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PRISM 持续集成策略

介绍​

持续集成（Continuous Integration, CI）是一种软件开发实践，通过频繁地将代码变更集成到共享仓库中，并自动运行构建和测试来快速发现问题。对于PRISM这样的概率符号模型检查器，CI能帮助验证模型正确性、确保性能稳定性，并加速迭代开发。

为什么PRISM需要CI？
  • 自动化验证复杂概率模型
  • 快速捕捉模型定义错误
  • 确保跨平台兼容性
  • 简化团队协作开发

基础配置​

1. 选择CI平台​

常见选择：

  • GitHub Actions（与GitHub深度集成）
  • GitLab CI/CD
  • Jenkins（适合本地部署）

2. PRISM项目结构示例​

典型的PRISM项目目录应包含：

/prism-project
├── models/          # PRISM 模型文件(.prism)
├── properties/      # 属性文件(.props)
├── scripts/         # 辅助脚本
├── tests/           # 测试用例
└── .github/workflows # GitHub Actions配置

GitHub Actions实战​

基本工作流配置​

创建 .github/workflows/prism-ci.yml：

yaml
name: PRISM CI

on: [push, pull_request]

jobs:
  verify-models:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    - name: Set up Java
      uses: actions/setup-java@v3
      with:
        java-version: '11'
    - name: Install PRISM
      run: |
        wget http://www.prismmodelchecker.org/dl/prism-4.7-linux64.tar.gz
        tar -xzf prism-4.7-linux64.tar.gz
        echo "$(pwd)/prism-4.7-linux64/bin" >> $GITHUB_PATH
    - name: Verify models
      run: |
        prism models/demo.prism properties/demo.props -javamaxmem 2g

进阶验证示例​

添加模型验证步骤：

yaml
- name: Run quantitative verification
  run: |
    prism models/coin.prism properties/coin.props \
      -const N=10,K=5 \
      -simpath 1000 \
      -exportresults results.txt

实际案例研究​

案例：网络协议验证​

假设我们验证一个重传协议模型：

  1. 模型文件 retransmit.prism：
prism
dtmc

module Sender
    s : [0..3] init 0;
    [send] s=0 -> 0.9:(s'=1) + 0.1:(s'=0);
    [fail] s=1 -> 0.5:(s'=0) + 0.5:(s'=2);
    [done] s=2 -> (s'=3);
endmodule
  1. CI测试脚本：
bash
#!/bin/bash
# 验证成功传输概率应>85%
result=$(prism retransmit.prism success.props -javamaxmem 2g | grep "Result:")
threshold=0.85
if (( $(echo "$result < $threshold" | bc -l) )); then
    echo "验证失败: 成功概率$result低于阈值$threshold"
    exit 1
fi

高级技巧​

矩阵生成验证​

并行测试策略​

yaml
jobs:
  verify-small:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps: [...]
  
  verify-large:
    needs: verify-small
    runs-on: ubuntu-largerunner
    timeout-minutes: 30
    steps: [...]

常见问题解决​

内存问题

PRISM可能消耗大量内存，建议：

  • 添加 -javamaxmem 参数
  • 分阶段验证大型模型
平台差异

在CI配置中明确指定：

yaml
strategy:
  matrix:
    os: [ubuntu-latest, macos-latest]

总结与延伸​

关键收获​

  • CI能显著提高PRISM模型可靠性
  • 自动化验证应包含功能性和定量检查
  • 内存管理和平台兼容性是重要考量

推荐练习​

  1. 为现有PRISM项目添加基础CI流水线
  2. 创建验证脚本检查概率边界条件
  3. 实现矩阵生成差异检测

扩展资源​