Breaking Models to Test the Judge: A Mutation Testing Approach for Semantic Evaluators of Domain Class Diagrams
Université de Montréal（蒙特利尔大学）
该研究针对领域类图语义评估器，提出一种变异测试方法，通过注入语义缺陷生成变体并评估评判器检测缺陷的能力，其结果与人工评估基本一致，可作为语义评判器分析的可扩展替代方案。
2026-08-17 cs.SE
CDDiff: Semantic Differencing for Class Diagrams
类图（CD），它指定类和它们之间的关系，被广泛用于建模面向对象系统的结构。随着模型、程序和系统随着时间的推移而发展，在开发生命周期期间和之后，有效的变更管理是软件开发中的一个主要挑战，近年来吸引了大量的研究工作。在本文中，我们提出了cddiff，CD的语义差异操作。与大多数现有的模型比较方法不同，这些方法比较两个给定图的具体或抽象语法，并输出语法更改或编辑操作的列表，cddiff考虑手头的图的语义，并输出一组diff见证，其中每个都是一个对象模型，在第一个CD中是可能的，在第二个CD中是不可能的。我们鼓励使用cddiff，正式定义它，并显示它是如何计算的。计算是基于合金的还原。这项工作是在原型Eclipse插件中实现的。实例表明，我们的方法的国家的最先进的版本比较和演变分析的独特贡献。
2014-09-08 cs.SE
ADDiff: Semantic Differencing for Activity Diagrams
活动图（AD）最近已被广泛用于工作流、业务流程和Web服务的建模中，它们用于各种目的，从文档、需求定义和测试用例规范到仿真和代码生成。随着模型、程序和系统随着时间的推移而发展，理解变化及其影响是一个重要的挑战，近年来吸引了大量的研究工作。在本文中，我们提出了addiff，一个语义差异算子的广告。与大多数现有的模型比较方法不同，这些方法比较两个给定图的具体或抽象语法并输出语法更改或编辑操作的列表，addiff考虑手头的图的语义并输出一组diff见证，其中每个都是在第一个AD中可能而在第二个AD中不可能的执行跟踪。我们鼓励使用addiff，正式定义它，并显示两个算法来计算它，一个具体的前向搜索算法和符号xpoint算法，使用BDD实现并集成到Eclipse IDE中。实证结果和算例验证了addiff在版本比较和演化分析中的可行性和独特贡献。
2014-09-08 cs.SE
A Formal Semantic for UML 2.0 Activity Diagram based on Institution Theory
给UML活动图（UMLAD）一个正式的语义是一项艰巨的任务。这种困难的原因是这种半形式化的形式主义的模糊性和精确的形式语义的缺乏。各种各样的语义学存在于处理这种语言所涵盖的各个方面的文献中。我们可以给出指称语义、功能语义和组合语义的例子。为了应付最近的趋势，给了一个异构的语义UML图，我们的目标是定义一个代数表示的语义UML AD。在这项工作中，我们定义了一个正式的语义UML 2.0 AD的基础上机构理论。对于UML AD形式化，这是一种图形化的语言，没有精确的形式语义，我们使用机构理论来定义预期的语义。因此，UMLAD形式主义将被定义在它自己的自然语义中。
2016-06-07 cs.LO cs.SE
Required Behavior of Sequence Diagrams: Semantics and Conformance
序列图是一种广泛使用的描述软件行为的设计符号。许多可重用的软件工件，如设计模式和设计方面使用序列图来描述交互行为。当在应用程序中重用模式或方面时，确保应用程序的序列图符合模式或方面的相应序列图是很重要的。序列图之间的一致性关系的推理在文献中没有得到充分的解决。在本文中，我们专注于所需的行为指定的UML序列图。给出了一种新的跟踪语义，它精确地捕捉了序列图所指定的行为，并基于该语义形式化了序列图之间的一致性关系。研究了踪迹语义和一致性关系的性质。
2011-07-21 cs.LO cs.PL cs.SE
The UML as a Formal Modeling Notation
统一建模语言（UML）正迅速成为面向对象系统建模的事实标准。考虑到这个角色，UML需要一个定义良好的、充分探索的语义是非常必要的。这样的语义是必需的，以确保UML概念被精确地陈述和定义。在本文中，我们激励的方法来形式化的UML中，正式规格说明技术被用来深入了解UML符号和图表的语义，并描述了这种方法的路线图。为了开发UML图的精确语义模型，作者发起了精确UML（PUML）小组。语义模型是用来作为一组语法转换规则的基础，这使得正式的演绎UML图。一个小例子展示了如何使用这些规则来验证一个类图是否是另一个类图的有效演绎。由于这些规则是在语法层面上提出的，因此可以认为UML可以成功地用作正式的建模工具，而无需在文本规范技术中常见的符号复杂性。
2014-09-24 cs.SE
Developing the UML as a Formal Modelling Notation
统一建模语言（UML）正迅速成为面向对象系统建模的事实标准。考虑到这个角色，UML必须有一个定义良好的、充分开发的语义.这样的语义是必需的，以确保UML概念被精确地陈述和定义。在本文中，我们描述和激励的方法来形式化UML中，正式规格说明技术被用来深入了解UML符号和图表的语义。我们目前的工作进行了精确的UML（PUML）组上的一个精确的语义模型的UML类图的发展。语义模型被用作一组语法转换规则的基础，这些规则使得可以对UML类图进行正式的推导。它还显示了如何使用这些规则来验证一个类图是否是另一个类图的有效细化（设计）。由于这些规则是在语法层面上提出的，因此可以认为UML可以成功地用作正式的建模工具，而不需要在正式规范技术中常见的符号复杂性。
2014-09-24 cs.SE
UML Sequence Diagram: An Alternative Model
序列图的普遍接受可以归因于它们相对直观的性质和描述部分行为的能力（与状态图等图相反）。然而，研究表明，超过80%的毕业生无法创建软件设计，甚至无法创建部分设计，许多学生不知道序列图如何受到其他模型的约束。许多学生在识别有效的交互对象和用适当的参数构建消息方面表现出困难。此外，根据权威人士的说法，尽管已经为序列图提出了许多不同的语义（例如，转换到状态机），不存在所需序列图行为的合适的语义基础细化，因为直接样式语义不能精确地捕获所需序列图行为;转换到其他形式主义忽略了序列图的基本特征，例如保护条件和临界区域。本文提出了一种替代序列图，一个广义的模型，提供了进一步的理解序列图同化到一个新的建模语言称为思维机（TM）。序列图通过去除表面的仅垂直维度的扩展限制而水平扩展，以保留事件的逻辑年表。TM算法在动作方面是非线性传播的。事件及其年表是在第二个描述平面上构建的，该平面叠加在最初的静态描述上。其结果是一个更精确的表示，将简化建模过程。这是通过重建序列图的情况下，从文献中证明。
2021-05-31 cs.SE
A Simple Trace Semantics for Asynchronous Sequence Diagrams
本文针对UML时序图语义不明确且现有方案过于复杂的问题，提出基于正则语言理论的简单迹语义，覆盖主要组合片段及生命线创建删除，便于工程师使用。
2025-01-19 cs.FL cs.SE
Timed Automata Semantics for Visual e-Contracts
C-O图作为一种更直观地表示电子合同的手段而被引入，其中可以表示不同签署人的义务、许可和禁止，以及在不履行其义务和禁止的情况下的处罚。在这样的图中，我们也能够表示绝对和相对的时间约束。在本文中，我们提出了一个正式的语义C-O图的基础上扩展的状态和边缘的顺序，以表示不同的道义模态的时间自动机。
2011-09-13 cs.LO cs.SE
Large Language Models for Software Engineering Diagrams: A Systematic Review of UML and ER modelling
Edinburgh Napier University（爱丁堡纳皮尔大学）
该系统综述分析64项2023-2025年研究，指出LLM在UML/ER建模中存在领域失衡、GPT依赖、评估不规范等问题，提出需标准化基准等改进方向。
2026-07-30 cs.SE
Formalization and Verification of Hierarchical Use of Interaction Overview Diagrams Using Timing Diagrams
由于其图形化的符号和简单性，统一建模语言（UML）是一个事实标准，是工业界和学术界广泛使用的语言，尽管它的语义仍然是非正式的。交互概述图（IOD）是在UML 2中引入的;它允许以层次化的方式对行为进行规范。本文是一个正式的动态语义的UML 2的贡献。我们从正式化IOD的分层使用开始。然后，利用赋时着色Petri网（赋时CP-net）完成了IOD、时序图和时序图到层次着色Petri网（HCPNs）的映射。我们的方法可以帮助设计人员从抽象中获益，以及在两个以上的层次结构，降低验证复杂性的细化。
2014-01-22 cs.LO cs.SE
A framework for verifying deadlock and nondeterminism in UML activity diagrams based on CSP
在并发和分布式系统中，死锁和不确定性可能变得越来越难以检测。UML活动图是模拟顺序和并发行为的流程图。尽管UML社区广泛采用这种图，但是没有标准的方法来验证活动图中是否存在死锁和不确定性行为。非决定性在文献中通常被忽视，即使它可能被认为是一个非常相关的属性。本文提出了一个自动验证UML活动图中死锁和不确定性的框架。它为活动图引入了一种组合CSP语义，用于从UML模型自动生成CSP规范。这些规范是使用FDR细化检查器自动验证死锁和不确定性行为的输入。我们提出了一个插件的Astah建模环境，机械化的翻译过程中，并调用FDR在后台执行验证的属性。该工具保持了图与其CSP规范之间的可追溯性。它分析FDR结果以突出显示导致死锁或不确定行为的关系图路径。该框架为UML建模工具增加了验证功能，并保持形式化语义对用户透明。因此，用户在建模过程中不需要理解或操作形式符号。我们提出了一个案例研究的结果，适用于所提出的框架，在云计算领域的模型验证。我们讨论了未来的应用，由于我们的方法的潜力。
2019-10-30 cs.SE
System Model Semantics of Statecharts
在本报告中，Statecharts的语义是基于称为“系统模型”的对象系统的数学模型定义的。UML/P Statecharts的语义定义是详细的，Statecharts的一个变体，限制了一些方法和语义上困难的概念的使用。在将完整的UML/P Statecharts转换为简化但语义等价的Statecharts之后，语义被定义为系统模型的映射。它还概述了如何已经存在的状态图语义可以映射到系统模型。这份报告如下，其中我们详细介绍了我们的方法，并定义了UML类图的语义。
2014-09-22 cs.SE
A Note on Semantics (with an Emphasis on UML)
本注释阐明了句法和语义的概念及其关系。今天，许多混乱产生于“语义学”一词被用于不同的含义。我们讨论了一个通用的方法，在定义语义，是可行的文本和图形符号，并讨论这种方法使用一个例子形式化。层次Mealy自动机的形式化和语义定义使用输入/输出行为允许我们定义一个规范，以及实现语义。最后，分类不同的方法，适合在这个框架。这种分类也可以在定义新语言的语义时作为指导方针。
2014-09-24 cs.SE
Query2Diagram: Answering Developer Queries with UML Diagrams
HSE University（俄罗斯高等经济学院）；St. Petersburg Department of Steklov Mathematical Institute, RAS（圣彼得堡斯捷克洛夫数学研究所（俄罗斯科学院））；St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
本文提出基于LLM的UML图生成方法，通过微调Qwen2.5-Coder-14B模型，生成语义聚焦的代码图谱，提升文档生成的准确性和实用性。
2026-07-07 cs.AI cs.SE
Diagramming the Class Diagram: Toward a Unified Modeling Methodology
一般来说，面向对象类是编程和建模中使用最多的元素。它贯穿于整个软件开发过程，从早期的领域分析阶段到后期的维护阶段。类图通常使用图论的元素，例如，盒子椭圆线条许多研究人员从不同的角度研究了类图的布局，包括可视性、可并列性和美学。虽然软件系统可能非常复杂，但类图代表了整个系统的非常广泛的画面。理解这种复杂性的关键是使用各种表示级别的工具，如图表。本文开发了一个更详细的图形描述的类图，包括流的属性，从而提供了一个基本的表示指定的行为和控制，而不是仅仅列出方法。
2017-09-30 cs.SE
From user requirements to UML class diagram
从用户需求到UML图的转换对于设计人员来说是一项艰巨的任务，特别是当他处理表达这些需求的大型文本时。必须频繁地对类Diagram进行建模，即使在开发简单应用程序的过程中也是如此。本文提出了一种利用自然语言处理技术和领域本体从文本需求中提取类图的方法。
2012-11-04 cs.SE
Case study: Class diagram restructuring
这个案例研究是对UML类图的就地更新重构转换。它的目的是从类图中删除属性的克隆，并识别新的类，这些类抽象了共享公共数据特征的类组。它被用作一个通用的转换集合（如删除冗余继承或多重继承），旨在提高规范或设计级类图的质量。转换是模型重构的一个典型示例，并说明了这种转换中涉及的问题。
2013-12-02 cs.SE
CD2Alloy: Class Diagrams Analysis Using Alloy Revisited
我们提出了CD2Alloy，一个新颖的，强大的UML类图（CD）到Alloy的翻译。与现有的基于浅嵌入策略的翻译不同，CD2Alloy使用更深的嵌入策略，因此仅限于检查一致性和生成单个CD的符合对象模型，并支持有限的CD语言功能集。CD2Alloy不是将每个CD构造映射到语义上等效的Alloy构造，而是将（一些）CD构造定义为Alloy中的新概念。这使得能够解决涉及多个CD并且不能由早期作品解决的几个分析问题，并支持CD语言功能的扩展列表。这些想法在原型Eclipse插件中实现。这项工作推进了CD分析的最新技术，也可以被视为一个有趣的案例研究，研究一种建模语言到另一种建模语言的不同可能的翻译，它们的优点和缺点。
2014-09-08 cs.SE
Semantic based model of Conceptual Work Products for formal verification of complex interactive systems
许多临床工作流程依赖于交互式计算机系统，用于高技术性、概念性的工作产品，例如诊断、治疗计划、护理协调和病例管理。我们描述了一个自动逻辑推理机来验证这些高度技术性的，但抽象的，工作产品是必不可少的照顾客观规范。概念性的工作产品规格作为一个基本的输出要求，必须清楚地陈述，正确和可解决的。这种规范具有战略重要性，因为反过来，它们使系统模型检验能够验证用户过程所采用的机器功能实际上能够实现这些抽象产品。我们选择多发性硬化症（MS）门诊患者的病例管理作为我们的用例，因为它具有挑战性的复杂性。作为第一步，我们说明了如何从UML的图形类和状态图可以开发和批评与主题专家作为规范的概念工作产品的情况下管理。一个关键特性是规范必须是声明性的，因此独立于任何过程或技术。我们的工作领域本体与语义网的工具，需要翻译UML类和状态图的自动推理的可解性验证。然后，可解模型将准备好用于随后对人类程序和机器功能的系统进行模型检验。我们使用了表达规则语言SPARQL推理符号（SPIN）来开发UML类图、状态机及其交互的形式化表示。利用SPIN证明了静态概念和动态概念相互作用的一致性。我们讨论了如何将新的SPIN规则引擎合并到对象管理组（OMG）本体定义元模型（ODM）中
2020-08-04 cs.SE stat.ML
An Institutional Framework for Heterogeneous Formal Development in UML
我们提出了一个框架，正式的软件开发与UML。与以前的方法，装备UML与正式的语义，我们遵循一个机构为基础的异构方法。这可以直接表达不同UML图类型的合适的形式语义，而不需要将所有内容映射到一个特定的形式主义（假设它是一阶逻辑或图形语法）。我们展示了如何不同方面的正式开发过程可以连贯地形式化，从设计和霍尔风格的条件代码的实现本身的要求。该框架可以用于水平地验证不同UML图的一致性（例如，各种要求之间的一致性）以及垂直地（例如，设计或实施的正确性的要求）。
2014-03-30 cs.LO cs.SE
Classification of Reverse-Engineered Class Diagram and Forward-Engineered Class Diagram using Machine Learning
Institute of Technology, Nirma University（尼尔马大学技术学院）
UML类图对于可视化我们正在工作的整个软件非常重要，并通过显示系统类，其属性，方法以及与其他对象的关系，以最简单的方式帮助理解整个系统。在现实世界中，有两种类型的类图工程师工作，即1）正向工程类图（FwCD），这是手工制作的前瞻性开发过程的一部分，2）。逆向工程类图（Reverse Engineered Class Diagram，RECD）是从源代码逆向工程的图。在软件行业中，当使用新的开放软件项目时，了解它是哪种类型的类图是很重要的。在一个特定的项目中使用了哪个UML图是一个需要知道的重要因素？为了解决这个问题，我们建议建立一个分类器，可以将UML图分类为FwCD或RECD。我们建议使用监督机器学习技术来解决这个问题。这种方法包括分析在分类类图时有用的特征。在这个过程中使用了不同的机器学习模型，随机森林算法被证明是最好的。性能测试是在999类图上完成的。
2020-11-14 cs.LG cs.SE
Towards Automatically Extracting UML Class Diagrams from Natural Language Specifications
在模型驱动工程（MDE）中，UML类图是开发人员之间进行计划和通信的一种方式。然而，它是复杂和消耗资源的。我们提出了一个自动化的方法提取UML类图从自然语言软件规格说明。为了开发我们的方法，我们在志愿者的帮助下创建了一个UML类图及其英文规范的数据集。我们的方法是一个管道的步骤组成的分割成句子的输入，句子的分类，从句子的UML类图片段的生成，并组成这些片段到一个UML类图。我们开发了一个定量测试框架，具体到UML类图提取。我们的方法产生低精度和召回率，但作为未来研究的基准。
2022-10-27 cs.IR cs.SE
An Institution for Simple UML State Machines
我们提出了一个没有层次状态的UML状态机的机构。与UML类图的交互是通过守卫和动作的机构来处理的，这些机构提供了状态的动态组件（例如属性的赋值），但抽象了类图的细节。我们还研究了交错产品的概念，它捕捉了几个状态机的相互作用。交错积构造是复合结构图的语义的基础，其可用于指定状态机的交互。这项工作是一个更大的努力，建立一个框架，正式的软件开发与UML的基础上，异构的方法，使用机构。
2014-11-17 cs.LO cs.SE
