Abstract

The paper is addressed to the actual problem of verification of large-scale data models applied in various industrial areas and specified using popular general-purpose object-oriented languages, such as EXPRESS, UML/OCL. Main benefits of information modeling languages (high expressiveness, declarative nature, advanced set of syntactic units) negatively affect the process of automatic verification of the specifications. The known approaches are based on reduction of the original complex problem to some well-known mathematical statement and its solution by existing methods. The performed analytical survey of the existing methods for model verification demonstrates that they cannot be used for solving the problem because of their high computational complexity. A combined method for verification of large-scale data models is proposed in the paper. The method is based on sequential reduction to the several mathematical problem statements: linear programming, constraint satisfaction problem (CSP), Boolean satisfiability (SAT). Usage of the combined method allows to avoid efficiency issues peculiar to the known approaches. At the first step the polynomial complexity methods of integer linear programming are applied to the original large-scale problem and localize the search region for solution by detection of the necessary amount of objects. At the next steps constraints imposed onto relatively small groups of objects can be considered individually, which allows to reduce significantly dimension of the problem. The key problem of estimation of the number of instances intended for generation of correct object collection and its reduction to an integer linear programming problem is investigated in detail. The performed experiments demonstrate prospectivity of the combined computational strategy and efficiency of the proposed method for verification of large-scale data models. The work is supported by RFBR (grant 13-07-00390).

Highlights

  • Ключевые слова: верификация моделей, объектно-ориентированное моделирование, Unified Modeling Language (UML)/Object Constraint Language (OCL), EXPRESS, логическое программирование в ограничениях, линейное целочисленное программирование, семантическая реконсиляция

  • The paper is addressed to the actual problem of verification of large-scale data models applied in various industrial areas and specified using popular general-purpose objectoriented languages, such as EXPRESS, UML/OCL

  • The method is based on sequential reduction to the several mathematical problem statements: linear programming, constraint satisfaction problem (CSP), Boolean satisfiability (SAT)

Read more

Summary

Введение

В настоящее время значительную роль в процессе разработки сложных программных систем играет моделирование. В рамках данного подхода модели программной системы являются базовыми спецификациями для всех последующих этапов разработки. Программные средства верификации и валидации для автоматической или автоматизированной проверки корректности концептуальных схем существуют [11, 17, 26, 28, 31, 34], но их высокая вычислительная сложность является значительным недостатком. В связи с постоянно возрастающей сложностью используемых в программной инженерии моделей возникает необходимость разработки и применения эффективных методов для их верификации. В разделе 3 предлагается комбинированный метод верификации объектно-ориентированных моделей данных, основанный на последовательной редукции к нескольким постановкам математических задач: линейного программирования, удовлетворения ограничений (CSP), выполнимости булевых формул (SAT). В заключении приводятся выводы о перспективности применения метода для верификации масштабных индустриальных моделей данных и намечаются направления его дальнейшего исследования и развития

Аналитический обзор существующих методов верификации моделей
Методы удовлетворения ограничений
Средства валидации
Сравнение и критика
Основные определения
Основные компоненты предлагаемого метода
Определение размера корректной коллекции объектов
Ограничения кардинальности
Множественное наследование
Ограничения кратности и уникальности связей
Ограничения уникальности атрибутов
Редукция к задаче линейного программирования
Вычислительный эксперимент
Пример применения комбинированного метода
Заключение
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call