丽 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期39-47,共9页
为缓解模型检测的状态空间爆炸问题,提出一种基于命题投影时序逻辑的分布式模型检测方法。通过标记范式图技术将命题投影时序逻辑公式描述的待验证性质转换为自动机;根据强连通分量将其状态空间划分为多个子自动机,将各个子自动机与层... 为缓解模型检测的状态空间爆炸问题,提出一种基于命题投影时序逻辑的分布式模型检测方法。通过标记范式图技术将命题投影时序逻辑公式描述的待验证性质转换为自动机;根据强连通分量将其状态空间划分为多个子自动机,将各个子自动机与层次语法图描述的待验证系统模型分发至验证服务器集群中,使用动态验证技术进行多机协同完成系统模型检测验证。实验结果表明,该方法和单机模型检测相比验证时间明显降低,且能够验证更复杂的系统。 展开更多
关键词 命题投影时序逻辑 模型检测 形式化验证 标记范式图 分布式计算
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基于事件确定有限自动机的UML2.0序列图描述与验证 被引量:8
9
作者 张琛 段振华 田聪 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2625-2638,共14页
为了确保软件分析与设计阶段UML2.0序列图模型的可靠性,采用命题投影时序逻辑(propositional projection temporal logic,简称PPTL)模型检测方法对该模型进行分析和验证.提出了事件确定有限自动机(event deterministic finite automata... 为了确保软件分析与设计阶段UML2.0序列图模型的可靠性,采用命题投影时序逻辑(propositional projection temporal logic,简称PPTL)模型检测方法对该模型进行分析和验证.提出了事件确定有限自动机(event deterministic finite automata,简称ETDFA),并使用该自动机为序列图建立形式化模型,通过给出的基于ETDFA的PPTL模型检测算法得到验证结果.该方法可以在基于Spin的PPTL模型检测器的支持下实现.实例结果表明,该方法可以验证序列图的性质并保证其可靠性. 展开更多
关键词 UML2.0序列图 事件确定有限自动机 模型检测 命题投影时序逻辑 验证
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应用UML2.0模型的测试用例生成方法 被引量:8
10
作者 张琛 段振华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期18-23,共6页
针对软件开发过程中测试自动化程度低的问题,在研究基于模型的测试用例生成技术的基础上,提出了一种基于UML2.0序列图与用例描述的测试用例生成方法.采用事件确定有限自动机来描述系统序列图,通过命题投影时序逻辑的模型检测技术,验证... 针对软件开发过程中测试自动化程度低的问题,在研究基于模型的测试用例生成技术的基础上,提出了一种基于UML2.0序列图与用例描述的测试用例生成方法.采用事件确定有限自动机来描述系统序列图,通过命题投影时序逻辑的模型检测技术,验证了自动机模型的正确性.使用自动机模型与用例描述来生成测试用例,该用例满足事件与全路径覆盖准则.通过对图书管理系统的分析表明,该方法不仅能够提高软件的测试效率,而且还确保了针对管理员的执行动作所产生的测试用例的正确性. 展开更多
关键词 测试用例 命题投影时序逻辑 模型检测 覆盖准则
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支持索引式的PPTL定理证明器的实现 被引量:2
11
作者 王小兵 寇蒙莎 +1 位作者 李春奕 赵亮 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2172-2188,共17页
定理证明是目前主流的形式化验证方法,拥有强大的抽象和逻辑表达能力,且不存在状态空间爆炸问题,可用于有穷和无穷状态系统,但其不能完全自动化,并且要求用户掌握较强的数学知识.含索引式的命题投影时序逻辑(PPTL)是一种具有完全正则表... 定理证明是目前主流的形式化验证方法,拥有强大的抽象和逻辑表达能力,且不存在状态空间爆炸问题,可用于有穷和无穷状态系统,但其不能完全自动化,并且要求用户掌握较强的数学知识.含索引式的命题投影时序逻辑(PPTL)是一种具有完全正则表达能力,并且包含LTL的时序逻辑,具有较强的建模和性质描述能力.目前,一个可靠完备的含索引式的PPTL公理系统已被构建,然而基于该公理系统的定理证明尚未得到良好工具的支持,存在证明自动化程度较低以及证明冗长易错的问题.鉴于此,首先设计了支持索引式的PPTL定理证明器的实现框架,包括公理系统的形式化与交互式定理证明;然后,在Coq中形式化定义了含索引式的PPTL公式、公理与推理规则,完成了框架中公理系统的实现;最后,通过两个实例的交互式证明验证了该定理证明器的可用性. 展开更多
关键词 定理证明 COQ 索引式 命题投影时序逻辑 公理系统
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面向SQLite3数据库API调用序列的并行运行时验证方法 被引量:8
12
作者 于斌 陆旭 +2 位作者 田聪 段振华 张南 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2755-2768,共14页
作为轻量级的高可靠嵌入式数据库,SQLite3已被广泛应用于航空航天和操作系统等多个安全攸关领域,其提供了丰富灵活API函数以支持用户快速实现项目构建.然而,不正确的API函数调用序列会导致严重后果,包括运行错误、内存泄露和程序崩溃等... 作为轻量级的高可靠嵌入式数据库,SQLite3已被广泛应用于航空航天和操作系统等多个安全攸关领域,其提供了丰富灵活API函数以支持用户快速实现项目构建.然而,不正确的API函数调用序列会导致严重后果,包括运行错误、内存泄露和程序崩溃等.为了高效准确地监控SQLite3数据库API函数的正确调用情况,提出了基于多核系统的并行运行时验证方法.该方法首先分析API函数文档,自动挖掘相关API调用序列规约描述,辅助人工将其形式化表达为具有完全正则表达能力的命题投影时序逻辑公式;然后,在程序运行时,采用多任务调度策略,将程序执行产生的状态序列分割并对不同片段并行验证.实验结果表明:该方法能够发现调用SQLite3数据库API函数的30个被验证C程序中,违背API函数调用序列规约的达16个.另外,与传统串行运行时验证方法的对比实验表明,提出的并行运行时验证方法能够有效提高多核系统的验证效率. 展开更多
关键词 SQLITE3 API调用序列 命题投影时序逻辑 并行 运行时验证
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一种嵌套中断系统的建模和分析方法 被引量:7
13
作者 崔进 段振华 +1 位作者 田聪 张南 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1670-1680,共11页
在嵌入式系统和各类操作系统中,中断机制是确保实时响应各类异步事件的重要方法.通常在处理一个中断事件的过程中,往往会有更紧迫的中断事件请求响应,因而发生中断嵌套.建模并验证嵌套中断系统是具有挑战性的工作.提出一种建模和验证嵌... 在嵌入式系统和各类操作系统中,中断机制是确保实时响应各类异步事件的重要方法.通常在处理一个中断事件的过程中,往往会有更紧迫的中断事件请求响应,因而发生中断嵌套.建模并验证嵌套中断系统是具有挑战性的工作.提出一种建模和验证嵌套中断系统的方法.首先,提出基于投影时序逻辑(projection temporal logic,简称PTL)的定义,并将这种定义推广到包含任意多中断事件的中断系统上,从而得出嵌套中断系统基于投影时序逻辑的形式化模型;其次,使用投影时序逻辑定义的基本中断语句扩充建模仿真和验证语言(modeling,simulation and verification language,简称MSVL),并扩展MSVL语言的解释器,使其可以对嵌套中断系统进行建模仿真和验证;最后,通过一个实例展现所提出方法的正确性和实用性. 展开更多
关键词 嵌套中断系统 投影时序逻辑 MSVL(modeling simulation and VERIFICATION language) 形式化建模与验证
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芯片开发功能验证的形式化方法 被引量:3
14
作者 姚广宇 张南 +3 位作者 田聪 段振华 刘灵敏 孙风津 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1799-1817,共19页
在芯片设计领域,采用模型驱动的FPGA设计方法是目前较为安全可靠的一种方法.但是,基于模型驱动的FPGA设计需要证明FPGA设计模型和生成Verilog/VHDL代码的一致性;同时,芯片设计的正确性、可靠性和安全性也至关重要.目前,多采用仿真方法... 在芯片设计领域,采用模型驱动的FPGA设计方法是目前较为安全可靠的一种方法.但是,基于模型驱动的FPGA设计需要证明FPGA设计模型和生成Verilog/VHDL代码的一致性;同时,芯片设计的正确性、可靠性和安全性也至关重要.目前,多采用仿真方法对模型和代码的一致性进行验证,很难保证设计的可靠性和安全性,并存在验证效率低、工作量大等问题.提出一种新型验证设计模型和生成代码一致性的方法,该方法利用MSVL语言进行系统建模,并通过模型提取命题投影时序逻辑公式描述的系统的性质,通过统一模型检测的原理,验证模型是否满足性质的有效性.进而,应用信号灯控制电路系统作为验证实例,对验证方法做了检验和说明. 展开更多
关键词 芯片设计 模型驱动 功能一致性 MSVL建模 命题投影时序逻辑
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用于验证多智能体系统的APTL模型检测器 被引量:3
15
作者 王海洋 段振华 田聪 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期231-243,共13页
由于经典的线性时序逻辑表达能力有限,设计并开发了基于交替投影时序逻辑(alternating projection temporal logic,简称APTL)的模型检测工具.根据王海洋等人提出的APTL符号模型检测方法,设计并实现了APTL模型检测器MCMAS_APTL.该工具可... 由于经典的线性时序逻辑表达能力有限,设计并开发了基于交替投影时序逻辑(alternating projection temporal logic,简称APTL)的模型检测工具.根据王海洋等人提出的APTL符号模型检测方法,设计并实现了APTL模型检测器MCMAS_APTL.该工具可用于多智能体系统(multi-agent system,简称MAS)的性质验证.MCMAS_APTL检查MAS是否满足具体性质的过程如下:首先,用解释系统编程语言(interpreted system programming language,简称ISPL)描述要验证的系统IS,用APTL公式P描述要验证的性质;然后,符号化表示系统IS,并将非P转化为范式;最后,计算所有满足非P的路径的起始状态集合.如果得到的状态集合中包含系统的初始状态,则说明系统不满足公式P;反之,则说明系统满足公式P.详细阐述了实现MCMAS_APTL的过程,并且通过验证机器人足球赛的例子展示了MCMAS_APTL的性能. 展开更多
关键词 交替投影时序逻辑 多智能体系统 模型检测
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基于运行时验证的边缘服务器DoS攻击检测方法 被引量:3
16
作者 于斌 张南 +2 位作者 陆旭 段振华 田聪 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期75-86,共12页
针对边缘计算系统中边缘服务器面临的拒绝服务(DoS)攻击问题,提出了一种基于并行运行时验证的DoS攻击检测方法。首先,使用命题投影时序逻辑(PPTL)公式形式化描述边缘服务器预期行为和DoS攻击特征;进而,针对待验证PPTL公式,采用并行运行... 针对边缘计算系统中边缘服务器面临的拒绝服务(DoS)攻击问题,提出了一种基于并行运行时验证的DoS攻击检测方法。首先,使用命题投影时序逻辑(PPTL)公式形式化描述边缘服务器预期行为和DoS攻击特征;进而,针对待验证PPTL公式,采用并行运行时验证框架,充分利用边缘服务器的计算与存储资源,对程序运行状态进行异常检测和误用检测。利用所提方法,对一个实际的基于边缘计算的点对点(P2P)网络智能停车系统进行模拟DoS攻击和攻击检测。对比实验表明,所提方法能够有效检测出边缘服务器异常行为和所受DoS攻击类型。 展开更多
关键词 边缘计算 边缘服务器 命题投影时序逻辑 拒绝服务攻击 运行时验证
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状态图到PTL形式规范的转化
17
作者 张鹏飞 段振华 田聪 《计算机工程与科学》 CSCD 2006年第z2期122-125,共4页
本文讨论从状态图到PTL形式规范的转化方法.状态图是描述系统行为的半形式化的图形工具,但缺少精确的形式语义,PTL(投影时序逻辑)是一种具有离散的时间模型的时序逻辑,把状态图转换到PTL后可以使其具有精确的形式语义并能使用形式化验... 本文讨论从状态图到PTL形式规范的转化方法.状态图是描述系统行为的半形式化的图形工具,但缺少精确的形式语义,PTL(投影时序逻辑)是一种具有离散的时间模型的时序逻辑,把状态图转换到PTL后可以使其具有精确的形式语义并能使用形式化验证方法来证明状态图所描述的系统的一些重要性质是否得到满足,同时可把系统的形式描述转换为Tempura程序进行模拟,从而提高系统设计的可信性. 展开更多
关键词 投影时序逻辑 状态图 形式化方法
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APTL公式的可满足性检查工具
18
作者 王海洋 段振华 田聪 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1635-1646,共12页
交替投影时序逻辑(alternating projection temporal logic,简称APTL)公式简单易懂,表达能力强;不仅可以描述经典时序逻辑LTL可以描述的性质,而且可以描述与区间相关的顺序和循环性质以及开放系统和多智能体系统中与博弈相关的性质.在... 交替投影时序逻辑(alternating projection temporal logic,简称APTL)公式简单易懂,表达能力强;不仅可以描述经典时序逻辑LTL可以描述的性质,而且可以描述与区间相关的顺序和循环性质以及开放系统和多智能体系统中与博弈相关的性质.在验证系统是否满足所给的APTL公式所描述的性质之前需要检查公式的可满足性.根据检查APTL公式的可满足性的方法,开发实现了工具APTL2BCG.具体细节如下:首先,利用公式P的范式构造P的标记范式图(labeled normal form graph,简称LNFG);然后,将LNFG转化为广义的基于并发博弈结构的交替Büchi自动机(generalized alternating Büchi automaton over concurrent game structure,简称GBCG);最后,将GBCG转化为基于并发博弈结构的交替Büchi自动机(alternating Büchi automaton over concurrent game structure,简称BCG)并且化为最简形式并检查公式P的可满足性. 展开更多
关键词 交替投影时序逻辑 范式 标记范式图 基于并发博弈结构的交替Büchi自动机 可满足性
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基于PPTL的着色Petri网的模型检测方法
19
作者 门鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第5期1362-1367,共6页
为了提高着色Petri网的描述及验证能力,提出了一种基于投影命题时序逻辑的着色Petri网的模型检测方法。通过构建投影命题时序逻辑公式的否定形式等价的Buchi自动机,将它与着色Petri网的可达图相积,通过检测检测乘积图的可接受语言是否为... 为了提高着色Petri网的描述及验证能力,提出了一种基于投影命题时序逻辑的着色Petri网的模型检测方法。通过构建投影命题时序逻辑公式的否定形式等价的Buchi自动机,将它与着色Petri网的可达图相积,通过检测检测乘积图的可接受语言是否为空,从而判断用时序逻辑公式描述的系统性质是否满足。利用投影命题时序逻辑公式具有更强的表达力,可以有效地提高着色Petri网系统的描述及验证能力。 展开更多
关键词 着色PETRI网 模型检测 投影命题时序逻辑
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