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A telecommunication feature is an optional or incremental unit of functionality, such as call display (CD) and call forwarding (CF). A feature interaction occurs when, in the presence of other features, the actual behavior of a feature becomes inconsistent with its specified behavior. This feature interaction problem is a long-existing problem in telephony, and it becomes an increasingly pressing problem as more and more sophisticated features are developed and put into use. It takes a lot of effort to test that the addition of a new feature to a system doesn’t affect any existing features in an undesired way. Distributed Feature Composition (DFC) proposed by Michael Jackson and Pamela Zave, is an architectural approach to the feature interaction problem. Telecommunication features are modeled as independent components, which we call boxes. Boxes are composed in a pipe-and-filter-like sequence to form an end-to-end call. Our work studies the behaviour of single feature boxes. We translate BoxTalk specifications into another format, that is more conducive to automated reasoning. We build formal models on the translated format, then the formal models are checked by a model checker, SPIN, against DFC compliance properties written in Linear Temporal Logic (LTL). From BoxTalk specifications to Promela models, the translation takes steps: 1) Explicating BoxTalk, which expands BoxTalk macros and presents its implicit behaviours as explicit transitions. 2) Define BoxTalk semantics in terms of Template Semantics. 3) Construct Promela model from Template Semantics HTS. Our case studies exercised this translation process, and the resulting models are proven to hold desired properties.

Thesis (Ph.D.)--University of Texas at Dallas, 2008. / Includes vita. Includes bibliographical references (leaves 106-116)

In order to autonomously navigate through a complex environment, a mobile robot requires sensory feedback. This feedback will typically include the 3D motion and location of the robot and the 3D structure and motion of obstacles and other environmental features. The general problem considered in this thesis is how this 3D information may be obtained from a sequence of images generated by a camera mounted on a mobile robot. The first set of algorithms developed in this thesis are for robust determination of the 3D pose of the mobile robot from a matched set of model and image landmark features. Least-squares techniques for point and line tokens, which minimize both rotation and translation simultaneously are developed and shown to be far superior to the earlier techniques which solved for rotation first and then translation. However, least-squares techniques fail catastrophically when outliers (or gross errors) are present in the match data. Outliers arise frequently due to incorrect correspondences or gross errors in the 3D model. Robust techniques for pose determination are developed to handle data contaminated by fewer than 50.0% outliers. To make the model based approach widely applicable, it is necessary to be able to automatically build the landmark models. The approach adopted in this thesis is one of model extension and refinement. A partial model of the environment is assumed to exist and this model is extended over a sequence of frames. As will be shown in the experiments, the prior knowledge of the small partial model greatly enhances the robustness of the 3D structure computations. The initial 3D model may have errors and these too are refined over the sequence of frames. Finally, the sensitivity of pose determination and model extension to incorrect estimates of camera parameters is analyzed. It is shown that for small field of view systems, offsets in the image center do not significantly affect the location of the camera and the location of new 3D points in a world coordinate system. Errors in the focal length significantly affect only the component of translation along the optical axis in the pose computation.

A robot wanders around an unfamiliar environment, performing actions and observing their perceptual consequences. The robot's task is to construct a model of its environment that will allow it to predict the outcome of its actions and to determine what action sequences take it to particular goal states. In any reasonably complex situation, a robot that aims to manipulate its environment toward some desired end requires an internal representation of the environment because the robot can directly perceive only a small fraction of the global environmental state at any time; some portion of the rest must be stored internally if the robot is to act effectively. Rivest and Schapire (72, 74, 87) have studied this problem and have designed a symbolic algorithm to strategically explore and infer the structure of finite-state environments. At the heart of this algorithm is a clever representation of the environment called an update graph. This dissertation presents a connectionist implementation of the update graph using a highly specialized network architecture and a technique for using the connectionist update graph to guide the robot from an arbitrary starting state to a goal state. This technique requires a critic that associates the update graph's current state with the expected time to reach the goal state. At each time step, the robot selects the action that minimizes the output of the critic. The basic control acquisition technique is demonstrated on several environments, and it is generalized to handle a navigation task involving a more realistic environment characterized by a high-dimensional continuous state-space with real-valued actions and sensations in which a simulated cylindrical robot with a sensor belt operates in a planar environment. The task is short-range homing in the presence of obstacles. Unlike many approaches to robot navigation, our approach assumes no prior map of the environment. Instead, the robot has to use its limited sensory information to construct a model of its environment. A connectionist architecture is presented for building such a model. It incorporates a large amount of a priori knowledge in the form of hard-wired networks, architectural constraints, and initial weights. This navigation example demonstrates the use of a large modular architecture on a difficult task.

Le but de cette étude est de présenter rapidement (en français) le langage Cobol, de le comparer aux langages commerciaux qui l'ont précédé et d'en faire la critique en tant que langage commercial, de le comparer à Algol et de le critiquer en tant que langage peu formel, de présenter les grandes lignes d'un compilateur sur un machine binaire à mots avec toutes les difficultés que cela représente, et de conclure sur l'avenir de Cobol

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La production de logiciels informatiques ne se résume pas à la réalisation de « gros » programmes nécessitant des années d'effort fournies par des équipes imposantes. Bien souvent, on a besoin de petits programmes, dont la durée de vie est assez courte et qui sont écrits par une ou deux personnes. La course incessante à l'innovation des entreprises informatiques les contraint fréquemment à renoncer aux techniques de génie logiciel pour opter pour des techniques légères favorisant un développement court et souple. Pour favoriser ce type de réalisations nous avons conçu un environnement de programmation qui repose sur un langage particulièrement concis et sur quelques outils permettant un développement rapide d'applications réalistes (un compilateur optimisant, des outils de mise au point, de navigation, etc.). Le choix du langage de programmation pour un tel projet est primordial car c'est le langage qui façonne le système. Au risque de paraître hérétique, nous avons choisi Scheme, un langage fonctionnel, parce que cette famille de langages permet une écriture d'une concision presque sans égal. Scheme est un petit langage. C'est parfois un atout (par exemple pour l'enseignement) mais c'est aussi souvent un handicap. Nous avons donc dû lui adjoindre de nombreuses extensions. Nous en présenterons deux au cours de cette soutenance: un langage de module et une couche objet. Nous nous efforcerons de montrer les liens reliant ces deux constructions et nous montrerons l'exploitation que nous avons faite de certaines caractéristiques de Scheme (comme, par exemple, le typage dynamique) pour augmenter encore l'expressivité de ce langage. Scheme est connu pour être difficile à implanter (parce que sa concision repose sur un haut niveau d'abstraction sémantique): c'est pourquoi nous avons consacré une grande partie de nos recherches à la compilation de ce langage. Nous présentons quelques uns de ces travaux dans le mémoire. Notre compilateur Scheme occupe une place privilégiée dans notre environnement car c'est lui qui permet la production d'applications efficaces. Toutefois, il arrive que les programmes doivent être travaillés afin que leur performances soient améliorées. Sur les architectures récentes c'est souvent une mauvaise utilisation de la mémoire (allocation, récupération) qui est la cause de performances moyennes. Lorsque le compilateur seul ne parvient pas à optimiser les programmes sources, les utilisateurs de notre environnement peuvent avoir recours à deux outils permettant l'étude de la gestion de la mémoire dans leurs applications.

Depuis quelques années, la manière de programmer des applications complexes subit d'importants bouleversements induits essentiellement par cette nouvelle informatique présente partout, dite ubiquitaire. Ces bouleversements imposent de concevoir de nouvelles approches pour le développement logiciel avec comme objectif d'obtenir des applications plus ouvertes et adaptables. Des concepts comme la programmation par composants (comme les EJB ou les Web Services), par séparations des préoccupations (la programmation par aspects), la programmation générative ou encore par transformation de modèle (l'approche MDA proposée par l'OMG) ont été proposées pour essayer de répondre partiellement à ces nouveaux défis. Notre contribution est de montrer que ces différents concepts peuvent être unifiés dans la notion de fabrique logicielle basée sur la programmation générative. Intuitivement, cette notion de fabrique logicielle permet, en faisant le parallèle à une chaîne de production, d'automatiser le plus possible, le développement logiciel pour une famille d'applications (de produits). Cette automatisation assure une plus grande fiabilité, réutisabilité et évolutivité des applications. La fabrique logicielle essaie de capitaliser les savoirs-faire des divers métiers sous-jacents à la chaîne de fabrication. Il est essentiel que le développement logiciel soit guidé par le domaine de l'application (Domain-Driven Development). Les concepts généraux des langages de programmation (classique) ne permettent pas de capturer aisément ces divers savoirs-faire. Plus précisément, nous monterons comment les concepts comme la programmations par composants, par transformations de modèle et par séparations de préoccupation sont instanciés et revisités dans notre démarche. Finalement, nous défendons l'idée que les langages de programmation actuels ont peu évolués face à ces bouleversements et sont en fin de compte, le vrai goulet d'étranglement de l'informatique. Lors de la présentation, nous insisterons plus sur les motivations, les objectifs et les concepts que sur les aspects purement techniques. Précisons tout de même que cette démarche a été validée dans la conception et la réalisation d'un générateur de fabrique logicielle, dénommé SmartTools. En effet, ce prototype de recherche permet de ce faire une idée précise et de matérialiser concrètement, cette nouvelle approche. De plus, cela montre très clairement que cette nouvelle approche du développement logiciel est envisageable à très court terme.

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