JPH05119987A

JPH05119987A - 動的仕様の検証ルールの図形式定義方法

Info

Publication number: JPH05119987A
Application number: JP3284494A
Authority: JP
Inventors: Jun Shimabukuro; 潤島袋; Suketsugu Nagamatsu; 祐嗣永松
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】システムの動作を時間を追って記述した動的仕
様に対して、図形式によって記述した検証ルールを用い
て検証を行うことにより、プログラムの開発効率，信頼
性を向上させる、検証ルールの定義方法を提供する。【構成】検証ルールのテキスト形式表現と図形式表現の
それぞれに対する構文規則（１０７，１１０）と定義機
能（１０８，１１１）および図形式からテキスト形式へ
の変換規則（１１２）と変換機能（１１３）を有し、さ
らに動的仕様とテキスト形式検証ルールとの整合性を判
定する機能（１１４）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソフトウェアの生産性向
上に係わり、特に、時刻の変化およびイベントの発生に
従ってシステムがどのように動作や状態遷移を行うかを
記述した動的仕様が満たすべき性質を、時系列上の時刻
の順序関係を用いたテキスト形式または図形式の検証ル
ールとして定義し、与えられた動的仕様で該検証ルール
が成立するか否かを計算機上で検証することにより、ソ
フトウェアの開発を効率化するのに好適な動的仕様の検
証ルール定義方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動的仕様の検証は、与えられた動
的仕様の内容を人手によって詳細に検討することにより
行われてきた。

【０００３】動的仕様が満たすべき性質を検証ルールと
して記述し、それを用いて検証を行う技術としては、検
証ルールとして時制論理の論理式を用い、動的仕様がそ
の論理式を満たすか否かを、モデルチェッカと呼ばれる
アルゴリズムを用いて判定する方法が提案されている。
このようなほうほうは、例えば、情報処理，Vol.３０，
No.６，「時相論理とその応用」pp.６５１−６５７（１
９８９年６月１０日情報処理学会発行）に記載されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示すよ
うに、人手によって動的仕様を詳細に検討する方法で
は、検証項目は検討を行う者の持つ知識として存在する
のみであり、検証対象の動的仕様を完全に理解している
者しか検証を行うことができない。加えて、特に仕様と
して動的仕様を用いる通信システムは、通信回線の障害
や相手局の誤動作などの場合に対処するための例外処
理，エラー処理が多く、その仕様は複雑である。従っ
て、前記のような動的仕様を完全に理解している者にと
っても、検証項目の漏れや検証誤りが生じやすい、とい
う問題点があった。

【０００５】時制論理の論理式を用いる方法では、時制
論理に基づいて形式的に計算機上で検証が行えるため
に、予め定義した検証ルールに対して検証誤りが生じる
ことはない。しかし、時制論理を用いて動的仕様の検証
や検証ルールの記述を行うためには、論理学や形式的記
述法などの知識が必要である。従って、一般の設計者が
動的仕様の検証や検証ルールの記述を行うことは困難で
あった。

【０００６】本発明の目的は、論理学や形式的記述法に
習熟していない一般の設計者が、容易に検証や検証ルー
ルの記述を行うことのできる、動的仕様の検証ルール記
述方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決するために、動的仕様の検証システムにおい
て、検証ルールとして、ある任意の時刻に成立すべき対
象システムの性質と他の時刻で成立すべきシステムの性
質との関係を図形式で記述するステップと、該図形式検
証ルールと動的仕様との整合性を検証するステップを有
し、また、検証ルールの記述方法として、システムの性
質に関する部分が変数であり、その変数に対する時刻間
の関係を表現した図形式または疑似自然語形式のテンプ
レートを用意しておき、変数を具体的なシステムの性質
で置き換えることにより、検証ルールを記述するステッ
プ，検証ルールの図形式表現形式を複数有し、ある一つ
の表現形式で記述された検証ルールを他の一つの表現形
式に変換するステップ，動的仕様と検証ルールとを同時
に表示し、該検証ルール中の検証対象システムの性質を
指定すると、該指定した性質が成立する状態を、表示し
た動的仕様上で表示を変化させて示すステップ，既存の
検証ルールに基づいて、その検証ルールと整合性のある
動的仕様の定義を誘導するステップ，既存の状態遷移仕
様を修正した場合に、既存の検証ルールに基づいて、検
証ルールとの整合性が保たれるように、関係する他の箇
所を表示して自動修正または修正誘導を行うステップの
うちのいくつかを有する動的仕様の検証ルール定義方法
が提供される。

【０００８】

【作用】テキスト形式で記述された動的仕様の検証ルー
ルに対しては、従来提案されている時制論理に対するモ
デルチェッカなどを用いて、動的仕様の検証を行うこと
ができる。したがって、テキスト形式表現の各構文要素
に対応するように図形式表現の構文要素を定義し、その
情報を図形式構文規則，検証ルール変換規則として用意
すれば、図形式検証ルールをテキスト形式検証ルールに
変換し、得られたテキスト形式検証ルールを用いて動的
仕様の検証を行うことにより、図形式で記述した検証ル
ールを用いて動的仕様の検証を行うことが可能となる。
ここで、図形式検証ルールからテキスト形式検証ルール
からの変換を検証システムのユーザに意識させなけれ
ば、あたかも図形式検証ルールを用いて直接検証を行う
ようにすることも可能である。また、ある検証ルール中
の任意の部分式が指定されたとき、その部分式自体を検
証ルールとみなし、与えられた動的仕様中のすべての時
刻に注目して検証を行うことで、その部分式が動的仕様
中で成立している時刻を検出してユーザに知らせること
により、検証ルール中に記述されている対象システムの
性質と、動的仕様が定義している対象システムの性質と
の対応を明確に表示することができる。さらに、複数の
図形式構文規則を用意し、図形式表現間の基本要素対応
表を設けることにより、複数の図形式表現を用いること
が可能となる。

【０００９】また、システムの性質を記述する部分が変
数であり、該変数に対する時刻間の関係を表現した図形
式または擬似自然語によるルールのテンプレートを用意
しておき、そのテンプレートに具体的なシステムの性質
を代入することで図形式または擬似自然語によるルール
を定義することができる。また、その際には、そのテン
プレートにテキスト形式のテンプレートを予め対応させ
ておくことにより、変換を行うことなく、テキスト形式
の検証ルールを得ることができる。

【００１０】さらに、動的仕様を定義する過程におい
て、逐次あるいは適時、予め定義した検証ルールを用い
て検証を行うことにより、検証ルールとの整合性を有す
るように動的仕様の定義を誘導することが可能である。
また同様にして、既存の動的仕様を修正したことによっ
て検証ルールとの不整合を生じた場合にも、同様の誘導
あるいは自動修正を行うことが可能である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施例である、動
的仕様の定義・検証システムの機能構成図である。入力
装置１０１は、ユーザがシステムに対してコマンドなど
を入力するための装置である。制御機能１０２は、入力
装置１０１を用いて入力されたユーザからの入力を解析
して、ユーザの要求を各処理機能に伝える。表示装置１
０３は、動的仕様や検証ルール、あるいは検証結果のよ
うなシステムの応答などを表示してユーザに示すための
装置である。表示制御機能１０４は、各処理機能の要求
に応じて表示対象の色や位置などの表示属性を制御す
る。動的仕様記憶機能１０５は、検証の対象となる動的
仕様を記憶し、必要に応じてそれを取り出す。動的仕様
定義機能１０６は、動的仕様記憶機能１０５に記憶され
ている動的仕様を対話的に編集・定義する。テキスト形
式検証ルール構文規則１０７は、検証ルールのテキスト
形式表現の構文を定義する情報であり、テキスト形式検
証ルール定義機能１０８は、この情報に基づいてテキス
ト形式検証ルール記憶機能１０９に記憶されているテキ
スト形式検証ルールを対話的に編集・定義する。また、
図形式検証ルール構文規則１１０は、検証ルールの図形
式表現の構文を定義する情報であり、図形式検証ルール
定義機能１１１は、この情報に基づいて図形式検証ルー
ルを対話的に編集・定義する。検証ルール変換規則１１
２は、検証ルールの図形式表現の基本構成要素のそれぞ
れに対して、テキスト形式表現の基本構成要素を対応さ
せるための規則である。検証ルール変換機能１１３は、
検証ルール変換規則１１２に基づいて、図形式検証ルー
ル定義機能１１１によって編集・定義された図形式検証
ルールをテキスト形式検証ルールに変換し、テキスト形
式検証ルール記憶機能１０９に記憶させる。動的仕様検
証機能１１４は、テキスト形式検証ルール記憶機能１０
９に記憶された検証ルールが、動的仕様記憶機能１０５
に記憶された動的仕様において成立するか否かを判定
し、成立しない場合には不成立の原因となった時刻や理
由を報告する。

【００１３】図１において、動的仕様定義機能１０６は
構文規則を参照しない形で、また、テキスト形式検証ル
ール定義機能１０８，図形式検証ルール定義機能１１１
はそれぞれ、構文規則１０７，１１０を参照する形で実
現しているが、これら３つの定義機能は全て、構文規則
を参照する形，参照しない形のいずれの形でも実現でき
ることはいうまでもない。また、テキスト形式検証ルー
ル構文規則１０７，図形式検証ルール構文規則１１０を
まとめて、テキスト形式，図形式の基本要素を対応させ
る形で記述し、検証ルール変換規則１１２をも兼ねるよ
うに実現することも可能である。さらに、図１では、図
形式検証ルール定義機能１１１で定義した図形式検証ル
ールは、直接検証ルール変換機能１１３に読み込まれて
テキスト形式検証ルールに変換されるように実現してい
るが、図形式検証ルール記憶機能を設けて図形式検証ル
ールを記憶し、ユーザの指示によってテキスト形式検証
ルールに変換する形で実現することにより、既存の図形
式検証ルールを編集して新たな図形式検証ルールを定義
することが可能なように実現することも考えられる。加
えて、検証ルールの記述形式として図形式のみを用いる
場合には、テキスト形式検証ルール構文規則１０７，テ
キスト形式検証ルール定義機能１０８およびテキスト形
式検証ルール記憶機能１０９は不要となる。その場合に
は、検証ルール変換規則１１２および検証ルール変換機
能１１３を動的仕様検証機能１１４に組み込み、テキス
ト形式検証ルールへの変換を行うことなく検証すること
も可能である。以下、図１に基づいて説明を行う。

【００１４】図２は、本発明を実施するためのシステム
構成を示すブロック図である。入力装置１０１および表
示装置１０３は、図１におけるものと同一である。主記
憶装置２０１，外部記憶装置２０２は、共に検証ルール
や動的仕様を記憶するためのものである。ＣＰＵ２０３
は、本発明を実現するために各種の処理を行うためのも
のである。

【００１５】図３は、図１の機能構成図の各機能に基づ
いて行われる処理の全体を示したフローチャートであ
る。入力装置１０１から入力コマンドを受け取って（３
０１）コマンドを解析・判定する（３０２）。その判定
結果に基づいて、動的仕様を定義する処理（３０３），
テキスト形式検証ルールを定義する処理（３０４），図
形式検証ルールを定義し（３０５）、それをテキスト形
式検証ルールに変換する処理（３０６），指定された検
証ルールが指定された動的仕様において成立するか否か
を判定する処理（３０７）および編集中の仕様や検証ル
ールを外部記憶装置２０２に記憶するなどを行ってシス
テムの動作を終了するための処理(３０８)を行う。処理
３０３，３０４，３０５，３０６，３０７はそれぞれ、
図１の機能１０６，１０８，１１１，１１３，１１４を
用いて行なわれる。

【００１６】図４は、動的仕様を形式仕様記述技法の一
つであるＳＤＬで記述した例である。開始ノード４０１
に接続されたノード４０２は、対象システムの初期状態
が状態IDLEであることを示している。この状態において
信号CONreqを受信すると（４０３）、対象システムは信
号CNを送信し（４０４）、状態WAITに遷移する（４０
５）と規定している。この状態において信号ACの受信と
いうイベントが発生すると（４０６）、ノード列４０７
で示される動作や状態遷移を経て、状態IDLEへ戻る（４
０８）。また、先の状態WAITにおいて、信号RFの受信と
いうイベントが発生すると（４０９）、すぐに状態IDLE
に戻る（４１０）。

【００１７】図５は、テキスト形式検証ルール構文規則
１０７の一つの例であり、ここでは時制論理の論理式に
対する構文規則を示している。規則５０１は、例えば、
イベント“信号CONreqの受信”の生起を表す式“IN(CON
req)”や、対象システムが状態IDLEにあることを表す式
“STATE(IDLE）”が、それ自身で時制論理の論理式であ
ることを示している。規則５０２の各式は、時制論理の
論理式に対して通常の論理演算子を作用させたものもま
た時制論理の論理式であることを示しており、その意味
も通常の論理積，論理和，否定，含意と同様である。規
則５０３は、時制演算子“□”，“○”，“◇”，
“∪”を導入して、対象システムのある性質が成立する
時刻の時系列上での関係を表すための式５０４〜５０７
を与えるものである。まず式５０４は、時系列上で現在
着目している時刻より未来の全ての時刻において、式Ｐ
が成立することを意味する。次に式５０５は、着目して
いる時刻の次の時刻において、式Ｐが成立することを意
味する。また、式５０６は、着目している時刻より未来
の、いつかある時刻において、式Ｐが成立することを意
味する。最後に、式５０７は、着目している時刻より未
来のいつかある時刻において式Ｑが成立し、かつ着目し
ている時刻からＱが成立する時刻までは常にＰが成立す
ることを意味する。

【００１８】図６は、上記時制論理の論理式を用いて記
述したテキスト形式検証ルールの例である。この式は、
対象システムのある時刻において、信号CONreqを受信し
た（IN(CONreq)が成立する）ならば、それ以降のいつか
ある時点において、信号ACまたはRFを受信する（IN(AC)
∨IN(RF)が成立する）ことを要求するものである。図７
は、図形式検証ルール構文規則１１０の一つの例であ
り、ここでは図式時制論理式の一つに対する構文規則を
示している。規則７０１は、上記時制論理の論理式にお
ける時制演算子に対応して、対象システムのある性質が
成立する時刻の時系列上での関係を表すための図形式７
０２〜７０６を与えるものである。図形式７０２は、時
系列上で現在着目している時刻において、式Ｐが成立す
ることを意味する。図形式７０３〜７０６はそれぞれ、
図５の式５０４〜５０７の意味と同一の意味を持つもの
である。規則７０７は、規則７０１で定義した図形式に
対して通常の論理演算子を作用させたものも図式時制論
理式であることを示しており、その意味も通常の論理
積，論理和，否定，含意と同様である。規則７０８およ
び７０９は、各時刻において成立すべき性質を表すため
の論理式を与えるものである。

【００１９】図８は、上記図式時制論理式を用いて記述
した図形式検証ルールの例であり、図６に示したテキス
ト形式検証ルールの例と同一の意味を持つものである。

【００２０】このように図形式検証ルールを用いれば、
例えば、時系列上の時刻を円で（特に、着目している時
刻を二重円で）、時刻の推移を矢印または点線で表現す
る、などというように、検証ルールの書き手，読み手の
いずれにとっても直観的に分かりやすい記述形式が提供
されるので、検証ルールの記述および仕様の検証の効率
を向上することができる。

【００２１】図９は、検証ルール変換規則１１２の一つ
の例であり、図７を用いて説明した図式時制論理式で記
述された検証ルールから、図５を用いて説明した時制論
理の論理式で記述された検証ルールへ変換するための規
則である。与えられた図式時制論理式中の各構文要素
が、欄９０１の各種類に対応した欄９０２の変換式の右
辺で与えられる、時制論理の論理式に変換されることを
示している。欄９０２の式の右辺に“T(…）”が現れる
ものは、その部分が再帰的に変換規則によって変換され
ることを示している。

【００２２】図１０は、検証ルール変換機能１１３の処
理の一例を示すフローチャートであり、図１の処理３０
６の詳細である。ここでは、図９に示した検証ルール変
換規則を用いて、図式時制論理式で記述された図形式検
証ルールを、時制論理の論理式で記述されたテキスト形
式検証ルールに、トップダウン式に変換する。以下、図
１０に沿って説明する。なお、図１０のフローチャート
では、変換途中の式を表すための変数として“全体式”
を、また、１ステップの変換の対象となる部分式を表す
ための変数として“部分式”を用いている。

【００２３】まず、“部分式”，“全体式”を共に“T
(与式）”とする（１００１）。次に、検証ルール変換
規則１１２を参照して、“部分式”の構文要素に対する
変換規則を選択する（１００２）。そして、“全体式”
中の“部分式”の部分を処理１００２で選択した規則の
右辺で置換し(１００３)、その置換結果である“全体
式”の中に“T(…）”の形の部分式があるか否かを判定
する（１００４）。この判定においてそのような部分式
が少なくとも一つあった場合には、その一つを“部分
式”とし（１００５）、処理１００２〜１００４を繰り
返す。判定1004において“T(…）”の形の部分式がなか
った場合には、与式に対する変換が完了したので、変換
結果である“全体式”をテキスト形式検証ルール記憶機
能１０９に記憶して処理を終える（１００６）。

【００２４】図１１に、図８に示した図式時制論理式を
図６に示した時制論理の論理式に変換する過程での変数
“全体式”の値である式を示す。また、波下線で示した
式は、変換の各ステップにおける“部分式”の値であ
る。変換の第１ステップでは変換の対象である部分式は
式１１０１であり、論理演算子“→”に対する変換規則
が用いられる。変換の第２ステップでは、二つの“T
(…）”の形の部分式のうち、部分式１１０２を選択
し、着目している時刻における性質の成否に対する変換
規則が用いられる。最後の第３ステップでは、部分式１
１０３が変換の対象となり、時制演算子“◇”に対する
変換規則によって変換する。

【００２５】動的仕様検証機能１１４は、従来提案され
ている、時制論理のモデルチェッカとして実現可能であ
る。従って、図形式検証ルール定義機能１１１，検証ル
ール変換機能１１３を設けることにより、図形式で記述
した検証ルールを用いて動的仕様の検証を行うことが可
能になる。なお、動的仕様定義機能１０６，テキスト形
式検証ルール定義機能１０８および図形式検証ルール定
義機能１１１は、従来用いられている構造化エディタと
して実現可能である。

【００２６】また、図形式検証ルール中の任意の部分式
に記述されている対象システムで成立すべき性質と、動
的仕様が定義している対象システムの性質との対応を明
確に表示することにより、動的仕様の編集・修正を容易
にすることができる。

【００２７】本実施例によれば、指定された検証ルール
中の部分式を検証ルールとし、動的仕様中の全ての時刻
に注目して検証を行うことで、その部分式が成立する時
刻を検出することができる。

【００２８】図１２に、図形式検証ルールと動的仕様を
同一画面上に表示し、指定した検証ルールの部分式が成
立する動的仕様中の時刻を色などの表示属性を他の箇所
とは変えることでユーザに知らせている表示例を示す。
ユーザが、画面に表示された図式検証ルール１２０１の
部分式１２０２を指定している。それに対して検証シス
テムは、同じ画面上に表示した動的仕様１２０３から、
検証システムの性質“IN(AC)∨IN(RF)”が成立する時刻
１２０４および１２０５を見つけだし、色を変えて表示
している（図ではハッチングによって示している）。

【００２９】以上の説明では、図形式検証ルールの記述
形式を一つに限定してきたが、一般に複数の図形式検証
ルールの記述形式を用意し、ルール記述者あるいは検証
者の好みに応じて記述形式を使い分けたい場合もある。
これは、記述形式毎に構文情報を用意すると共に、記述
形式間の基本要素の対応表を設けることにより可能であ
る。

【００３０】図１３は、図７などで示した第１の図形式
表現と、新たな第２の図形式表現との間の基本要素対応
表を示している。欄１３０１は第１の図形式表現の基本
要素，欄１３０２は第２の図形式表現の基本要素であ
る。これにより、第１の図形式表現で記述された検証ル
ールと、第２の図形式表現で記述された検証ルールとの
間が相互に変換可能である。図１４に、図８の第１の図
形式表現で記述された検証ルールを変換して得られる、
第２の図形式表現で記述された検証ルールを示す。

【００３１】以上述べたように、第１の実施例によれ
ば、動的仕様の検証ルールを、ルール記述者や検証者が
直観的に理解しやすい形式で記述することができる。し
かし、第１の実施例では、対象システムの性質が成立す
る時刻間の関係が同一で、対象システムの性質のみが異
なる複数の図形式検証ルールを定義する場合、個々のル
ール毎に編集・定義し、さらにテキスト形式検証ルール
に変換して検証を行う必要がある。次に、このような問
題を考慮した第２の実施例について説明する。

【００３２】第２の実施例は、図形式検証ルールにおけ
る対象システムの性質を記述する部分が変数であり、該
変数に対する時刻間の関係を表現した図形式のルールの
テンプレートを用意しておき、図形式ルールテンプレー
トの変数部分を具体的な対象システムの性質で置き換え
ることにより、特化した図形式表現のルールを得ること
を可能にするものである。さらに、図形式ルールテンプ
レートに対して、同様に変数を用いたテキスト形式検証
ルールのテンプレートを予め対応させておくことによ
り、検証ルール変換機能１１３を用いることなく、テキ
スト形式検証ルールを得ることができる。

【００３３】図１５には、本実施例の動的仕様の定義・
検証システムの機能構成図を示す。基本的には図１の機
能構成図における図形式検証ルール定義機能１１１，図
形式検証ルール構文規則１１０，検証ルール変換機能１
１３および検証ルール変換規則１１２を省略して、図形
式検証ルールテンプレート編集機能１５０１，図形式検
証ルールテンプレート記憶機能１５０２および論理式構
文規則１５０３を設けたものであり、その他図１と同一
の番号を付したものは図１に示した各機能と同一の機能
を果たすものである。図形式検証ルールテンプレート記
憶機能１５０２は、上述の図形式ルールテンプレートお
よびそれに対応するテキスト形式ルールテンプレートを
記憶するものである。また、図形式検証ルールテンプレ
ート編集機能１５０１は、ユーザの指示によりテンプレ
ートの変数部分に具体的な対象システムの性質を代入す
るものであり、論理式構文規則１５０３は、代入する性
質を表すための論理式の構文を与えるものである。

【００３４】図１６に図形式検証ルールテンプレート記
憶機能１５０２に記憶されている図形式ルールテンプレ
ートとその使用例を示す。

【００３５】式１６０１が図形式ルールテンプレートで
ある。変数Ｐ，Ｑを用いて、“ある時刻において、性質
Ｐが成立するならば、その時刻から未来でいつか必ず性
質Ｑが成立する”ことを意味しており、同様の意味を持
つテキスト形式ルールテンプレート１６０２が対応して
いる。このテンプレートを使用する際、変数Ｐに“IN(C
ONreq)”を、変数Ｑに“IN(AC)∨IN(RF)”を代入するこ
とにより、図形式検証ルール１６０３が定義できると同
時に、対応するテキスト形式検証ルール１６０４を得る
ことができる。

【００３６】なお、図１５においては、先に述べたよう
に図１の図形式検証ルール定義機能１１１などを省略
し、図形式検証ルールを記述する方法は、ルールテンプ
レートを編集する方法のみとしているが、第１の実施例
で述べた、ルール記述者が新規に図形式検証ルールを定
義し、それをテキスト形式検証ルールに変換する方法を
も兼ね備えることができるのはいうまでもない。

【００３７】また、検証ルールのテンプレートは図形式
によるもの以外にも、擬似自然語を用いても良い。図１
７に、擬似自然語ルールテンプレートとその使用例を示
す。使用法は図１６に示した図形式ルールテンプレート
の場合と同じであるが、この場合には、任意のルール記
述者や検証者が通常用いている用語や言い回しに対し
て、擬似自然語ルールテンプレートの登録時に一度だ
け、テキスト形式でその意味を厳密に記述してテキスト
形式ルールテンプレートとして対応させれば、以後の検
証ルール定義時にはその用語や言い回しを用いて検証ル
ールの記述や検証が行える、という利点がある。

【００３８】上記第１及び第２の実施例では、検証ルー
ルは専ら既に定義された動的仕様の検証を行うために用
いてきた。しかし、動的仕様を定義する過程において、
逐次あるいは適時、予め定義した検証ルールを用いて検
証を行うことにより、検証ルールとの整合性を有するよ
うに、動的仕様の定義を誘導することが可能である。図
１８は、その点を考慮した、本発明の第３の実施例であ
る動的仕様の定義・検証システムの機能構成図である。

【００３９】基本的には図１に示す機能構成に時系列管
理機能１８０１を設けたものであり、その他図１のもの
と同一の番号を付したものは図１に示した各機能と同一
の機能を果たすものであるが、図１８の動的仕様定義機
能１８０２は、ユーザからの指示があった時あるいは動
的仕様に新たな構文要素が追加された時などに時系列管
理機能１８０１を呼び出す機能を有する点で、図１の動
的仕様定義機能１０６とは異なる。時系列管理機能１８
０１は、呼び出された時点で指定された動的仕様に対し
て、予め定義された検証ルールを用いて検証を行い、そ
の結果不整合が検出されたならば、その旨ユーザに知ら
せるものである。

【００４０】図１９に、上記第３の実施例による動的仕
様定義の例を示す。ユーザはまず画面１９０１において
ノード１９０２を作成するが、この段階では検証ルール
1903とは整合性があり、検証が成功する。つぎに画面１
９０４において信号CONreqの受信を表すノード１９０５
を作成すると、この時点で“IN(CONreq)”が成立するに
もかかわらず、“◇(IN(AC)∨IN(RF))”が成立しないの
で検証が失敗し、不整合が検出される。この不整合の理
由が、“◇(IN(AC)∨IN(RF))”が成立しないことである
ことが動的仕様検証機能１１４から得られるので、画面
１９０６において１９０７のように表示し、ノード１９
０５に続くどこかに“IN(AC)∨IN(RF)”が成立するノー
ドがなくてはならないことをユーザに知らせている。

【００４１】また、上記と同じ機能を用いれば、既存の
動的仕様を修正したことによって検証ルールとの不整合
を生じた場合にも、同様の誘導あるいは自動修正を行う
ことが可能である。例えば、図４の動的仕様からノード
４０６あるいは４０９を削除すると、図６の検証ルール
との間に不整合が生じるので、削除したノードをノード
４０３以降のどこかに設ける，あるいは不整合の原因で
あるノード４０３を削除することが考えられ、対処法を
ユーザに指定させることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、動
的仕様が満たすべき性質を図形式で検証ルールとして記
述しているので、時制論理などの形式的記述法に精通し
ていない一般の設計者が、計算機上で動的仕様の検証を
行うための検証ルールの記述および検証を行うことがで
きる。また、検証ルールや検証対象システムの動的仕様
を図形式で表示しているので、検証ルールと検証対象シ
ステムとの対応が明確になり、容易に検証を行うことが
できる。したがって、ソフトウェアの開発作業効率およ
び信頼性を向上することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による動的仕様の定義・
検証システムの機能構成図である。

【図２】本発明を実施するためのシステム構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１のシステムの処理手順を示すフローチャー
トである。

【図４】ＳＤＬで記述した動的仕様の例を示す図であ
る。

【図５】テキスト形式検証ルール構文規則の一例である
時制論理の論理式に対応する構文規則を示す図である。

【図６】テキスト形式検証ルールの記述例であり、時制
論理の論理式の例を示す図。

【図７】図形式形式検証ルール構文規則の例であり、図
式時制論理式に対応する構文規則を示す図である。

【図８】図形式検証ルールの記述例であり、図式時制論
理式の例を示す図である。

【図９】検証ルール変換規則の例であり、時制論理の論
理式から図式時制論理式への変換規則を示す図である。

【図１０】検証ルール変換機能の一実現例であり、その
処理手順を表すフローチャートである。

【図１１】時制論理の論理式から図式時制論理式への変
換例を示す図である。

【図１２】図形式検証ルール上の性質を表す部分式と、
動的仕様上の状態との対応の表示例を示す図である。

【図１３】検証ルールの図形式表現間の基本要素対応表
の例を示す図である。

【図１４】検証ルールの第２の図形式表現による記述例
を示す図である。

【図１５】本発明の第２の実施例による動的仕様の定義
・検証システムの機能構成図である。

【図１６】図形式ルールテンプレートの例と、その使用
例を示す図である。

【図１７】擬似自然語ルールテンプレートの例と、その
使用例を示す図である。

【図１８】本発明の第３の実施例による動的仕様の定義
・検証システムの機能構成図である。

【図１９】検証ルールによる動的仕様の定義誘導の例を
示す図である。

【符号の説明】

１０６…動的仕様定義機能、１０７…テキスト形式検証
ルール構文規則、108…テキスト形式検証ルール定義機
能、１１０…図形式検証ルール構文規則、111…図形式
検証ルール定義機能、１１２…検証ルール変換規則、１
１３…検証ルール変換機能、１１４…動的仕様検証機
能。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計算機ソフトウェアの設計支援システムに
おいて、時刻の変化およびイベントの発生に従ってシス
テムがどのように動作や状態遷移を行うかを記述する動
的な仕様を定義するステップと、設計対象システムに関
して、ある任意の時刻に成立すべきシステムの性質と他
の時刻で成立すべきシステムの性質との関係を動的仕様
の検証ルールとして図形式で記述するステップと、該図
形式検証ルールと動的仕様との整合性を検証するステッ
プを有することを特徴とする動的仕様の検証ルールの図
形式定義方法。
【請求項２】請求項１記載の動的仕様の検証ルールの図
形式定義方法において、前記図形式検証ルールと動的仕
様との整合性を検証するステップが、図形式の検証ルー
ルからテキスト形式の検証ルールへの変換規則を設けて
おき、該変換規則を参照することにより該図形式の検証
ルールをテキスト形式の検証ルールに変換するステップ
と、該テキスト形式検証ルールと定義した動的仕様との
整合性を検証するステップとを有することを特徴とする
動的仕様の検証ルールの図形式定義方法。
【請求項３】請求項１または２記載の動的仕様の検証ル
ールの図形式定義方法において、動的仕様と検証ルール
とを同時に表示し、該検証ルール中の検証対象システム
の性質を指定すると、該指定した性質が成立する状態
を、表示した動的仕様上で表示を変化させて示すステッ
プを有することを特徴とする動的仕様の検証ルールの図
形式定義方法。
【請求項４】請求項１乃至３記載の動的仕様の検証ルー
ルの図形式定義方法において、ある一つの図形式で記述
された検証ルールを他の図形式に変換して表示するステ
ップを有することを特徴とする動的仕様の検証ルールの
図形式定義方法。
【請求項５】請求項１乃至４記載の動的仕様の検証ルー
ルの図形式定義方法ににおいて、ある任意の時刻に成立
すべきシステムの性質と、他の時刻で成立すべきシステ
ムの性質との関係を図形式で記述するステップが、シス
テムの性質を記述する部分が変数であり、該変数に対す
る時刻間の関係を表現した図形式のルールのテンプレー
トを用意しておき、該テンプレートの変数部分を具体的
なシステムの性質で置き換えることにより、特化した図
形式表現のルールを得るステップを有することを特徴と
する動的仕様の検証ルールの図形式定義方法。
【請求項６】請求項５記載の動的仕様の検証ルールの図
形式定義方法において、前記検証ルールのテンプレート
が疑似自然語表現によって記述されていることを特徴と
する動的仕様の検証ルールの図形式定義方法。
【請求項７】請求項１乃至６記載の動的仕様の検証ルー
ルの図形式定義方法において、データベースに蓄積した
検証ルールに基づいて、該検証ルールと整合性のある動
的仕様の定義を誘導するステップを有することを特徴と
する動的仕様の検証ルールの図形式定義方法。
【請求項８】請求項１乃至７記載の動的仕様の検証ルー
ルの図形式定義方法において、既存の動的仕様を修正し
た場合に、データベースに蓄積した検証ルールに基づい
て、該検証ルールとの整合性が保たれるように、関係す
る他の箇所を表示し、自動修正または修正誘導を行うス
テップを有することを特徴とする動的仕様の検証ルール
の図形式定義方法。
【請求項９】請求項１乃至８記載の動的仕様の検証ルー
ルの図形式定義方法において、前記検証ルールの図形式
表現が、少なくとも、“次の時刻”，“未来における、
ある時刻までの全ての時刻”，“未来における全ての時
刻”，“未来における、少なくとも一つの時刻”を表
す、四つの図形式表現の基本要素を有することを特徴と
する動的仕様の検証ルールの図形式定義方法。