本發(fā)明涉及一種并發(fā)系統(tǒng)模型的檢測方法，具體屬于軟件檢測技術。

背景技術：

模型檢測是基于對狀態(tài)空間的窮舉搜索，對于并發(fā)系統(tǒng)，其狀態(tài)的數目往往隨并發(fā)分量的增加而呈指數增長。因此，當系統(tǒng)的并發(fā)分量較多時，直接對其狀態(tài)空間進行搜索實際上是不可能的，這就是所謂的狀態(tài)爆炸問題。由于軟件涉及無窮數據域上的運算，因此狀態(tài)爆炸問題十分突出，已成為模型檢測方法應用于軟件可信評價及驗證的一個具有挑戰(zhàn)性同時又無法回避的難題。

目前，研究人員提出了一些方法緩解“狀態(tài)空間爆炸”問題。這些方法基本上都減少了或壓縮了系統(tǒng)狀態(tài)空間，許多實際系統(tǒng)都已經成功地使用了這些方法，也極大地提高了模型檢測工具能夠驗證的系統(tǒng)規(guī)模。這些方法主要包括符號模型檢測、抽象技術、偏序歸約、分解與組合以及對稱、歸納、On-the-fly方法等。但仍然存在以下技術難題：隨著軟件功能日益強大，其規(guī)模和復雜度也越來越大，在模型檢測過程中容易產生狀態(tài)爆炸問題。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于測地距的并發(fā)系統(tǒng)模型檢測方法，針對模型檢測中的狀態(tài)爆炸問題，采用假設保證組合驗證方法，研究組合驗證出現的多種挑戰(zhàn)，解決假設保證組合驗證出現的分解問題。

一種基于測地距的并發(fā)系統(tǒng)模型檢測方法，包括以下步驟：

①建立系統(tǒng)關系圖：把整個系統(tǒng)看作一個圖，每個子系統(tǒng)看作圖中的一個頂點；某兩個子系統(tǒng)之間有共享變量，則這兩個子系統(tǒng)之間有條邊；

②求圖中任意兩頂點的測地距：圖中兩個頂點之間最短路徑的邊數作為兩個頂點之間的測地距；對于圖中兩個非連通的頂點，測地距為無窮大；

③求各頂點的離心率：給定圖G＝(V,E)，其中V是頂點集，E是邊集，對于頂點v∈V，v的離心率是v與其他頂點u∈V-{v}之間的最大測地距；

④將圖中每個頂點的分組編號初始化為0；

⑤通過循環(huán)求出每個頂點的分組編號：

(1)求出未分組頂點中的最大離心率；

(2)找出未分組頂點中離心率等于本輪最大離心率的頂點i；

1)設置頂點i的分組編號為Gno，Gno的初始值為1；

A)找出頂點i的未分組鄰居j；

B)將j的分組編號保存為Gno；

a)找出j的未分組且離心率和i相同的鄰居jn；

b)將jn的分組編號也保存為Gno；

c)轉到a)；

C)轉到A)；

2)將Gno的值增加1；

(3)轉到(1)；

⑥輸出每個分組的頂點號。

由于并發(fā)的各子系統(tǒng)之間可能會有關系，因此本發(fā)明建立了各子系統(tǒng)之間的關系圖，對圖進行分解，進而將分解問題轉化成系統(tǒng)關系圖的聚類或分解問題。當驗證過程中出現虛假反例時，本發(fā)明基于系統(tǒng)關系圖的細化過程。性質涉及的子系統(tǒng)會對性質產生直接影響，該子系統(tǒng)的直接鄰居會對產生間接影響，可以通過不斷地尋找相應子系統(tǒng)的鄰居進行細化。

具體實施方式

本發(fā)明根據系統(tǒng)關系圖，設計子系統(tǒng)分解方案，保證分解后每組中子系統(tǒng)之間的關系盡可能緊密。反例存在時，設計判斷反例是否虛假的方案；對于虛假反例，設計細化方案，使得細化次數少的情況下就可以快速得到驗證結果。

一種基于測地距的并發(fā)系統(tǒng)模型檢測方法，包括以下步驟：

①建立系統(tǒng)關系圖：把整個系統(tǒng)看作一個圖，每個子系統(tǒng)看作圖中的一個頂點；某兩個子系統(tǒng)之間有共享變量，則這兩個子系統(tǒng)之間有條邊；

②求圖中任意兩頂點的測地距：圖中兩個頂點之間最短路徑的邊數作為兩個頂點之間的測地距；對于圖中兩個非連通的頂點，測地距為無窮大；

③求各頂點的離心率：給定圖G＝(V,E)，其中V是頂點集，E是邊集，對于頂點v∈V，v的離心率是v與其他頂點u∈V-{v}之間的最大測地距；

④將圖中每個頂點的分組編號初始化為0；

⑤通過循環(huán)求出每個頂點的分組編號：

(1)求出未分組頂點中的最大離心率；

(2)找出未分組頂點中離心率等于本輪最大離心率的頂點i；

1)設置頂點i的分組編號為Gno，Gno的初始值為1；

A)找出頂點i的未分組鄰居j；

B)將j的分組編號保存為Gno；

a)找出j的未分組且離心率和i相同的鄰居jn；

b)將jn的分組編號也保存為Gno；

c)轉到a)；

C)轉到A)；

2)將Gno的值增加1；

(3)轉到(1)；

⑥輸出每個分組的頂點號。

上述步驟得到系統(tǒng)的初始分解，然后采用假設保證推理(AGR)對系統(tǒng)進行組合驗證。AGR需要將系統(tǒng)分解成M1和M2兩部分。上述測地距的分解方法得到的組，若和驗證性質相關，則將這些組包含的子系統(tǒng)放入M1中。M1保存的都是和驗證性質相關的子系統(tǒng)。驗證過程中出現虛假反例時，通過逐步增加測地距的方法尋找和性質相關的子系統(tǒng)細化M1。

通過測地距將整個系統(tǒng)分解成若干個組，每個組中的子系統(tǒng)之間的關系盡可能親密，從而解決了模型檢測過程中容易產生的狀態(tài)爆炸問題；當系統(tǒng)比較龐大，包含的子系統(tǒng)比較多時，可以減少分解所花的時間；當系統(tǒng)的遷移關系比較復雜時，可以減少重新分解的次數。