Made available in DSpace on 2015-04-14T14:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 451032.pdf: 3224202 bytes, checksum: 0ed1399ff0656c16c4c22f4f6e16cb87 (MD5) Previous issue date: 2013-03-25 / The use of critical and complex systems at automation of daily tasks increases the people s dependence, generating unease about the safety of such systems. In the last years several techniques have been developed to facilitate activities related to design validation in the early stages of the development cycle. Model Checking is an automatic formal technique that allows verification of finite-state concurrent systems under properties described in temporal logics by employing verification algorithms that exhaustively assess the correctness of the system under consideration. Indeed, this technique is costly with respect to storage and processing, justifying the development of parallel and distributed algorithms for powerful computing clusters. This dissertation reports the study and development of verification algorithms for models described in Stochastic Automata Networks and properties written in Computation Tree Logic temporal logic for environments that address memory spaces in a distributed way. / O emprego de sistemas complexos e cr?ticos para automa??o de tarefas do cotidiano faz crescer a depend?ncia das pessoas, gerando desconforto em rela??o ? seguran?a de tais sistemas. Nos ?ltimos anos algumas t?cnicas t?m sido desenvolvidas visando facilitar as atividades relacionadas ? valida??o de projetos nos est?gios iniciais do ciclo de desenvolvimento. Verifica??o de modelos ? uma t?cnica formal autom?tica que permite a verifica??o de sistemas concorrentes de estados finitos sob propriedades descritas em l?gicas temporais atrav?s do emprego de algoritmos que avaliam exaustivamente o sistema sob considera??o. Entretanto, esta t?cnica ? custosa no que tange ao armazenamento em mem?ria e processamento, justificando o desenvolvimento de algoritmos paralelos e distribu?dos para poderosos agregados computacionais. Esta disserta??o relata o estudo e desenvolvimento de algoritmos de verifica??o de modelos descritos em Redes de Aut?matos Estoc?sticos e propriedades descritas na l?gica temporal Computation Tree Logic para ambientes que endere?am espa?os de mem?ria de maneira distribu?da.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-08-14T11:29:03Z No. of bitstreams: 1 EvertonRaniellyDeSousaCavalcante_TESE.pdf: 7986753 bytes, checksum: c7cc344a4f7c9cbaa61e56bb4d270735 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-08-14T11:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EvertonRaniellyDeSousaCavalcante_TESE.pdf: 7986753 bytes, checksum: c7cc344a4f7c9cbaa61e56bb4d270735 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-14T11:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EvertonRaniellyDeSousaCavalcante_TESE.pdf: 7986753 bytes, checksum: c7cc344a4f7c9cbaa61e56bb4d270735 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Arquiteturas de software exercem um papel significativo no desenvolvimento de sistemas intensivos de software a fim de permitir satisfazer tanto requisitos funcionais quanto n?ofuncionais. Em particular, arquiteturas de software din?micas t?m surgido para endere?ar caracter?sticas dos sistemas contempor?neos que operam em ambientes din?micos e consequentemente sujeitos a mudan?as em tempo de execu??o. Linguagens de descri??o arquitetural (ADLs) s?o utilizadas para representar arquiteturas de software, produzindo modelos que podem ser utilizados tanto em tempo de projeto quanto em tempo de execu??o. Contudo, a maioria das ADLs existentes possui limita??es em diversos aspectos: (i) possui enfoque em aspectos estruturais, topol?gicos da arquitetura; (ii) n?o prov? um suporte adequado ? representa??o de aspectos comportamentais da arquitetura; (iii) n?o permite descrever aspectos avan?ados relativos ? din?mica da arquitetura; (iv) ? limitada com rela??o ? verifica??o de propriedades arquiteturais e restri??es, e; (v) ? desconectada do n?vel de implementa??o, resultando em inconsist?ncias entre arquitetura e implementa??o. No intuito de endere?ar esses problemas, esta tese prop?e um framework formal para arquiteturas de software din?micas. Tal framework envolve: (i) ?-ADL, uma linguagem formal para descrever arquiteturas de software sob as perspectivas estrutural e comportamental; (ii) a especifica??o de opera??es de reconfigura??o din?mica programada; (iii) a gera??o autom?tica de c?digo fonte a partir de descri??es arquiteturais, e; (iv) uma abordagem baseada em verifica??o estat?stica (SMC) para expressar e verificar formalmente propriedades em arquiteturas de software din?micas. As principais contribui??es trazidas pelo framework proposto s?o quatro. Primeiro, a linguagem ?-ADL passou a ser dotada de primitivas de n?vel arquitetural para descrever reconfigura??es din?micas programadas. Segundo, descri??es arquiteturais em ?-ADL s?o traduzidas para c?digo fonte de implementa??o na linguagem de programa??o Go, contribuindo assim para minimizar desvios arquiteturais. Terceiro, uma nova l?gica chamada DynBLTL ? utilizada para expressar formalmente propriedades em arquiteturas de software din?micas. Quarto, um ferramental baseado em SMC foi constru?do para automatizar verifica??o de propriedades arquiteturais enquanto busca reduzir esfor?o, recursos computacionais e tempo para realizar essa tarefa. Neste trabalho, dois sistemas baseados em redes de sensores sem fio s?o utilizados para validar os elementos do framework. / Software architectures play a significant role in the development of software-intensive systems in order to allow satisfying both functional and non-functional requirements. In particular, dynamic software architectures have emerged to address characteristics of the contemporary systems that operate on dynamic environments and consequently subjected to changes at runtime. Architecture description languages (ADLs) are used to represent software architectures, producing models that can be used at design time and/or runtime. However, most existing ADLs have limitations in several facets: (i) they are focused on structural, topological aspects of the architecture; (ii) they do not provide an adequate support for representing behavioral aspects of the architecture; (iii) they do not allow describing advanced aspects regarding the dynamics of the architecture; (iv) they are limited with respect to the automated verification of architectural properties and constraints; and (v) they are disconnected from the implementation level, thus entailing inconsistencies between architecture and implementation. In order to tackle these problems, this thesis proposes formally founded framework for dynamic software architectures. Such a framework comprises: (i) ?-ADL, a formal language for describing software architectures under both structural and behavioral viewpoints; (ii) the specification of programmed dynamic reconfiguration operations; (iii) the automated generation of source code from architecture descriptions; and (iv) an approach based on statistical model checking (SMC) to formally express and verify properties in dynamic software architectures. The main contributions brought by the proposed framework are fourfold. First, the ?-ADL language was endowed with architectural-level primitives for describing programmed dynamic reconfigurations. Second, architecture descriptions in ?- ADL are translated towards implementation source code in the Go programming language, thereby contributing to minimize architectural drifts. Third, a novel logic, called DynBLTL, is used to formally express properties in dynamic software architectures. Fourth, a toolchain relying on SMC was built to automate the verification of architectural properties while striving to reduce effort, computational resources, and time for performing such a task. In this work, two wireless sensor network-based systems are used to validate the framework elements.