软件形式化方法
形式化方法在软件工程中的应用研究
形式化方法在软件工程中的应用研究1. 引言形式化方法是一种基于严格逻辑和数学原理的软件开发方法，通过数学符号和形式语义来描述和验证软件系统的正确性。
在软件工程领域，形式化方法被广泛应用于系统建模、验证和验证等方面。
本文将详细探讨形式化方法在软件工程中的应用，并分析其优缺点。
2. 形式化方法概述形式化方法是一种基于形式语义和数学推理的软件开发方法。
它通过数学描述和推理来确保软件系统的正确性。
形式化方法可以分为两类：形式规约和形式验证。
形式规约是指使用形式语义来描述软件系统的行为和约束条件。
形式验证则是使用数学推理和模型检测等技术来验证系统规约的正确性。
3. 形式化方法的应用场景3.1. 系统建模形式化方法可以用于系统建模，帮助开发人员准确地描述系统的功能和行为。
通过使用形式化规约语言，可以清晰地定义系统的状态和转换条件。
形式化方法还可以准确地描述系统的约束条件，如时序要求、安全性要求等。
这样可以在系统设计的早期发现问题，减少后期调试和维护的工作量。
3.2. 系统验证形式化方法可以用于系统验证，通过形式化规约和数学推理技术，可以对系统的行为和性质进行严格的验证。
形式化验证可以帮助发现系统在设计过程中可能存在的错误和缺陷，并提供修复方案。
形式化验证还可以帮助验证系统的正确性和安全性，确保系统满足设计要求并防止系统漏洞和入侵。
3.3. 代码生成形式化方法还可以用于代码生成，通过形式化规约生成可执行的代码。
由于形式化规约具有严格的语义和约束条件，可以确保生成的代码与规约一致，从而提高代码的正确性和可靠性。
形式化方法还可以生成高性能的代码，通过优化规约和自动化代码生成，可以减少代码的错误和冗余，提高软件系统的性能和效率。
4. 形式化方法的优缺点4.1. 优点•准确性：形式化方法使用数学和形式化语义描述系统，可以确保规约的准确性和一致性。
•可验证性：形式化方法可以使用数学推理和模型检测等技术对系统进行严格的验证，提高系统的可靠性和正确性。
形式化方法在软件测试中的应用
形式化方法在软件测试中的应用形式化方法是一种利用数学工具来验证软件系统的正确性和安全性的方法。
它通过建立模型、规范和推理来检测和排除软件中的错误和缺陷，从而提高软件的可靠性和质量。
形式化方法在软件测试中的应用可以帮助发现潜在的错误，降低测试的漏洞率，并提高测试的效率和准确性。
在软件测试中，形式化方法主要有以下几个方面的应用：1.引理证明：通过数学推理和证明，验证软件系统的正确性。
形式化方法可以帮助设计者证明软件系统的一些特性，如功能正确性、安全性和可靠性等。
通过引理证明，可以更准确地了解软件系统的行为，找出潜在的设计错误，从而提高软件系统的可靠性。
2.静态分析：通过对源代码的静态分析，发现并修复潜在的缺陷。
形式化方法可以通过对源代码的形式化表示和分析，检测代码中的错误和漏洞，从而提高软件的质量。
静态分析可以帮助测试人员找出可能的代码错误，如空指针引用、数组越界等，从而减少测试的次数和成本。
3.模型检测：通过数学建模和模型检测技术，检测系统模型中的错误和缺陷。
形式化方法可以帮助建立系统的形式化模型，并对该模型进行模型检测。
模型检测可以帮助发现系统模型中的一些潜在错误，如死锁、活锁、资源争用等，从而提高系统的可靠性和安全性。
4.可达性分析：通过可达性分析技术，找出系统模型中的不可达状态和死代码。
形式化方法可以通过可达性分析，分析系统模型中的状态转移和事件触发关系，并找出不可达状态和死代码。
通过可达性分析，可以发现潜在的设计错误，提高系统的可靠性和安全性。
综上所述，形式化方法在软件测试中的应用可以帮助发现潜在的错误，降低测试的漏洞率，并提高测试的效率和准确性。
通过形式化方法，在设计和测试过程中进行模型化工具支持，可以更准确地描述和分析软件系统的行为，并找出其中的错误和缺陷，从而提高软件的可靠性和质量。
软件开发形式化方法
解决方案： 采用工程的方法来组织和管理软件的开发。 →软件工程的出现和发展
从理论上探讨程序正确性和软件的可靠性 问题。
→形式化方法的研究
1.3软件工程
•
（1软）件工程定义： 运用系统的，规范的和可定量的方
法来开发，运行和维护软件，即将工程化 应用于软件。
（2） 对（1）中所涉及的方法的研究。
• 软件工程的目标： 成功的生产具有正确性，可用性，开销合
3.2 petri网模型 •Petri网结构元素：
库所（Place）圆形节点 变迁（Transition）方形节点 有向弧（Connection）是库所和变迁之间的
有向弧 令牌（Token）是库所中的动态对象，可以 从一个库所移动到另一个库所
Petri网结构定义：N= (S，T，F)称作网， 当且仅当 S U T≠Ф，S ∩ T=Ф F⊆(S×T)U (T×S) dom ( F )U cod( F )= S U T，
3.2.1基本petri网（位置/迁移Petri网）
定义:一个已标识的Petri网是一个六元组： PN={P，T，F，K，W，M0}，其中 P＝｛P１，P２，…Pｍ，｝，库所集; T＝｛T１，T２，…Tｍ，｝，变迁集; F⊆（P×T）∪（T×P），弧集; K：P→N＋∪｛ω｝，库所容量函数，K（P）＝ω
任意x∈S U T，有 ·x= {y︳
（y∈(y∈S U T )∧((y，x)∈F)}和 x·= (y︳ (y∈S U T )∧((x，y)∈F)}称·x和x·分 别称为x的前置集和后置集。
--------------------------------Input Place (with token) --------------------------------Directed arc(weight 1) --------------------------Transition ----------------------------Output Place
软件工程的形式化方法
软件工程的形式化方法
软件工程的形式化方法是指使用数学语言和工具来描述和分析软件系统的方法。
这种方法主要目的是利用形式化的规范化语言来确保软件系统的正确性、一致性和可靠性。
形式化方法的核心思想是将软件系统的设计、开发和验证过程转化为严格的数学推理和证明。
它通过建立数学模型和推理规则来描述和操作软件系统的各个方面，包括系统的结构、行为和约束条件等。
形式化方法还提供了一些工具和技术，如模型检测、定理证明和计算机辅助验证等，用于对软件系统进行形式化的验证和验证。
形式化方法在软件工程领域具有重要的应用价值。
它可以帮助开发人员提前发现和解决软件系统中的潜在问题，减少测试和调试的工作量，提高软件系统的质量和可靠性。
此外，形式化方法还可以提供软件系统的形式化规范，为系统的维护、重用和扩展提供了基础。
然而，形式化方法也存在一定的限制和挑战。
首先，形式化方法需要开发人员具备深厚的数学和逻辑推理能力，因此对于一般开发人员来说比较难以理解和应用。
其次，形式化方法在建模和验证过程中需要投入大量的时间和精力，导致在软件项目的时间和成本方面存在一定的压力。
此外，形式化方法还可能存在误差和缺陷，因为它们依赖于人工规约和形式化验证过程。
总的来说，形式化方法是软件工程领域一种重要的技术和方法，可以帮助开发人员确保软件系统的正确性和可靠性。
它在一些关键和复杂的软件系统中具有特别的应用价值，并在工业界和研究界得到广泛的关注和应用。
关于软件形式化方法
关于软件形式化方法软件形式化方法是指一种基于严格数学的软件开发方法，它使软件开发者能够使用严格的数学符号来解释、开发和验证基于计算机的系统。
形式方法模型的主要活动是生成计算机软件的形式数学规范。
形式化方法的本质是基于数学的方法来描述目标软件系统属性的一种技术。
不同的形式化方法的数学基础是不同的，有的以集合论和一阶谓词演算为基础（如z和vdm），有的则以时态逻辑为基础。
形式化方法需要形式化规约说明语言的支持。
根据说明目标软件系统的方式，形式化方法可以分为以下两类：面向模型的形式化方法。
面向模型的方法通过构建数学模型来解释系统的行为。
面向属性的形式化方法。
面向属性的方法通过描述目标软件系统的各种属性来间接定义系统行为。
而根据表达能力，形式化方法又可分为以下五类：1、基于模型的方法：通过明确定义状态和操作来建立一个系统模型（使系统从一个状态转换到另一个状态）。
用这种方法虽可以表示非功能性需求（诸如时间需求），但不能很好地表示并发性。
如：z语言，vdm，b方法等。
2、基于逻辑的方法：用逻辑描述系统预期的性能，包括底层规约、时序和可能性行为。
采用与所选逻辑相关的公理系统证明系统具有预期的性能。
用具体的编程构造扩充逻辑从而得到一种广谱形式化方法，通过保持正确性的细化步骤集来开发系统。
如：itl（区间时序逻辑），区段演算（ dc），hoare 逻辑，wp演算，模态逻辑，时序逻辑， tam（时序代理模型），rttl（实时时序逻辑）等。
3、代数方法：通过将未定义状态下不同的操作行为相联系，给出操作的显式定义。
与基于模型的方法相同的是，没有给出并发的显式表示。
如：obj， larch族代数规约语言等；4、过程代数方法：通过限制所有容许的可观察的过程间通信来表示系统行为。
此类方法允许并发过程的显式表示。
如：通信顺序过程（ csp），通信系统演算（ccs），通信过程代数（ acp），时序排序规约语言（lotos），计时csp(tcsp），通信系统计时可能性演算（tpccs）等。
软件测试中的模型验证与形式化方法
软件测试中的模型验证与形式化方法软件测试是一项重要的质量保证活动，它旨在发现和修复软件中的错误和缺陷。
为了提高测试的效率和准确性，研究人员和测试人员一直在探索新的方法和技术。
模型验证和形式化方法是软件测试中一种被广泛研究和应用的方法，它们能够提供严格的证明和分析，以确保系统的正确性和可靠性。
模型验证是一种基于模型的测试方法，它利用形式化规范来描述系统的行为和属性，然后使用数学工具来验证这些规范是否被满足。
模型验证可以帮助测试人员找到系统中可能存在的问题，并且能够提供形式化的证据来支持这些问题的存在。
例如，模型验证可以帮助测试人员发现系统中的死锁、资源争用和安全漏洞等问题，并且能够提供清晰的证明来支持这些问题的存在。
形式化方法是一种利用数学符号和形式化语言来表示和分析软件系统的方法。
通过使用形式化方法，测试人员可以对系统的行为和属性进行精确的描述，并且能够使用数学工具来进行验证和分析。
形式化方法的一个重要应用是规约和约束的描述，这样测试人员可以通过实例化和验证来验证系统是否满足特定的规约和约束。
例如，测试人员可以使用形式化方法来验证系统的数据结构是否满足特定的约束条件，或者验证系统的算法是否满足特定的性质。
模型验证和形式化方法在软件测试中具有重要的作用。
它们能够提供严格的证明和分析，以确保系统的正确性和可靠性。
通过使用模型验证和形式化方法，测试人员可以更加准确地发现和修复软件中的错误和缺陷。
模型验证和形式化方法还可以帮助测试人员提高测试的效率，减少测试的时间和成本。
通过使用这些方法，测试人员能够系统地分析系统的行为和属性，并且能够更好地选择测试用例和执行测试活动。
然而，模型验证和形式化方法在软件测试中也存在一些挑战和限制。
使用模型验证和形式化方法需要具备一定的数学和形式化领域的知识和技能。
对于复杂的系统和大规模的软件，模型验证和形式化方法可能会导致验证问题的爆炸，使得验证变得困难和耗时。
模型验证和形式化方法还可能无法覆盖系统的所有方面，导致无法发现系统中的隐藏错误和缺陷。
软件形式化方法第1章 绪论
T=<C，P，S>
其中：
T表示理论； C表示基本概念的集合； P表示基本原理或定律的集合； S表示由这些概念与原理逻辑推理出来的结论的集合。
公理化方法
公理化方法，是一种构造理论体系的演绎 方法，它是从尽可能少的基本概念、公理 出发，运用演绎推理规则，推出一系列的 命题，从而建立整个理论体系的思想方法。
返 回
逻辑的严密性
形式化方法的高度抽象性和逻辑的严密 性紧密相关。
若没有逻辑的严密性，在自身理论中矛 盾重重，漏洞百出，那么用形式化方法 对问题(研究对象)进行抽象就失去了意义。
正是由于形式化方法的逻辑严密性，我 们在运用形式化方法解决问题时，只有 严格遵守形式逻辑的基本法则，才能保 证结论的正确性和可靠性。
返 回
形式化系统的基本特点
抽象性
抽象是人们认识客观世界的基本方法， 虽然抽象性并不是形式化系统的专利， 但形式化系统具有更强的抽象性。
返 回
形式化系统的基本特点
符号化
形式化系统的抽象性表现在它自身仅仅 是一个符号系统，除了表示符号间的关 系（字符号串的变换）外，不表示任何 别的意义。
返 回
结果的普遍适用性
形式化方法的高度抽象性和逻辑的严 密性决定了其结果的普遍适用性。
返 回
形式化方法的作用
为系统开发提供精确简洁的形式化语言。 为系统开发提供严格规范的形式化模型。 为系统开发提供有效的逻辑推理工具。
返 回
形式化理论
形式化理论是由基本概念、基本原理或定律（联 系这些概念的判断）以及由这些概念与原理逻辑 推理出来的结论组成的体现，可以形式化地定义 为：
具体公理系统和抽象公理系统
形式化方法在软件工程中的应用
形式化方法在软件工程中的应用软件工程是一门涉及软件开发、维护和管理的学科，它旨在提高软件开发的效率和质量。
在软件工程领域，形式化方法是一种重要的工具和技术，它通过使用数学和逻辑的方法来验证和验证软件系统的正确性。
形式化方法的应用可以帮助开发人员发现和解决软件系统中的潜在问题，从而提高软件系统的可靠性和稳定性。
形式化方法最早在20世纪60年代提出，当时主要应用于硬件设计领域。
随着计算机科学的发展和软件工程的兴起，形式化方法逐渐被引入到软件开发过程中。
形式化方法的核心思想是使用形式化的数学语言来描述和验证软件系统的行为。
通过使用形式化方法，开发人员可以将软件系统的设计和实现过程转化为可验证的数学模型，从而减少人为错误的发生。
形式化方法在软件工程中的应用主要包括需求分析、设计、验证和测试等方面。
首先，形式化方法可以帮助开发人员准确地捕捉和描述软件系统的需求。
通过使用形式化规范语言，开发人员可以将需求规范转化为数学模型，从而减少需求文档中的歧义和模糊性。
这样可以确保开发人员和用户对软件系统的需求有一个共同的理解，从而避免在后续开发过程中出现需求误解和错误。
其次，形式化方法可以帮助开发人员设计和实现高质量的软件系统。
通过使用形式化建模语言，开发人员可以将软件系统的结构和行为转化为可验证的数学模型。
这样可以帮助开发人员发现和解决软件系统中的潜在问题，从而提高软件系统的可靠性和稳定性。
同时，形式化方法还可以帮助开发人员进行软件系统的自动化验证和测试，从而减少人为错误的发生。
最后，形式化方法可以帮助开发人员进行软件系统的维护和演化。
通过使用形式化方法，开发人员可以对软件系统进行全面的分析和理解，从而更好地理解软件系统的结构和行为。
这样可以帮助开发人员快速定位和修复软件系统中的问题，从而减少维护过程中的时间和成本。
此外，形式化方法还可以帮助开发人员进行软件系统的演化和扩展，从而满足用户的新需求和变化。
总之，形式化方法在软件工程中的应用具有重要的意义。
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软件开发中为什么使用形式化方法
• 保证质量的需要
➢ 模型验证：是否满足需求及具有所期望的特性； ➢ 模型变换：从模型表示向计算机系统变换的过程。
• 这些任务对应三方面的活动：形式化规约、形式化验证、 程序求精
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形式化方法的发展
• 20世纪60年代：程序正确性证明研究 • 20世纪80年代：硬件电路设计的形式化方
法应用（时序逻辑和模型检验的诞生） • 20世纪90年代：通信协议和智能控制系统
正错误代价高昂 发布运行软件时常崩溃，维护代价依然很高
正如许多软件工程方法所指出的，即使遵
循了很多优秀设计准则和优良编码规范，
程序仍可能包含很多错误，因此，使用一
些方法来消除程序中的人为错误就变得更
加重要了。
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软件开发中为什么使用形式化方 法
形式化方法的目的是为开发过程提供一些技术和 工具，用于发现并指出软件实现中潜在的缺陷问 题。
经典案例及应用
• Praxis公司于1992年交付给英国民航局的信息显示 系统是伦敦机场新空中交通管理系统的一部分。 在该系统的需求分析阶段，形式化描述和非形式 结构化的需求概念相结合；在系统规格阶段，采 用了抽象的VDM模型；在设计阶段，抽象VDM细 化为更为具体的规格。项目开发的生产效率和采 用非形式化技术相当，甚至更好。同时，软件质 量得到了很大的提高，软件的故障率仅为0.75每 千行代码，大大低于采用非形式化技术所提供的 软件的故障率（约为2~20每千行代码）。
• 软件危机主要表现如下几个方面
① 开发成本昂贵 ② 项目进度难控 ③ 修改维护困难 ④ 质量无法保证
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项目进度难控
•为软件开发制定进度是很困难的事 情。如有10人月的工作量，则由一 个人完成需要10个月，由10个入完 成则需要一个月。但这种工作量估计 方式仅对各部分工作互下干扰的情况 下才适用，但作为整体，尚需讨论合 作，这种讨论交流活动就增加了工作
– 为了得到高质量的软件，企业要采用最好的实 践，使他们的软件过程变得成熟起来。形式化 方法是一种前沿技术，研究表明，这种技术非 常有助于那些希望把软件产品的缺陷出现率减 到最小的公司。
• 节约成本的需要
– 有证据显示，形式方法的使用减少了项目成本。 例如，IBM的大型CICS事务处理项目的独立审核 表明，9％的成本节约要归功于形式方法的使用。 对T800型变换计算机的Inmos浮点单元的独立审
• 分析问题、解决问题的能力，锻炼逻辑思 维。
课程参考教材
• 《软件开发的形式化方法》，古天龙编， 2005，高等教育出版社
• 课程PPT
课程考核
• 总成绩 = 课程作业（50%） + 期末考试（50%）
形式化思想
• 广义上，舍弃事物物质内容，只取形式结 构，只考虑形式不考虑内容的一种看待、 处理问题的思想。
中的形式化方法应用（工业界应用高速发 展） • 本世纪：交互式并发软件系统的形式化方 26
经典案例及应用
• 牛津大学和Hursley实验室于20世纪80年代 合作将Z语言用于IBM商用信息控制系统。 IBM对整个开发进行的测试表明，Z语言的 应用明显地改善了产品质量、大量减少了 错误和早期诊断错误。IBM估计使总体开发 成本降低9％。这一成果获皇家技术成就奖。
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哲学家吃饭问题
• N个哲学家围着桌子坐， 桌子上有N个筷子
• 哲学家想吃饭时总是先 拿起右边的筷子再拿起 左边的筷子
• 哲学家只有得到2个筷 子后才能吃饭
形式化方法
Formal methods are mathematically based languages, techniques and tools for specifying, designing and verifying hardware and software systems.
形式化方法讨论
• 形式化方法中的抽象数学符号及理论确实对软件工程师的 使用带来一些不便，以致于人们要花一定的时间和精力去 学习和掌握。但是，采用形式化方法可以极大地减少了系 统设计开发早期阶段的错误，避免了后期错误修改所带来 的高额成本开销，这样早期人员培训的成本开销会在后期 的系统测试和维护中的高额回报中得到补偿，在某种程度 上还降低了软件开发的成本。同时，采用形式化方法还会 提高系统的设计开发效率，并且形式化方法是高质量、高 可靠软件开发的有效途径，是软件自动化的根本前提。形 式化方法不会完全代替传统的软件开发方法和面向对象方 法，需要根据所解决问题的特点结合或选择使用。
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软件质量的重要方面
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如何解决软件危机
软件工程方法
SoftwaBiblioteka e Engineering• 软件工程：工程化软件开 发过程控制与管理，追求 软件设计、生产、维护的 规范化及科学化 。
• 不规范 → 规范；不严格 → 严格；无方法/技术 → 成 熟的方法/技术。
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软件工程中的生命周期
• 五个活动
推理过程
7
例子：电梯控制系统（程序语言描述）
8
例子：电梯控制系统（有限状态机描
述）
一种具有良好语法和语义定义的形式描述方法
有效支持以自动机理论为基础的形式化验证过
程
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软件的规约表示
• 软件的规约表示可以采用非形式化的方式来描述，包括自然语言、图、 表等，也可以采用形式化方式来描述。
• 由于非形式化方法本身所存在的矛盾、二义性、含糊性，以及描述规 约时的不完整性、抽象层次混杂等情况，使得所得到的规约不能准确 地刻画系统模型，甚至会为后来的软件开发埋下出错的隐患。
• 而对于形式化方法来说，由于其基于严格的数学，具有严格的语法和 语义定义，从而可以准确地描述系统模型，排除了矛盾、二义性、含 糊性等情况，最终得到一个相对完整、正确的系统模型。
10
软件危机
• 1968年，NATO会议提出了“软件危机”一 词
• 软件危机包含两方面问题
① 如何开发软件，以满足不断增长、日趋复杂的需求； ② 如何维护数量不断膨胀的软件产品。
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12
软件维护困难
• 软件的维护任务特别重。 • 正式投入使用的商用软件，总是存在着一定数量
的错误。随着时间延伸，在不同的运行条件下， 软件就会出故障，就需要修改维护。
• 软件维护不是更换某种备件，而是要纠正逻辑缺 陷。当软件系统变得庞大，问题变得复杂时，常 常会发生“纠正一个错误带来更多新的错误！”
• 以数学为例，可以表示为完全形式化的东 西，一切数学都可以由符号加以形式地表 述。
– 概念形式化：
– 原理形式化：勾股定理
• 在三角形ABC中，∠C=90。，则三条边a,b,c满足
例子：电梯控制系统（自然语言描述）
6
例子：UML描述（半形式化）
一种具有良好语法和语义定义的形式描述方法
但无法或很少支持以数学为基础的形式分析和
➢ 需求分析和规格 ➢ 软件设计：逻辑模型转换为软件方案，总体结构、模
块算法 ➢ 代码编写 ➢ 软件测试：模块测试、组装测试、整体测试 ➢ 运行维护
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软件工程 vs 形式化方法
软件工程方法试图指导软件的开发过程。
然而问题依然存在
项目成本、进度依然无法保证 软件开发的后续阶段常常发现许多前期设计错误，更
软件形式化方法
陈铁明/王婷 tmchen/wangting@
课程介绍
• 通过本课程的学习，使同学了解软件开发 中形式化方法的基本概念和原理，掌握几 种常用的软件系统形式化描述方法（有限 状态机、CSP、Z语言、时序逻辑等）和验 证方法，并能够应用这些技术对软件系统 进行形式描述和分析。
13
典型的软件项目开发
14
质量无法保证
• Therac-25是加拿大原子能公司AECL和一家法国公司CGR联合开发的一种医 疗设备，它产生的高能光束或电子流能够杀死人体毒瘤而不会伤害毒瘤 附近的人体健康组织。在1985年6月到1987年1月，因为软件缺陷引发了6 起由于电子流或X-光束的过量使用的医疗事故，造成4人死亡、2人重伤的 严重后果。
经典案例及应用
• 加州大学的安全关键系统研究组所开发的 空中交通防碰撞系统的形式化需求规格 TCASII，采用了基于Statecharts的需求状态 机语言RSML，解决了开发过程中遇到的许 多问题。TCASII项目表明了复杂过程控制系 统列写形式化需求规格的可能性以及应用 工程师们不经任何专门培训建立易读且易 评判的形式化规格的可行性。
形式化方法是渗透在软件生命期中各个环 节（需求分析、设计、实现、测试等）的 数学方法或者具有严格数学基础的软件开 发方法。
形式化方法的基本含义是借助数学的方法
来研究计算机科学中的有关问题。
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形式化方法的主要内容
• 形式化开发过程的任务分为：模型获取、模型验证、模型 变换
➢ 模型获取：从现实世界向模型表示转换，对应软件生命周期中的 需求分析、规格、设计活动；
• 1996年，欧洲航天局阿丽亚娜5型（Ariane5）火箭在发射后40秒钟后发生 爆炸，2名法国士兵当场死亡，损耗资产达10亿美元之巨，历时9年的航 天计划因此严重受挫。爆炸原因在于惯性导航系统软件技术要求和设计 的错误。
• 2011年7月23日20时30分05秒，由北京南站开往福州站的D301次列车与杭 州站开往福州南站的D3115次列车发生动车组列车追尾事故，造成40人死 亡、172人受伤，中断行车32小时35分，直接经济损失19371.65万元。根 据初步掌握的情况分析，“7·23”动车事故是由于温州南站信号设备在设 计上存在严重缺陷，遭雷击发生故障后，导致本应显示为红灯的区间信 号机错误显示为绿灯。