Методология повышения надежности проектирования программно-технических средств на основе формализации знаний

• Автор: Абрамова, Нина Александровна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 270 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Модельнотехнологический подход к применению формальных методов для повышения надежности проектирования. Основные принципы и идеи.

Введение. Качество проектирования и его связь с надежностью

1.1. Основные принципы модельнотехнологического подхода

1.2. Общая модель технологии.

1.3. Общий метод повышения надежности специализированной технологии проектирования путем модификации базовой технологии на основе формальных методов.
1.4.Типовой комплекс массовых задач повышения надежности проектирования на основе формальных методов.

Подходы к решению и обеспечению

1.5. Практические применения модельнотехнологического подхода

Результаты и выводы по главе 1.

Глава 2. Базовые языковые средства формализованных функциональных спецификаций.
Введение. Задача построения функциональных спецификаций как массовая технологическая задача.
Методы и средства решения
2.1. Принципы построения языковых средств
функциональных спецификаций
2.2. Базовое семейство схем языков типаШ.
2.3. Семейство схем языков тъпЛрШ
2.4. Сравнение языков функций и их выразительных возможностей.
Результаты и выводы по главе
Глава 3. Сверхмассовая задача анализа внешнего поведения структурированных объектов. Методы и средства решения
3.1. Общий подход к решению частных массовых задач
3.2. Базовая задача анализа внешнего поведения
на основе локальных эквивалентных преобразований и ее ближайшие аналоги.
3.3. Бинарные программы и схемы выбора.
3.4. Сети связи
3.5. Ленточные автоматы. Автономные автоматы.
3.6. Модель типа схем и ее возможности.
Результаты и выводы по главе 3.
Глава 4. Другие технологические задачи, связанные с контролем и обеспечением правильности
4.1. Задачи проверки и обоснования правильности.
Общий подход.
4.2. Критерии правильности и их формализация.
4.3. Верификация и ее связь с анализом внешнего поведения. Верификационная отладка
4.4. Технологическая задача оценочного тестирования
4.5. Пример внедрения
Результаты и выводы по главе 4.
Глава 5. Новый математический аппарат анализа
и верификации программ.
Введение. Нерешенные проблемы. Подходы к решению.
5.1. Языки типа Л7 и их базовая алгебраическая система
5.2. Языки типа и их базовая алгебраическая система
5.3. Представление программ схемами
5.4. Постановка задач анализа внешнего поведения
и верификации
5.5. Методы решения
на основе эквивалентных преобразований схем
5.6. Разрешение теоретических проблем.
Результаты и выводы по главе
Глава 6. Подходы и техника формализации знаний, ориентированные на корректность.
Введение
6.1. Понятие схемы представления знаний.
Схемы, ориентированные на корректность
6.2. Метод развиваемой семантической модели.
6.3. Методы разрушающего анализа обоснований
6.4. Схемный метод порождения формализованных знаний с использованием аналогий
и защитой от неправомочных аналогий.
Результаты и выводы по главе
Основные результаты и выводы по диссертации.
Библиографический список
Приложение. Краткое описание методик верификации
Введение
Актуальность


Принцип обеспечения четких критериев правильности обоснован во введении к главе. Реальные возможности его реализации за счет применения формальных методов, с одной стороны, определяются допустимыми затратами, а с другой, выбором подходящих видов формализации8. Принцип использования схем представления знаний, ориентированных на корректность, исходит из установленного на практике наблюдения, свидетельствующего, что представление знаний по определенным схемам способствует выявлению некорректностей в исходных знаниях, например, их нечеткости, неполноты, неоднозначности, противоречивости. Более подробно это явление рассматривается в гл. Принцип слабой формализации в сочетании с ориентацией на корректность имеет сходные обоснования оказывается, что некоторые схемы представления знаний дают ощутимый эффект по улучшению качества первичных знаний даже при слабой формализации. Примеры таких схем, в частности, для формализации критериев правильности, будут приведены в гл. Принцип построения функциональных спецификаций обратным ходом противостоит принципу сквозного проектирования сверху вниз, от спецификации к проекту, в условиях, когда его применение для разработчиков затруднительно. Он заключается в построении формализованной спецификации проекта или его составной части по неформальной документации с целью проверки правильности первичных представлений о проекте, т. По сути дела это технологический метод построения спецификаций, который более адаптирован к особенностям мышления человека, чем прямой метод сверхувниз. В показано, что более адекватными для практики оказываются методы формализации, допускающие переменную глубину формализации в зависимости от имеющихся ресурсов на выполнение работ. Рис. На рис. Выявление ошибок в проекте может происходить в ходе построения его функциональной спецификации. Принцип интеллектуальной инструментальной поддержки деятельности человека при работе с формализованными знаниями заключается в создании инструментальных средств, которые могли бы оказывать не только техническую, но прежде всего интеллектуальную помощь разработчику средней квалификации в проведении процесса формализации первичных знаний и манипуляций со знаниями за счет подходящих схем представления знаний и схем извлечения знаний из разработчика, заложенных в эти средства. Принцип модельности. На этом принципе, который является основополагающим для разработанного подхода, остановимся несколько подробнее. Принцип состоит в том, что в основу всего НМЯО, и прежде всего выразительных средств, для применения формальных методов к некоторому типу объектов проектирования 4 в рамках определенной технологии кладется общая формализованная модель Ж этого типа объектов соответствующая их функциональному назначению. Эта общая модель рассматривается как семантическая схема для представления знаний о любом конкретном объекте А типа Д которая задаст концептуальную или логикоматематическую структуру описания. В результате конкретизации общей модели применительно к объекту А получается формализованная модель МА объекта А или, иначе говоря, формализованное по смыслу описание А. Разработка этого подхода для некоторого типа объектов прежде всего заключается в разработке или подборе подходящей общей модели. Принцип модельности при построении выразительных средств поддержки формальных методов отвечает па вопрос о выборе подходящего вида формализации. Ответ состоит в том, что модель обязательна, а дополнительные выразительные средства, будь то язык, схема языка, или правила корректной декомпозиции сложных описаний , вводятся в технологию с учетом целого ряда технологических факторов, включая используемый спектр методов формализованного проектирования, наличие метода построения спецификации, имеющееся кадровое обеспечение, наличие ресурсов для разработки и реализации технологии проектирования и др. Обоснование принципа модельности и различных, проверенных на практике вариантов его технологической реализации с анализом требований к выразительным средствам проведены нами в 3, , .