形式化方法B與UML-OCL比較研究案例分析.pdf

1、乙型病毒性肝炎(HBV)在我國廣泛流行，嚴(yán)重危害人民的健康。衛(wèi)生部關(guān)于印發(fā)《2006-2010年全國乙型病毒性肝炎防治規(guī)劃》的中指出，1992-1995年全國病毒性肝炎血清流行病學(xué)調(diào)查顯示，我國人群乙肝病毒感染率為57.6％，乙肝病毒攜帶率為9.75％，據(jù)此推算全國有6.9億人曾感染過乙肝病毒，其中1.2億人長期攜帶乙肝病毒，據(jù)專家估計，目前全國有現(xiàn)患慢性乙肝病人2000萬人。在我國法定報告的傳染病中，多年來乙肝的發(fā)病數(shù)和發(fā)病率一直高居

2、前列。我國衛(wèi)生部于今年6月份啟動6項公共衛(wèi)生項目，其中最主要的一項是15歲以下人群補種乙肝疫苗項目，2009年補種2330萬人。今后三年，我國計劃在全國范圍內(nèi)，對15歲以下未免疫人群實施乙肝疫苗接種，進(jìn)一步降低這個人群乙肝感染率和乙肝表面抗原攜帶體。2009年全國需接種2330萬人，占應(yīng)接種人群的31％。擴(kuò)大乙肝疫苗接種范圍，是控制乙肝流行的最有效的手段之一。
　　 江蘇聚榮制藥集團(tuán)有限公司創(chuàng)建于1991年，是一家以高新技術(shù)為支

3、撐的醫(yī)藥企業(yè)。公司現(xiàn)生產(chǎn)防治乙型肝炎的重組型乙型肝炎疫苗。從免疫學(xué)角度來研究病毒在人體的發(fā)作過程目前還是一種新方法，本文主要利用形式方法來做這方面的研究。
　　 形式化方法是一種用于規(guī)范、設(shè)計和驗證計算機系統(tǒng)的基于數(shù)學(xué)的方法，包括各種語言、技術(shù)和工具等。使用形式化方法采用逐步漸進(jìn)的方式來開發(fā)，可以提高軟件可靠性和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)軟件自動化。近年來，國外對形式化方法在軟件開發(fā)中的應(yīng)用作出了大量的研究與實踐工作，形式化方法已不再只是一

4、種學(xué)術(shù)研究，而是已被工業(yè)界接受并應(yīng)用于開發(fā)實際的系統(tǒng)，國內(nèi)外已有包括形式化語言和形式化工具在內(nèi)的比較成熟的形式化開發(fā)系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了形式化方法中兩種比較成熟的形式化語言——B語言和OCL(Object Constraint language，對象約束語言)。B語言和OCL語言都是目前國際上較受歡迎的實用性形式化方法。B方法屬于基于模型的規(guī)格說明符號語言的范疇，是一種基于對象的形式化語言。它是一種詳細(xì)規(guī)格說明、設(shè)計和編

5、碼的方法。
　　 UML(是Unified Modeling Language統(tǒng)一建模語言)/OCL是UML的附加形式化語言，基于一階謂詞邏輯和集合論，具備精確語義且較其他形式化語言(XYZ、Z等)更容易表達(dá)、書寫。因此更適合被用來約束UML模型中的業(yè)務(wù)規(guī)則、限制條件以及定義查詢等：用對象約束語言來定義、撰寫這些模型相關(guān)信息既清楚又不會使模型產(chǎn)生語義二義性，OCL運算的對象、類型和執(zhí)行結(jié)果都是UML中的模型元素，如類、接口、屬性

6、和包含這些元素的Collection等，因此用OCL約束的類圖也就具備了演繹驗證的條件。
　　 然后從軟件開發(fā)生命周期的角度對兩種方法及其描述語言(B語言和OCL)進(jìn)行了詳細(xì)比較，從所屬分類、數(shù)學(xué)邏輯基礎(chǔ)、開發(fā)過程、語言范型、前置/后置條件等方面歸納了這兩種形式化語言的異同，最后分析了這兩種形式化語言的適用范圍。
　　 第三步分別用兩種語言來描述乙肝病毒入侵人體免疫系統(tǒng)的這個實例的模型，經(jīng)過比較，選擇B和UML結(jié)合使用的