Made available in DSpace on 2013-10-11T13:35:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000451032-Texto+Completo-0.pdf: 3224202 bytes, checksum: 0ed1399ff0656c16c4c22f4f6e16cb87 (MD5) Previous issue date: 2013 / 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 críticos para automação de tarefas do cotidiano faz crescer a dependência das pessoas, gerando desconforto em relação à segurança de tais sistemas. Nos últimos anos algumas técnicas têm sido desenvolvidas visando facilitar as atividades relacionadas à validação de projetos nos estágios iniciais do ciclo de desenvolvimento. Verificação de modelos é uma técnica formal automática que permite a verificação de sistemas concorrentes de estados finitos sob propriedades descritas em lógicas temporais através do emprego de algoritmos que avaliam exaustivamente o sistema sob consideração. Entretanto, esta técnica é custosa no que tange ao armazenamento em memória e processamento, justificando o desenvolvimento de algoritmos paralelos e distribuídos para poderosos agregados computacionais. Esta dissertação relata o estudo e desenvolvimento de algoritmos de verificação de modelos descritos em Redes de Autômatos Estocásticos e propriedades descritas na lógica temporal Computation Tree Logic para ambientes que endereçam espaços de memória de maneira distribuída.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-12T13:26:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) SergioBarzaDissertation.pdf: 2147656 bytes, checksum: 5c75fe2262be1d224538c1ad6a575ebb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T13:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) SergioBarzaDissertation.pdf: 2147656 bytes, checksum: 5c75fe2262be1d224538c1ad6a575ebb (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Software Maintainability (SM) has been studied since it became one of the key componentes of the software quality model accepted around the world. Such models support researchers and practitioners to evaluate the quality level of his systems. Therefore, many researchers have proposed a lot of metrics to be used as SM indicators. On the other hand, there is a suspicious that using SM metrics on industry is different from the academic context. In this case, practitioners do not adopt the metrics proposed/used by academia. Consequently, the goal of this research is to investigate the SM metrics adoption and applicability scenario on the Brazilian industrial context. This study will allow confirming if the practitioners use the SM metrics proposed by academics around the globe or if they propose their own metrics for SM measurement. As empirical method for data assessment, we used survey, divided in two steps. The first one was focused in gathering information that allowed us to design a specific scenario about the use and applicability of SM metrics. To achieve this goal, it was chosen, as research instrument, semi-structured interviews. The next step focused in a more general scenario, compassing the Brazillian software production industrial context. An online questionnaire was used as research instrument. Practitioners with different positions in several companies participated of this work. Data from requirements engineers, quality analysts, testers, developers and project managers were collected. 7 software companies participated in the first part of the study and 68 valid answers were collected on the second moment, resulting in 31 SM metrics listed. The results showed us that about 90% of the companies perform maintenance on their software products. However, only 60% confirms using maintainability metrics, resulting in a discrepancy regarding software maintenance vs SM metrics. Nearly half of the companies researched have used well-defined processes to collect these metrics. Nevertheless, there are those that do not have any formal methodology. Instead of it, they have used SM metrics that best fit to the needs of a specific project. The conclusions of this study point to an issue that is nothing new in the academic researchers around the world. Many of the academics results conducting, mainly, in the universities, are not coming to the software industries and this fact is also a truth when the subject is software maintenance. The results of this research may lead to discussions on how SM metrics are being proposals nowadays. / Manutenibilidade de Software (MS) é estudada desde que se tornou um dos componente de modelos de qualidade aceitos globalmente. Tais modelos auxiliam pesquisadores e profissionais do mercado na avaliação do nível de qualidade dos seus sistemas. Como consequência, muitos pesquisadores vêm propondo métricas que podem ser utilizadas como indicadores de MS. Por outro lado, existe uma suspeita que o uso de métricas de MS ocorre de maneira diferente da academia. Neste caso, as empresas não estão adotando as métricas que estão sendo propostas no ambiente acadêmico. O objetivo desta pesquisa é investigar o cenário de adoção e aplicação de métricas de manutenibilidade de software sob o contexto industrial brasileiro. Este estudo permitirá afirmar se estas empresas utilizam atributos de MS propostos por acadêmicos ao redor do mundo ou se elas propõem suas próprias métricas para medição de MS. Para ter acesso aos dados desta pesquisa, foi utilizado o método empírico survey, dividido em duas etapas. A primeira etapa objetivou levantar informações que permitissem um panorama mais específico sobre a utilização e aplicação de tais métricas. Para isto, foi escolhido, como instrumento de pesquisa, entrevistas semi-estruturadas. A segunda etapa apresenta um enfoque mais amplo, englobando todo o cenário industrial de produção de software brasileira. Um questionário online foi utilizado como instrumento de pesquisa. Profissionais de diferentes posições em várias empresas participaram desta pesquisa. Foram coletados dados de engenheiros de requisitos, analista de qualidade, testadores, desenvolvedores, gerente de projetos, entre outros. Sete empresas participaram da primeira etapa da pesquisa e 68 respostas válidas foram levantadas no segundo momento. Com isto, 31 métricas de MS foram identificadas. Os resultados mostram que cerca de 90% das empresas realizam manutenção em seus produtos de software. Porém somente 60% (aproximadamente) afirmaram fazer uso de métricas de MS, resultando em uma discrepância com relação à manutenção de software vs. uso de métricas. Quase metade das empresas possuem processos bem definidos para coletar estas métricas. Entretanto, muitas delas ainda não apresentam tais processos formais de coleta. Neste último caso, elas utilizam aqueles atributos que melhor se adaptam às necessidades de um projeto específico. As conclusões deste estudo apontam para problemas que não é novidade nas pesquisas acadêmicas ao redor do mundo. Pela amostra investigada neste trabalho, reforça-se a suspeita de que muitos dos resultados das pesquisas científicas realizadas nas universidades não estão chegando na indústria e este fato se reflete quando o assunto é manutenção de software. Os resultados deste estudo apresentam dados que poderão ocasionar discussões sobre a forma como as métricas de manutenibilidade são propostas atualmente.

A evolução de sistemas de gerenciamento de tráfego aéreo é pesquisada para suportar o crescimento na demanda por transporte aéreo. Uma alternativa para essa evolução é o aumento no grau de automação. Os sistemas automatizados precisam ser tão seguros quanto os sistemas em operação atualmente. Com o uso de técnicas de especificação e verificação formal é possível avaliar os requisitos de sistemas. Neste trabalho, é proposto um ciclo de especificação formal, que consiste em um conjunto de diretrizes para aplicação de técnicas de métodos formais em requisitos escritos em linguagem natural. O resultado esperado da aplicação deste ciclo é um conjunto de requisitos escritos em linguagem natural verificados formalmente. O ciclo é composto pelas etapas: levantamento de requisitos do sistema e classificação em padrões de especificação; mapeamento dos requisitos para as linguagens de especificação formal LTL (Linear Temporal Logic) e CTL (Computation Tree Logic); verificação formal da especificação com o verificador NuSMV; ajustes na especificação baseada nos resultados da verificação; ajustes nos requisitos baseados nos ajustes na especificação. As diretrizes propostas são definidas com a análise da verificação formal do Automated Airspace Concept (AAC), padrões de especificação e diretrizes para uso do verificador NuSMV. Os resultados esperados são obtidos na aplicação do ciclo de especificação em dois estudos de caso. A principal contribuição do trabalho é o conjunto de diretrizes para elaboração de expressões escritas em linguagem de especificação formal baseadas em requisitos escritos em linguagem natural e que podem ser verificadas formalmente. / Air traffic management systems evolution is being researched to support air transportation demand growth. An evolution alternative is system automation degree increase. Automated systems need to be as safe as current operating systems. It is possible to analyze system requirements with the application of formal specification and formal verification techniques. In this work, a specification cycle is proposed. The specification cycle is a set of guidelines to use formal method techniques on requirements written in natural language. The specification cycle application expected result is a set of formally verified requirements written in natural language. This cycle is comprised of the following stages: system requirements elicitation and specification pattern classification; requirements mapping to LTL (Linear Temporal Logic) and CTL (Computation Tree Logic) formal specification languages; specification formal verification using the NuSMV verifier; formal specification adjustment based on verification results; requirements adjustment based on formal specification adjustment. The proposed guidelines are defined with the Automated Airspace Concept (AAC) formal verification analysis, specification patterns and guidelines for the NuSMV formal verifier use. The expected results are accomplished in the specification cycle application on two study cases. The main contribution of this work is the set of guidelines applied to formulate formally verifiable expressions specified in formal specification languages based on system requirements written in natural language.

A evolução de sistemas de gerenciamento de tráfego aéreo é pesquisada para suportar o crescimento na demanda por transporte aéreo. Uma alternativa para essa evolução é o aumento no grau de automação. Os sistemas automatizados precisam ser tão seguros quanto os sistemas em operação atualmente. Com o uso de técnicas de especificação e verificação formal é possível avaliar os requisitos de sistemas. Neste trabalho, é proposto um ciclo de especificação formal, que consiste em um conjunto de diretrizes para aplicação de técnicas de métodos formais em requisitos escritos em linguagem natural. O resultado esperado da aplicação deste ciclo é um conjunto de requisitos escritos em linguagem natural verificados formalmente. O ciclo é composto pelas etapas: levantamento de requisitos do sistema e classificação em padrões de especificação; mapeamento dos requisitos para as linguagens de especificação formal LTL (Linear Temporal Logic) e CTL (Computation Tree Logic); verificação formal da especificação com o verificador NuSMV; ajustes na especificação baseada nos resultados da verificação; ajustes nos requisitos baseados nos ajustes na especificação. As diretrizes propostas são definidas com a análise da verificação formal do Automated Airspace Concept (AAC), padrões de especificação e diretrizes para uso do verificador NuSMV. Os resultados esperados são obtidos na aplicação do ciclo de especificação em dois estudos de caso. A principal contribuição do trabalho é o conjunto de diretrizes para elaboração de expressões escritas em linguagem de especificação formal baseadas em requisitos escritos em linguagem natural e que podem ser verificadas formalmente. / Air traffic management systems evolution is being researched to support air transportation demand growth. An evolution alternative is system automation degree increase. Automated systems need to be as safe as current operating systems. It is possible to analyze system requirements with the application of formal specification and formal verification techniques. In this work, a specification cycle is proposed. The specification cycle is a set of guidelines to use formal method techniques on requirements written in natural language. The specification cycle application expected result is a set of formally verified requirements written in natural language. This cycle is comprised of the following stages: system requirements elicitation and specification pattern classification; requirements mapping to LTL (Linear Temporal Logic) and CTL (Computation Tree Logic) formal specification languages; specification formal verification using the NuSMV verifier; formal specification adjustment based on verification results; requirements adjustment based on formal specification adjustment. The proposed guidelines are defined with the Automated Airspace Concept (AAC) formal verification analysis, specification patterns and guidelines for the NuSMV formal verifier use. The expected results are accomplished in the specification cycle application on two study cases. The main contribution of this work is the set of guidelines applied to formulate formally verifiable expressions specified in formal specification languages based on system requirements written in natural language.