Teaching Model-based Requirements Engineering to Industry Professionals: An Experience Report
使用概念模型来促进需求工程已经提出了几十年，并评估为有益的。例如，面向目标的需求工程或场景规范通常使用概念模型来完成。将这种基于模型的需求工程方法带入工业实践通常需要工业培训。在本文中，我们报告的经验教训，从教学行业专业人员基于模型的需求工程的培训计划。特别是，我们作为教育者和学习者报告从设计培训计划，进行实际培训，并在我们的日常工作中应用指导材料的经验。从这些研究结果，我们提供了指导方针，教育工作者设计的行业专业人士的需求工程课程。
2021-03-07 cs.SE
More Programming Than Programming: Teaching Formal Methods in a Software Engineering Programme
软件正确性的形式化方法对软件工程的未来至关重要，因此必须成为软件工程教育的重要组成部分。不幸的是，正式的方法往往是抵制学生由于感知困难，不确定性和实际无关性。我们通过采用编程密集型方法重新开发了我们的软件正确性课程，使用求解器辅助语言Dafny通过自动评估提供即时形成反馈。我们重新开发的课程提高了学生的保留率，并获得了至少十年来该课程的最佳评价。
2022-05-02 cs.LO cs.SE
Teaching Formal Methods and Discrete Mathematics
尽管在（正式的）集成开发环境的概念显着的进步，在软件行业中应用正式的方法仍然被认为是一项艰巨的任务。为了使任务更容易，在开发周期中提供帮助的工具是必不可少的，但我们认为计算机科学家和软件工程师的教育也是一个重要的挑战。事实上，我们认为，正式的方法课程没有出现在计算机科学课程不够早，因此没有被广泛使用，并被视为一个有效的专业技能。在本文中，我们声称，教学形式的方法可以在本科阶段混合形式的方法和离散数学课程，我们说明了这样的方法与一个小的发展内FoCaLiZe。我们也相信，这将大大有利于学习离散数学。
2014-04-26 cs.CY cs.LO cs.SE
An Agile Formal Specification Language Design Based on K Framework
本文提出基于K框架和YAML的敏捷形式化规约语言ASL及翻译算法，简化规约编写并减少代码量，提升形式化方法的敏捷性。
2024-04-29 cs.SE
Tool-Assisted Multi-Facet Analysis of Formal Specifications (Using Alelier-B and ProB)
软件系统的工具辅助分析和方便的指导实践的正式方法仍然是激励的挑战。本文将讨论这些挑战。本文从多个方面对形式规格说明进行了分析。B方法和Atelier-B工具用于形式规范、安全属性分析和改进。ProB工具用于补充模型检验的研究，它有助于发现错误，从而改善以前的规格。
2009-10-09 cs.SE
ARSENAL: Automatic Requirements Specification Extraction from Natural Language
SRI International（SRI国际公司）；TTTech C. AG（TTTech股份公司）
需求是从利益相关者（客户、用户、操作员、设计师和工程师）的角度对复杂系统预期行为的非正式和半正式描述。然而，对于关键系统的设计、测试和验证，我们可以将需求转换为可以自动分析的形式化模型。ARSENAL是一个框架和方法，用于系统地将自然语言（NL）需求转换为可分析的形式化模型和逻辑规范。可以分析这些模型的一致性和可实现性。ARSENAL方法专门针对各个领域，但该方法足够通用，可以适应新的领域。
2016-04-20 cs.CL cs.SE
Formal FocusST Specification of CAN
提出了一种基于FocusST框架的控制器局域网（CAN）协议的形式化规范.我们正式描述了协议的核心组件，这提供了一个基础，进一步的形式化分析，使用Isabelle/HOL定理证明。
2018-11-20 cs.FL cs.SE
A Summary of Formal Specification and Verification of Autonomous Robotic Systems
自主机器人系统是复杂的，混合的，通常是安全关键的;这使得它们的形式化规范和验证具有独特的挑战性。虽然通常使用，但单独的测试和模拟不足以确保自主机器人的正确性，或为自主机器人的认证提供足够的证据。自主机器人的形式化方法在文献中得到了一些关注，但没有资源提供当前的概述。这篇简短的论文总结了Luckcuck 2019的贡献，该论文调查了自主机器人正式规范和验证的最新技术。
2019-11-25 cs.SE
An Entry Point for Formal Methods: Specification and Analysis of Event Logs
形式化规约语言由于完备验证方法所面临的严重的可扩展性问题而长期处于停滞状态。可扩展性验证承诺使用正式的规范来自动化部分更可扩展的测试艺术，但尚未广泛应用于实际系统，并且由于在线监控仪器的成本和复杂性而经常动摇。在本文中，我们将讨论正在进行的工作，应用基于事件的规范系统的日志机制的火星科学实验室在喷气推进实验室的任务。通过专注于日志分析，我们利用“仪器”已经实现，并与航天器进行通信所需的。我们认为，这项工作既显示了一个实用的方法，使用正式的规格测试，并打开有趣的研究途径，包括一个具有挑战性的规格学习问题。
2010-03-08 cs.SE
Implementation-First Approach of Developing Formal Semantics of a Simulation Language in VDM-SL
形式规格说明是严格软件实现的基础。VDM-SL是一种形式化的规约语言，具有广泛的可执行子集。包括VDM-SL在内的VDM系列的成功案例表明，制定经过良好测试的可执行规范可以降低实施阶段的成本。本文介绍并讨论了规格说明和实现的逆序。一个多智能体的仿真语言称为\remobidyc的发展进行了描述和研究的情况下，定义一个正式的规范后，最初的实施和反映到实施代码的规范。
2023-03-27 cs.SE
Formal requirement and architecture specifications of a multi-agent robotic system
多智能体机器人系统的规范工程中最具挑战性的任务之一是正式指定和架构的系统，特别是作为一个多智能体机器人系统是并发的并发处理，往往有动态的环境。形式化的需求和体系结构规范以及从抽象到具体概念的逐步细化在系统的形式化中起着重要作用。本文提出了正式的需求和架构规范方面的一种方法，支持分析方面的功能以及非功能属性逐步细化从抽象到具体的规范和正式的架构定义。这些正式的规范已被举例说明的案例研究。随着形式化规范技术的日益成熟，我们构建正确的复杂多智能体机器人系统的能力也在迅速增长。
2015-01-21 cs.MA cs.SE
Towards the integration of formal specification in the Áncora methodology
有一些非正式的方法论，如RUP，OpenUP，敏捷方法论，如SCRUP，XP和技术，如UML提出的那些，它们允许软件开发。软件行业一直在努力开发高质量的软件，因为工程需求并不重要，导致需求规格不佳，软件质量差。为了产生的贡献，规范的要求，本文介绍了一种方法的建议，实施正式的方法的结果的过程中的需求分析的方法Áncora。
2011-11-04 cs.SE
Generating Logical Specifications from Requirements Models for Deduction-based Formal Verification
工作涉及自动生成的逻辑规格的需求模型。以这种方式获得的逻辑规范可以使用演绎推理进行形式化验证。形式化验证关注模型行为的正确性。需求工程的可靠性对于软件开发过程的所有阶段都是必不可少的。演绎推理是一种重要的形式化方法。然而，逻辑规范，被认为是一组时序逻辑公式，很难指定手动经验不足的用户，这一事实可以被视为一个重大障碍，实际使用的演绎为基础的验证工具。提出了一种利用UML图建立需求模型的方法，包括逻辑规格说明。将活动图组织到预定义的工作流模式中可以自动提取逻辑规范。所提出的方法的关键方面是集成的需求工程阶段和逻辑规格的自动生成。提出了一种基于演绎的验证系统。推理过程可以基于语义表方法。提供了一个简单的需求获取和验证的示例。
2014-02-09 cs.SE
A Survey of Smart Contract Formal Specification and Verification
智能合约是一种计算机程序，允许用户在区块链平台上自动执行操作。鉴于智能合约在支持包括供应链、金融、法律和医疗服务在内的各行业重要活动方面的重要性，对验证和确认技术的需求非常强烈。然而，绝大多数智能合约缺乏任何形式的规范，这对于确定其正确性至关重要。在本次调查中，我们调查了文献中提出的智能合约的正式模型和规范，并提出了一个系统的概述，以了解共同的趋势。我们还讨论了目前使用的方法，在验证这些属性的规格，并确定差距，希望认识到有前途的方向，为未来的工作。
2021-04-19 cs.SE
Industrial Experience Report on the Formal Specification of a Packet Filtering Language Using the K Framework
许多项目专用语言，包括特别是过滤语言，是使用以自然语言编写的非正式规范来定义的。这导致了这些语言规范中的歧义和错误。本文报道了一个工业实验上使用的工具支持的语言规范框架（K）的过滤语言的语法和语义的正式规范具有类似的复杂性，现实生活中的项目。这个实验的目的是估计，在一个特定的工业环境中，正式指定一个包过滤语言使用工具支持的正式方法的困难和好处。
2017-01-30 cs.PL cs.SE
How Powerful are LLMs in Generating Formal Program Specifications?
Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；School of Computer Science & Key Lab. of High Confidence Software Technologies of Ministry of Education, Peking University（北京大学计算机学院及教育部高可信软件工程重点实验室）；Zhongguancun Lab.（中关村实验室）
该研究引入基于Rocq的Coins评估框架，在HumanEval数据集上开展大规模研究，发现LLMs生成形式化程序规约仍具挑战，准确的规约评估是理解其能力的核心。
2026-08-14 cs.SE
Extracting Formal Specifications from Documents Using LLMs for Automated Testing
针对从软件文档中人工提取形式化规约耗时易错的问题，本研究评估了GPT-4o等LLMs的端到端提取能力，并提出“先标注后转换”的两阶段方法，使正确提取数量增加29.2%，最高准确率达71.6%。
2025-04-02 cs.SE
KBSpec: LLM-driven Formal Specification Generation with Evolving Domain Knowledge Base
Institute for Software Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）
提出KBSpec方法，利用外部官方文档和内部验证器反馈的双源知识增强LLM，通过自演化知识库持续更新成功轨迹，无需调参或标注数据，在JML规约生成上验证通过率提升10-25%。
2026-08-17 cs.PL cs.SE
SpecGen: Automated Generation of Formal Program Specifications via Large Language Models
SpecGen利用大型语言模型通过对话生成和变异选择两阶段方法，自动生成形式化程序规范，在基准测试中优于现有方法。
2025-02-25 cs.SE
Can Formal Specifications Be Synthesized from Tests Alone?
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
该研究提出仅用测试代码和动态执行轨迹，结合LLM与有界模型检查合成形式化规格说明的方法，在SpecGenBench基准上取得初步效果，同时指出需解决检查器兼容性等关键挑战。
2026-08-14 cs.SE
FormalSpecCpp: A Dataset of C++ Formal Specifications created using LLMs
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本研究推出首个带明确前后置条件的C++形式化规范数据集FormalSpecCpp，可用于规范推断工具基准测试、LLM微调等，助力程序验证与AI辅助软件开发研究。
2025-02-21 cs.AI cs.LG cs.PL
Formal Verification of Dynamic and Stochastic Behaviors for Automotive Systems
功能和非功能需求的形式化分析在汽车系统中至关重要。这些系统的行为往往依赖于复杂的动力学以及随机行为。我们提出了一个概率扩展的时钟约束规约语言，称为PrCCSL，规范（非）功能性需求，并证明了需求的正确性，通过映射到UPPAAL模型的语义规范。以前的工作扩展在本文中，包括一个扩展的PrCCSL，称为PrCCSL*，规范的随机和动态系统的行为，以及复杂的要求相关的多个事件。为了形式化地分析PrCCSL* 中规定的系统行为/需求，将PrCCSL* 规范转换为随机UPPAAL模型以进行形式化验证。我们实现了一个自动翻译工具，即ProTL，它也可以使用UPPAAL-SMC作为分析后端对PrCCSL* 规范进行形式化分析。我们的方法证明了两个汽车系统的案例研究。
2019-10-31 cs.SE
Improving students' code correctness and test completeness by informal specifications
本文提出通过教导学生使用非正式规格而非编写规格来提升代码正确性和测试完整性，实验表明该方法显著减少错误并提高测试完整性，且深受学生欢迎。
2023-09-05 cs.SE
A survey on formal specification and verification of separation kernels
分离内核是安全和安全关键系统的基础软件，它为托管应用程序提供空间和时间分离以及分区之间的受控信息流。分离核在关键领域的应用要求通过形式化验证来验证分离核的正确性。据我们所知，没有关于这一主题的调查文件。本文综述了分离核的形式化描述和验证。本文首先介绍了分离核的概念和背景，并对不同分离核进行了比较。然后，我们调查了自2000年以来关于这个主题的最新技术。最后，通过详细的比较和讨论，对研究工作进行了总结.
2016-07-10 cs.SE
Requirements, Formal Verification and Model transformations of an Agent-based System: A CASE STUDY
在多智能体系统的软件规格工程中，最具挑战性的任务之一是确保正确性。由于这些系统具有高并发性，通常具有动态环境，这些系统的形式化规范和验证以及从抽象到具体概念的逐步细化在系统正确性中起着重要作用。我们的目标是正式规范，分析功能以及非功能属性逐步细化从抽象到具体的规范，然后形式化验证这些规范。多智能体系统是一个多进程并行工作的并发系统。我们已经在盖亚多智能体方法与有限状态过程为基础的有限自动机技术，因此，我们已经定义了我们的系统的正式规格，检查的正确性和验证所有可能的流程并发执行这些规格。我们的贡献在于将基于组织抽象的需求规范转换为基于有限自动机的可执行形式化验证规范。我们已经考虑了一个案例研究，我们的多智能体系统，以确保正式的规范和验证。
2015-01-21 cs.MA cs.SE
Towards an Agentic LLM-based Approach to Requirement Formalization from Unstructured Specifications
Politecnico di Milano（米兰理工大学）
本文提出基于代理的方法，从非结构化规范中自动生成符合验证要求的形式化属性，通过提取、过滤和翻译三个模块，实现语义对齐，实验表明其在三个场景中准确率达77.8%。
2026-04-20 cs.SE
Model-based generation of natural language specifications
形式化模型的应用为软件和系统开发提供了许多好处，然而，形式语言的学习曲线可能是工业项目的关键因素。因此，反映正式模型所有方面的自然语言规范可能有助于理解模型，并且对于不知道相应形式语言的涉众特别有用。此外，在模型被修改的情况下，从模型自动生成文档将取代手动更新文档。本文介绍了一个正在进行的工作产生自然语言规格从形式化模型。我们的目标是从基本的建模工件（如数据类型、状态机和架构组件）生成英文文档。为了允许进一步的正式分析生成的规范，我们限制英语的子集，Attempto控制英语。
2016-12-06 cs.SE
A Formal Approach based on Fuzzy Logic for the Specification of Component-Based Interactive Systems
形式化方法被广泛认为是分布式交互系统的规范、仿真、开发和验证的一种强有力的工程方法。然而，大多数形式化方法依赖于二值逻辑，因此受限于该逻辑的公理：规范有效或无效，组件行为可实现或不可实现，安全属性保持或被违反，系统可用或不可用。特别是当问题域具有不确定性，不精确性和不确定性时，这些方法的应用成为一项具有挑战性的任务。为了克服形式化方法的严格工作方式所带来的局限性，本文的主要目的是通过使用模糊逻辑来放松形式化规范的布尔概念。本方法是基于焦点理论，一个基于模型的和严格的形式化方法，基于组件的交互式系统。这项工作的贡献是双重的：i）我们引入了规范技术的基础上，模糊逻辑，可用于顶部的焦点开发正式规范的定性方式; ii）我们部分扩展焦点理论的模糊，它允许规范的模糊组件和模糊的相互作用。虽然前者提供了一种方法来近似I/O行为下的不精确性，后者能够捕捉到一个更定量的规格属性，如可实现性。
2015-03-17 cs.LO cs.SE
A Component-Based Formal Language Workbench
CBS框架支持程序设计语言的基于组件的规范。它的目标是大大减少形式语言规范的工作量，从而鼓励语言开发人员更广泛地利用形式语义。CBS提供了一个广泛的可重用语言规范组件库，促进了语言及其规范的共同进化。在介绍了CBS及其正式定义之后，这篇简短的论文报告了根据定义为CBS生成IDE的工作进展。它还考虑了在其他形式语言工作台上支持基于组件的语言规格说明的可能性。
2019-12-23 cs.PL cs.SE
Specification and Verification of Context-dependent Services
当前用于服务的发现、规范和提供的方法忽略了服务契约与服务可以保证其契约的条件之间的关系。此外，它们没有使用正式的方法来指定服务、契约和组合。没有正式的基础，就不可能通过形式化验证来证明服务组合的正确性条件和服务条款中合同义务的履行。我们在本文中纠正这种情况。我们提出了一个正式的定义与上下文相关的合同服务。我们定义了一个组合理论的服务与上下文相关的合同考虑到功能，非功能，法律和上下文信息。最后，我们提出了一个形式化验证方法，将服务组合的形式化规范转换为扩展的时间自动机，可以使用模型检验工具UPPAAL进行验证。
2011-08-11 cs.SE
LM2Alloy: Investigating LLM-Generated Formal Specifications for Automated Test Derivation in Production Software
North Dakota State University（北达科他州立大学）
该研究探索用大语言模型从需求文档和生产源代码生成Alloy形式规范及推导可执行测试用例，在Flipper和Cerberus库上评估，发现能揭示约束级缺陷，基于代码的规范方差更低，为生产软件自动测试推导提供了新方法。
2026-07-22 cs.SE
Validating Formal Specifications with LLM-generated Test Cases
INESC TEC；Universidade do Minho（米尼奥大学）
本文利用GPT-5等大语言模型自动生成测试用例，用于验证形式规范的正确性，有效检测人类编写错误的规范。
2026-02-18 cs.SE
Towards A Broader Acceptance Of Formal Verification Tools: The Role Of Education
形式化方法虽然具有优势，但在软件开发实践中面临着广泛接受和采用的挑战。主要原因是假设的复杂性。学术界可以通过一个深思熟虑的教学和实践计划来解决这个问题。本文中详细介绍的用户研究正在检查AutoProof工具，其动机是识别形式化方法的复杂性。参与者（计算机科学硕士课程的学生）的表现和反馈的经验与正式的方法帮助我们提取特定的问题领域，影响工具的可用性。研究结果推断，随着验证工具功能的改进，教学计划必须修改，以包括先决条件的课程，使形式化方法易于学生适应，并促进其在软件开发过程中的使用。
2019-06-04 cs.SE
Formal refinement of extended state machines
在传统的正式开发过程中，例如使用B方法，非正式的用户需求（手动）转换为一个全球性的抽象正式规范。这种翻译尤其难以实现。Event-B方法的开发是为了使用逐步细化来逐步和正式地构建这样的规范。每个增量都考虑到新的属性和系统方面。在本文中，我们建议耦合一个图形符号称为代数状态转换图（ASTD）与事件B规范，以便更好地理解软件的行为。动态行为由ASTD捕获，ASTD基于自动机和进程代数运算符，而数据模型则通过Event-B规范描述。我们提出了一种方法来逐步完善这种规范耦合，考虑到新的细化关系和控制规范和数据规范之间的一致性条件。我们比较使用每种方法获得的规范的可读性和证明的复杂性。传统的方法和我们的方法的优点和缺点进行了讨论。整个过程通过铁路CBTC类案例研究来说明。我们的方法得到了将ASTD翻译成B和将Event-B翻译成B的工具的支持。
2016-06-07 cs.SE
Adventures in FRET and Specification
本文回顾了使用NASA的FRET工具形式化需求的四个案例研究，证实其作为需求获取框架及提供需求到规格说明可追溯性的适用性。
2025-03-31 cs.SE
Having Fun in Learning Formal Specifications
为我们的软件提供正式的规范有很多好处。然而，教学生做到这一点并不总是容易的，因为正式方法的课程通常被学生认为是枯燥的。本文介绍了一个名为FormalZ的游戏，教师可以用它来介绍他们的课堂上的一些变化。学生可以在玩游戏的过程中获得一些乐趣，同时也可以学习以前置条件和后置条件的形式编写正式规范的基础知识。与现有的软件工程主题教育游戏（如Pex和Code Defenders）不同，FormalZ采用了深度游戏化的方法，在游戏中扮演更重要的角色，以产生更多的参与度。这篇简短的论文介绍了我们正在进行的工作：FormalZ的第一个实现以及初步用户评估的结果。这个实现在功能上是完整的，并且经过了测试，但是它的用户界面的改进仍然是未来的工作。
2019-03-01 cs.SE
Enhancing Formal Software Specification with Artificial Intelligence
IBM Research（IBM研究院）
本文提出利用人工智能技术，通过轻量级数学符号和自然语言构建中间规范语言，以降低形式软件规范的开发成本并提高实现正确性。
2026-01-11 cs.AI cs.SE
Neuro-Symbolic Generation and Validation of Memory-Aware Formal Function Specifications
School of Computer Science, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学计算机科学学院）；School of Artificial Intelligence, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学人工智能学院）；Shanghai Innovation Institute（上海创新研究院）；School of Computer Science and Engineering, University of Washington（华盛顿大学计算机科学与工程学院）
本文提出神经符号框架，通过自然语言描述和函数签名生成内存感知的形式函数规范，结合符号证明器和验证工具链迭代优化，提升形式规范的正确性与语法有效性。
2026-03-12 cs.AI cs.SE
Formal Consistency Checking over Specifications in Natural Languages
系统开发的早期阶段包括概述所需的功能，如功能，可用性或可用性。规范是从这些特征中派生出来的，这些特征将自然语言中的模糊概念具体化。规范验证的挑战来自不同表示之间的语法和语义差距以及自动工具的需求。在本文中，我们提出了一个需求一致性维护框架，以产生一致的表示。第一部分是从描述功能的自然语言到具有时间抽象的形式逻辑的自动转换。它通过添加语义推理和对划分输入和输出变量的支持来扩展纯句法分析。第二部分是使用综合技术来检查需求在可实现性方面是否一致。当过程失败时，将报告导致不一致的公式以定位问题。
2014-10-08 cs.SE
SpecAgent: Empowering Program Verification with Agentic Synthesis of Formal Program Specifications
Nanjing University（南京大学）
针对现有LLM规范综合方法在复杂程序上易失效的问题，提出SpecAgent智能体框架，通过依赖感知规划、RAG、智能体修复与评判，在真实C程序上实现96.82%精确率与88.95%召回率，并成功解决604个验证目标。
2026-10-06 cs.SE
SpecRL: Reinforcement Learning with Test-Based Completeness Rewards for Formal Specification Synthesis
School of Computer Science, Peking University（北京大学计算机学院）；Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）；Tencent（腾讯）
本文提出SpecRL框架，利用负测试比例作为规范完整性的信号，提升规范强度和验证成功率，实验显示其在不同模型规模上表现优异。
2026-07-15 cs.SE
Reverse Engineering from Assembler to Formal Specifications via Program Transformations
FermaT转换系统基于达勒姆大学、德蒙福特大学和Software Migrations Ltd.过去十六年进行的研究，是一个工业强度的形式转换引擎，在程序理解和语言迁移方面有许多应用。本文是一个案例研究，它使用自动化加上手动指导的转换和抽象转换为一个非常高层次的抽象规范的IBM 370汇编代码程序。
2001-05-04 cs.PL cs.SE
Comparative Study of Eight Formal Specifications of the Message Authenticator Algorithm
消息认证器算法（MAA）是用于计算消息认证码的第一密码函数之一。1987年至2001年期间，MAA被纳入国际标准（ISO 8730和ISO 8731-2），以确保银行交易的真实性和完整性。在1990年和1991年，NPL开发了三个正式但不可执行的MAA规范（VDM，Z和LOTOS）。从那时起，五个正式的可执行规范的MAA（在LOTOS，LNT，和长期重写系统）已被设计在INRIA格勒诺布尔。本文提供了MAA的概述，并根据常识标准（如简洁性、可读性和代码生成的效率）比较了其形式化规范。
2018-03-27 cs.CR cs.PL cs.SE
Contribution to the Formal Specification and Verification of a Multi-Agent Robotic System
IRISA（法国国家信息与自动化研究所布列塔尼大西洋分部）；University of South Brittany（南布列塔尼大学）；The Islamia University of Bahawalpur（巴哈瓦尔布尔伊斯兰大学）
重要的是要有多智能体机器人系统规范，以确保正确性，安全性和活性。由于这些系统具有并发性，并且通常具有动态环境，因此这些系统的形式化规范和验证以及从抽象到具体概念的逐步细化在系统正确性中起着重要作用。形式化验证用于系统空间的详尽调查，从而确保排除行为中未检测到的故障。我们构建系统的子组件，基于软件体系结构的增量。挑战是开发一个安全的多智能体机器人系统，更具体地说，以确保安全性和活性的正确性。基于模型检测的形式化规约具有灵活性强、语法具体等特点，对多智能体机器人系统的正确性起着至关重要的作用。由于这类系统具有高并发性，且大多数情况下是动态的，因此形式化地验证其安全性和活性是非常重要的。我们已经考虑了一个案例研究的多智能体机器人系统的仓库之间的股票运输，以证明我们的正式方法。我们提出的开发方法允许在规范定义期间进行形式化验证。开发过程分为需求规范、验证规范、体系结构规范和实现四个主要阶段。
2015-10-02 cs.AI cs.MA cs.SE
On Methods for the Formal Specification of Fault Tolerant Systems
本文介绍了理解问题和故障的不同观点，目的是定义一种方法，系统的形式规格说明。提出了分层容错规范（LFTS）的思想，使该方法可扩展到容错系统。其原则是将规范分层，第一层用于正常行为，其他层用于异常行为。异常行为描述的错误注入器（EI），它代表了来自环境的错误干扰的模型。这种结构的灵感来自于理想化的容错组件的概念，但LFTS和EI的组合使用依赖/保证推理来描述它们的相互作用可以被认为是一个新的贡献。对这种方法和这种方式来组织容错规范的进展进行了案例研究和一个例子的实验。
2012-07-08 cs.FL cs.SE
Bus Protocols: MSC-Based Specifications and Translation into Program of Verification Tool for Formal Verification
消息序列图（MSC）是一种吸引人的可视化形式主义，主要用于系统设计的早期阶段，以捕获系统的需求。然而，如果我们走向一个实现，一个可执行的规范，以某种方式相关的MSC为基础的要求，必须获得。MSC可以有效地用于指定总线协议的方式，其中高级转换系统用于捕获协议的系统组件的控制流，MSC用于描述非原子组件的交互。该规范系统可进行形式化验证。在本文中，我们提出的方式，我们可以指定的总线协议，使用MSC和这些规格说明如何可以转换成程序的验证工具（我们已经使用的符号模型验证器（SMV））使用的形式化验证。在这方面，我们为以下任务作出了贡献。首先，介绍了利用MSC来指定协议的方法。其次，一个翻译器，翻译的规范（描述在文本输入文件）到SMV程序已经建成。最后，我们给出了使用SMV程序对AMBA总线协议进行验证的结果。通过转换过程找到的SMV程序可以用于自动验证任何指定的总线协议的各种属性。
2010-09-26 cs.SE
Towards the Formal Specification and Verification of Maple Programs
在本文中，我们提出了我们正在进行的工作和初步结果的形式规范和验证的MiniMaple（一个重要的子集Maple轻微扩展）程序。我们工作的主要目标是在这些程序中找到行为错误。通过静态分析确定其规格。这项任务是更复杂的广泛使用的计算机代数语言，如Maple，因为这些是从根本上不同于经典的语言：它们支持非标准类型的对象，如符号，未评估的表达式和多项式，并需要抽象的计算机代数概念和对象，如环和排序等作为一个出发点，我们已经定义和形式化的语法，语义，类型系统和规约语言的MiniMaple。
2012-07-10 cs.LO cs.MS cs.PL
Developing controlled natural language for formal specification patterns using AI assistants
Institute of Automation and Electrometry（自动化与电测研究所）
本文提出利用AI助手开发受控自然语言的方法，通过三个阶段构建基于形式规范模式的自然语言需求，用于事件驱动的时间要求分析。
2025-12-30 cs.AI cs.FL cs.SE
FLAG: Formal and LLM-assisted SVA Generation for Formal Specifications of On-Chip Communication Protocols
针对从非正式文档生成片上通信协议SVA属性的难题，提出两阶段框架FLAG，结合模板生成与时序图及LLM过滤，有效提升属性生成的正确性。
2025-04-24 cs.AR cs.SE
StaBL - State Based Language for Specification of Web Applications
背景和动机：正式规约语言的使用是稀缺的Web应用程序开发相比，安全关键/硬件系统。问题/Problem：一个恰当的形式化规约语言应该具备以下特征：首先，它应该具有定义良好的语义，这样用它编写的规约就不会有内在的二义性。其次，它应该有工具支持自动检测规范错误。此外，对于像Web开发这样的领域，规范形式主义建立在熟悉的符号上是很重要的，因为在这些领域中学习高度数学化的符号的好处被认为是很低的。主要想法/结果：这项工作提出了一个基于状态的语言的启发Statecharts称为StaBL的Web应用程序的规范，以及如何StaBL可以用于编写这样的规范。我们还提出了修改的语言w.r.t Statechart，便于编写模块化和可扩展的规范。贡献：特别是，我们提出了本地作用域变量与状态间数据流的功能。我们总结了我们的经验，开发规范与StaBL，这表明，StaBL规范，一方面，能够捕捉最基本的元素的功能方面的Web应用程序，而前述的冗长的常规程序设计语言。
2019-01-08 cs.SE
ViSpec: A graphical tool for elicitation of MTL requirements
阻碍形式化方法广泛应用的主要障碍之一是形式化规范的获取。正式的规范有助于安全关键机器人系统的测试和验证过程。然而，处理形式语言的复杂性是困难的，并且需要许多系统开发人员不具备的形式逻辑方面的高水平专业知识。在这项工作中，我们提出了一个图形化的工具，设计的开发和可视化的正式规范的人，没有受过训练的形式逻辑。该工具使用户能够使用图形化的形式主义，然后自动转换为度量时态逻辑（MTL）的规格。为了评估我们的工具的有效性，我们还设计并进行了一项可用性研究，其中包括来自学术学生社区和行业的队列。我们的研究结果表明，这两组都能够定义具有高水平的准确性的正式要求。最后，我们提出了我们的工具的应用程序定义操作的机器人手术和自主四轴飞行器的安全操作规范。
2015-08-03 cs.SE
Towards the LLM-Based Generation of Formal Specifications from Natural-Language Contracts: Early Experiments with Symboleo
本文探索使用大语言模型从英文商业合同自动生成 Symboleo 形式化规范，通过 38 种提示组合实验发现该方法前景良好，但语法遵循和环境变量识别等问题仍需改进。
2024-11-24 cs.SE
SpecSyn: LLM-based Synthesis and Refinement of Formal Specifications for Real-world Program Verification
Nanjing University（南京大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出SpecSyn，一种基于大语言模型的规范生成方法，通过分解程序并引入语义非等价变异和变体辨别机制，提升规范的语义强度，实验显示其在精度和召回率上显著优于现有方法。
2026-10-11 cs.SE
LTLGuard: Formalizing LTL Specifications with Compact Language Models and Lightweight Symbolic Reasoning
AIT Austrian Institute of Technology（奥地利技术研究所）；Aristotle University of Thessaloniki（希腊塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Northeatern University（东北大学）
LTLGuard通过结合紧凑语言模型与轻量符号推理，有效生成无冲突的LTL规范，提升形式化验证的效率和准确性。
2026-03-05 cs.AI cs.LO cs.SE
