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关键词： 形式化方法   EUF理论   判定过程   Ackermann归约   等式图  

摘要： 带未解释函数的等式理论(EUF)是一种表达能力较强的理论,在形式化方法中占据了重要的地位。本文研究的是无量词的EUF理论,该理论的判定问题已被证明是一个NP完全问题。这一理论的判定过程在形式化验证领域得到了广泛的应用,很多实际问题可以建模成EUF理论判定问题,电路的等价性验证、程序的等价性验证、编译的转换有效性验证等。针对EUF理论的可满足性求解问题,已经有可以判定它们的SMT求解器,这些基于同余闭包算法所实现的求解器目前仅仅能够求解EUF合取式。本文的目标是判定一般EUF公式,它的判定过程大体上分为两类:惰性编码和活性编码。惰性编码是一种基于SAT求解器与理论求解器交替使用的判定方法,而活性编码是一种将EUF公式归约为命题公式,仅仅使用SAT求解器的判定方法。活性编码判定过程不需要为EUF理论开发特定的理论求解器,该方法在解决某些问题时更具有优势,比如组合理论的判定问题。本文以寻找高效的EUF理论的活性编码判定过程为目的,研究了一种活性编码方法。该方法通过Ackermann归约以及基于非极性等式图的归约,将EUF公式归约为等可满足性的命题公式。在这个活性编码方法中,两个归约算法都分别给公式添加了大量的约束,因此该方法实现起来有很大的难度。为了简化这一方法的实现进程,本文提供了C++语言编写的DPLIB库,根据上述算法添加程序并成功编译于Linux系统,证明了该方法是一种可实现的判定过程,调用它可以求解一般的EUF公式。此外,本文给出了一列EUF合取式,对于同一示例分别使用本文提到的两种方法进行求解,实验数据表明,与同余闭包算法相比,上述活性编码方法有更高的求解效率。

关键词： 企业安全管理   信息系统   本体   安全性   形式化方法  

摘要： 企业级的信息系统通常被称为管理信息系统(Management Information System,简称MIS)。管理信息系统作为重要的信息管理工具已在船舶修造企业中得到广泛应用,不仅提高了企业的管理效率,同时为企业节省了大量的人力和物力成本。管理信息系统的安全性是确保企业生产的管理过程中不出现导致危险发生的能力,管理信息系统需要在保证软件和硬件稳定运行的情况下,处理和反馈大量的安全性数据。管理信息系统虽然不能直接对软件和硬件造成损害,但是发送或接收的控制类或决策类错误有可能通过硬件接口使软件或硬件发生失效,也可能对决策者提供错误的信息造成危险判断,从而导致严重的安全事故。船舶修造企业具有危险源多、事故多发等特点,随着企业的发展,其管理信息系统的安全性要求不断提高,因此管理信息系统的安全管理能力必须得到有效保证。安全管理能力的验证是保证和提高管理信息系统安全管理能力的必要措施,安全性验证不仅能够增加系统的可信性,同时也对潜在的危险做出了预警,可以有效避免重大安全事故的发生。文章基于国内外管理信息系统安全性领域内的权威标准和手册,将基于本体的形式化建模和验证方法应用于提高管理信息系统安全性的工作中。文章首先以船舶修造企业为示范领域遴选出安全性管理领域的权威标准,并采用“七步法”对管理信息系统安全性本体建模,开发了图形化的本体建模和验证工具,对安全性本体模型进行了验证,发现管理信息系统本体模型中存在的安全性问题,并完成了模型优化、回归验证以及安全性验证对比试验。基于本体安全的管理信息系统形式化建模和验证过程体现了形式化理论和方法在企业安全管理中的价值,提高了形式化理论和方法对管理信息系统安全性验证的支持能力。形式化建模和验证过程在船舶修造企业管理信息系统中的应用有效验证了管理信息系统的安全性,提高了管理信息系统的可靠性,为企业安全生产提供了有力保障。

关键词： 核磁共振   光解水   甲醇重整   氢键   质子交换  

摘要： 核磁共振技术的发展为精密观察物质的结构和原位检测提供了新的可能,可被用来观察真实的固体（催化剂）-液体反应体系中催化剂与液体之间的相互作用和对反应环境的影响。本研究围绕光催化中的两种经典催化剂（二氧化钛,氮化碳）展开,利用核磁共振方法对催化剂自身性质及其与反应环境之间的相互联系进行了研究,并将其与光催化效率进行联系:（1）利用原位液体核磁共振技术对真实固液体系光催化甲醇重整过程中水与甲醇之间的相互作用进行了系统性研究,证实了甲醇/水体系中氢键相互作用和质子交换的存在。并且发现催化剂的种类（包括不同晶型,以及同一晶型、不同形貌的TiO2）、体系温度、光照反应条件都会影响甲醇与水之间的相互作用,进而影响到甲醇重整的效率。这表明催化剂及适宜温度的选择对于提升甲醇重整效率起到非常重要的作用。（2）介绍了一种新的用氘代试剂替代含氢反应环境的方法,利用固体核磁共振技术对含氢催化剂氮化碳（C3N4）进行了系列一维、二维实验,用以研究含氢结构与反应环境之间的关系。以尿素为前体在不同温度下合成的C3N4作为研究对象,分别使用氘水处理,发现C3N4骨架单元上亲水的胺基（主要是-NH-）承担了催化剂光催化分解水产氢的活性位点。另外,催化剂本身以及与水之间合适的氢键相互作用可促进催化剂与反映环境之间的联系,促进质子交换,并因此表现出更高的光催化产氢活性。该研究为研究催化剂和环境之间的相互作用提供了新的思路,并为设计光催化剂的潜在方法提供了想法。

关键词： 单元测试   面向对象程序   自动化测试   测试框架  

摘要： 单元测试是对软件中的基本组成单位(如模块、过程、函数或类)进行的测试,在保障软件质量的过程中发挥重要作用。面向对象语言是一类以对象作为基本程序结构单位的程序设计语言。面向对象程序中涉及到复杂逻辑结构的单元测试具有一定的难度,是单元测试方向研究的热点之一。面向对象程序的自动化单元测试框架,能提高面向对象程序的单元测试效率,减轻测试人员繁重的单元测试任务,有效的降低面向对象软件开发的成本。面向对象程序自动化单元测试框架的研究有很大的技术难度,目前国内此类单元测试框架较少,且多为在国外成熟的测试框架基础上进行的二次设计。本文调研了国外成熟的面向对象程序的自动化单元测试框架设计,以及传统的面向过程程序的自动化单元测试框架设计,总结了面向对象程序的自动化单元测试框架的设计原则与原型设计。在此基础上做了两点研究:一、对面向对象程序的单元测试中存在的问题进行了研究,分析了面向对象程序自动化单元测试框架要解决的功能和性能两类需求。功能方面,研究了面向对象语言中常见的权限访问、类属性、函数重载等特性引入的单元测试问题。性能方面,研究了自动化测试框架常见的多程序测试内存性能问题以及实际执行环境的平台适应性问题。由于面向对象语言的丰富度颇多,本文选取C++这一流行的面向对象语言,作为研究面向对象语言的切入点。二、在原型设计的基础上,结合上述需求,本文设计了一种面向对象程序的自动化单元测试框架(Code Test System for Cpp,CTSCpp),用以对C++程序进行自动化的单元测试。功能方面,该测试框架可以自动化的为C++程序进行预处理、静态分析、构建测试环境,自动的生成测试用例,并动态执行获得覆盖率信息。性能方面,采用前后端分离的形式,运用序列化的技术手段,用硬盘资源换取内存资源,防止测试框架执行过程中发生内存溢出;并采用适配器模式,针对预处理、动态执行等操作,设计了适配器模块,丰富了测试框架的拓展性。作者在实际工程中实现了上述面向对象程序的自动化单元测试框架,并通过实际程序进行了验证检验。结果表明,本文研究与设计的面向对象程序的自动化单元测试框架具有可行性。其能够实现对面向对象程序进行自动的程序解析、单元提取、覆盖率测试等功能。

关键词： 思维导图   学科思维导图   UML   教学  

摘要： 学科思维导图是一种运用图文、线条构建的思维树状图,有助于梳理和抽象复杂的学科知识.本文主要从思维导图与学科思维导图的异同、学科思维导图在教学中的应用方式及在UML教学中的具体应用三个方面,介绍了学科思维导图的概念与特点及在教学中的应用方法.

关键词： 健康大数据平台   网络安全   体系结构   备份策略  

摘要： 健康大数据平台承载了平台内所有医疗卫生机构的所有数据的通讯、管理和维护，因此健康大数据平台的网络安全体系结构设计应该建立在有效、科学和全面的基础上。为保障健康大数据平台网络的安全运行，需要结合先进的网络安全理论和网络安全技术，制定相应的健康大数据平台的网络安全策略、调整健康大数据平台的网络安全部署。　　本文依据这样的研究背景，以健康泰安大数据平台为具体研究对象，尝试进行健康大数据平台的网络安全设计，以达成健康泰安大数据平台及其网络的安全解决方案。文中首先论述了立项的必要性，后论述了网络安全技术，特别是有我国自主知识产权的IPv9技术和平台备份策略中涉及的备份技术。接着对健康泰安大数据平台中潜在的网络安全风险和隐患进行分析，整理出平台网络安全的具体需求。在理论分析的基础上，对网络的安全问题进行了总体设计，针对健康泰安大数据平台中网络安全的需求进行网络安全模块的建立并提出解决方案，包括备份及恢复模块、传输加密模块、网络防护模块和机房管理模块。又对健康泰安大数据平台网络安全的部分技术和设备进行了仿真实验测试，并达到了预期效果，证明平台中的总体设计方案安全有效。最后对健康泰安大数据平台网络安全体系结构设计进行总结和展望，希望随着网络安全技术和手段的不断发展，进一步去提升健康泰安大数据平台的网络安全。　　健康泰安大数据平台网络安全体系结构设计的研究与架构，对解决健康大数据平台中网络安全问题能起到一定的借鉴作用和参考价值。

关键词： 仓储管理   流程再造   RFID技术   UML建模  

摘要： 随着世界经济的快速发展,人们的需求越来越全球化、现代化,物流行业成为了缩短人们之间交易距离的首要方式,是我国国民经济的重要组成部分和新的经济增长点,物流行业在经过爆炸式的市场扩张发展阶段后,如何降低物流行业的成本,提高作业时效已经成为现在物流业发展的关键性问题,而在物流作业环节中仓储管理成本占据整个物流管理成本大部分比重,因此如何节省仓储管理成本,提高仓储管理作业效率是本文研究的目的与意义。中铁特货公司作为国铁集团授权的独家铁路商品汽车运输公司,代表着商品汽车铁路物流的服务形象,如何高效的管理特货公司物流运输作业流程,降低物流成本,也是铁路发展商品汽车运输的重要指标。而特货公司仓储管理成本占总成本比例较高,本文的主要研究方向将要围绕提高特货公司仓储管理效率进行研究。本文首先从外部客户对时效性的需求和从内部企业仓储管理作业效率提出问题,描述了当今在激烈的市场竞争中,时效性的提高已经是特货公司抢占市场的重要指标,而提高特货公司仓储作业管理效率,降低作业成本,缩短全程运输时间是满足客户需求和提高企业管理专业化的必经之路。根据需求分析对中铁特货公司商品汽车仓储管理作业流程进行分析,找出影响特货公司仓储管理出、入库、库存盘点管理作业效率的关键性因素,并针对关键性因素应用RFID技术对仓储作业流程进行再造设计,减少人工操作,提高仓储管理作业效率,降低商品汽车配送错误概率,提升服务品质。其次针对特货公司仓储管理,根据实际仓储作业流程梳理系统需求,应用UML建模语言对系统进行建模,通过用例图从用户的角度分析系统应具备功能应用,通过类图找出系统应具备的属性和操作功能,通过序列图和活动图等描述系统应具备的程序和人员操作活动,由此完整的设计出适应于特货公司的仓储管理系统,保障特货仓储管理规范性,也为商品汽车铁路运输物流行业仓储管理提供了一个创新的管理模式。

关键词： 工程人才培养   复杂工程问题  

摘要： 当前,软件学科已经进人到人机物融合的时代,软件形态发生了深刻变化,复杂性不断增长,培养学生的"解决复杂工程问题能力"变得更为迫切。实践教学在解决复杂工程问题能力培养方面发挥着关键性作用。如何对软件工程实践教学的方式和方法进行改革,以强化解决复杂工程问题能力的培养成为大家关注的焦点。本专题汇集了来自高校和IT业界学者的5篇文章,基于他们丰富的教学经验,从人才需求导向、人才培养模式、如何利用开源软件技术和资源推进能力培养等多个角度,探索软件工程人才培养方法,希望推动软件工程人才的研究与实践。

关键词： 混币   MIXCOIN协议   匿名性   形式化方法   模型检测   椭圆曲线盲签名  

摘要： 区块链是对传统互联网的一种变革,被称作是下一代互联网。混币作为区块链中一种密码货币,受到很大关注并广泛应用于区块链领域中。然而,因混币中第三方的存在,其面临着与传统中心化系统同样的安全问题,可信第三方存在泄漏混币地址之间关联的可能,使得混币操作失去意义。区块链混币机制协议是保证区块链安全和隐私的关键方法,设计安全的区块链混币机制协议尤为重要。区块链混币机制协议是一种匿名通信协议,形式化分析区块链混币机制协议匿名性还处于发展阶段。MIXCOIN协议是一种典型的区块链混币机制协议,针对MIXCOIN协议存在可能泄漏用户地址关联性,使得MIXCOIN协议不满足匿名性。本文提出一种基于模型检测的形式化方法研究MIXCOIN协议匿名性安全问题。论文主要工作如下:(1)提出MIXCOIN协议形式化抽象表示方法。该方法在假设协议使用的密码系统是完备的情况下,首先简化MIXCOIN协议中实体个数,其次约简加解密钥串表示,最后定义比特币转移函数。通过该方法解决MIXCOIN协议难以使用形式化分析和形式化表示问题。(2)改进Dolev-Yao攻击者建模方法。该方法通过引入敌手控制通道,对网络通信假设进行扩展,可以更好地分析匿名通信协议。采用改进后的Dolev-Yao攻击者建模方法对MIXCOIN协议进行建模,运用线性时态逻辑对MIXCOIN协议性质进行刻画,通过SPIN工具对协议验证,实验生成攻击序列图,表明MIXCOIN协议不满足匿名性。(3)提出基于椭圆曲线盲签名机制和数组方式,对MIXCOIN协议关键信息进行盲签名和公钥地址更新的改进方法。该方法在椭圆曲线盲签名机制基础上引入辅助进程通道操作,通过该辅助进程通道实现协议盲签操作,同时用数组方式模拟实现公钥地址更新操作,可以更好地分析改进协议。MIXCOIN协议在消息项内增加盲签名操作和用数组方式模拟实现公钥地址更新操作,利用敌手控制通道,对改进后的MIXCOIN协议进行建模,通过SPIN验证,实验得出改进后的MIXCOIN协议是安全的,匿名性更强。本文所提出MIXCOIN协议形式化抽象表示方法以及改进的Dolev-Yao攻击者建模方法对此类区块链混币机制协议形式化分析具有重要意义;提出采用椭圆曲线盲签名机制对协议关键信息进行盲签名和用数组方式模拟实现公钥地址更新的改进方法,并引入辅助进程通道实现协议盲签操作,证明能提高协议发送者匿名性。可用于此类区块链混币机制协议的设计与分析。

关键词： 会展   参展商管理   Spring框架   UML建模  

摘要： 四川天府国际会展有限公司作为主办、承办、合办各类大型会展的企业,为提升展会整体的管理效率,促进展会宣传更广泛和更深入,且有效控制运行成本,并加强与展会主办方、参展商和观众的互动交流,为其提供最全面优质的服务体验,亟待建立一套高效、高质、可发展的会展参展商管理系统,助力推动会展产业新旧动能转换,实现高质量发展。本文对会展参展商管理系统建设背景进行概述,指出当前会展管理面临的困难,明确系统建设最终目标与带来的价值。接着阐述了平台开发利用的核心技术,采用Spring、Struts2、Hibernate等轻量级框架进行web开发,使用的面向对象语言是java编程语言,介绍了技术的构成和工作原理。然后从技术、经济和社会等多方面探讨平台开发的可行性,通过用例图、流程图等UML建模语言对系统功能构成、业务流程进行分析,且对非功能性需求也进行了分析,通过需求分析明确了系统的建设内容。随后介绍了系统设计原则,对系统应用、技术、网络部署等框架进行设计,指出了系统多层次功能构成、开发使用的核心技术以及网络软硬件部署情况。功能结构图显示系统包括前台服务系统与后台管理系统,其中前台服务系统具备浏览展会信息、参展申请、展位预定、在线缴费、观众预登记、服务咨询、注册登录等功能,后台管理系统具备参展商管理、资讯管理、展会信息管理、展位管理、合同管理、系统管理等功能。然后对系统数据库进行设计,主要包括E-R图和数据库表结构设计。在功能结构图的基础上,为充分体现公司的管理需求,不断优化、深化设计出了现有的系统功能模块,搭建了开发环境,通过模块化、集成化开发,实现了参展商能在线参展,观众能自助完成观展预登记,主办方能在线完成展位、广告位的审批,系统管理员能对角色权限进行管理等主要功能,并对系统实现界面进行了详细展示。本系统已完成功能、性能与压力等方面测试,正在调试中,已初步达到设计效果。