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UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型转换方法研究和工具实现的开题报告

标题：UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型转换方法研究和工具实现

摘要：UML时序图是一种重要的软件设计图形化表示方法，UPPAAL时间自动机是一种用于验证系统性质的形式化工具，将UML时序图模型转换为UPPAAL时间自动机模型，可以帮助软件设计人员通过自动机模型验证系统的正确性。本文针对UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型的转换问题进行了研究，提出了一种基于规则匹配的转换算法，并实现了相应的转换工具。实验结果表明，所提出的算法和工具能够有效地将UML时序图模型转换为UPPAAL时间自动机模型，对于实现自动化验证具有较好的应用价值。

关键词：UML时序图；UPPAAL时间自动机；转换算法；转换工具实现

1、研究背景和意义

UML时序图是一种重要的软件设计图形化表示方法，可以用于描述软件系统的行为。UPPAAL时间自动机是一种用于验证系统性质的形式化工具，可以用于验证系统的正确性和性能。将UML时序图模型转换为UPPAAL时间自动机模型，可以帮助软件设计人员通过自动机模型验证系统的正确性，从而提高系统的可靠性和性能。

2、研究内容和方法

本文针对UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型的转换问题进行了研究，提出了一种基于规则匹配的转换算法。具体来说，该算法将UML时序图中的状态、转移和条件语句映射到UPPAAL时间自动机的位置、转移和条件表达式上，从而实现了UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型的转换。为了验证所提出的算法的正确性和可行性，我们基于Java开发了一个UML时序图到UPPAAL时间自动机的转换工具，针对一些典型的UML时序图模型，进行了实验验证。

3、预期研究结果

预期研究结果是提出一种UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型转换的算法，并通过实现相应的转换工具来验证所提出的算法的正确性和可行性。实验结果表明，所提出的算法和工具能够有效地将UML时序图模型转换为UPPAAL时间自动机模型，对于实现自动化验证具有较好的应用价值。

4、研究计划

本研究计划分为以下几个阶段：

第一阶段：研究UML时序图和UPPAAL时间自动机的相关理论和工具。

第二阶段：基于规则匹配，提出UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型的转换算法，并对算法进行形式化描述和分析。

第三阶段：基于Java，开发UML时序图到UPPAAL时间自动机的转换工具，并验证算法的正确性和可行性。

第四阶段：针对工具的缺陷和不足，进行改进和优化。

第五阶段：总结研究成果，撰写毕业论文。

时间安排：

第一阶段：2021年9月至2021年11月

第二阶段：2021年12月至2022年2月

第三阶段：2022年3月至2022年5月

第四阶段：2022年6月至2022年7月

第五阶段：2022年8月至2022年9月