Les travaux présentés dans cette thèse proposent une méthode de génération automatique de tests à partir de modèles.Cette méthode emploie deux langages de modélisations UML4MBT et OCL4MBT qui ont été spécifiquement dérivées d’ UML et OCL pour la génération de tests. Ainsi les comportements, la structure et l’état initial du système sont décrits au travers des diagrammes de classes, d’objets et d’états-transitions.Pour générer des tests, l’évolution du modèle est représente sous la forme d’un système de transitions. Ainsi la construction de tests est équivalente à la découverte de séquences de transitions qui relient l’´état initial du système à des états validant les cibles de test.Ces séquences sont obtenues par la résolution de scénarios d’animations par des prouveurs SMT et solveurs CSP. Pour créer ces scénarios, des méta-modèles UML4MBT et CSP4MBT regroupant formules logiques et notions liées aux tests ont été établies pour chacun des outils.Afin d’optimiser les temps de générations, des stratégies ont été développé pour sélectionner et hiérarchiser les scénarios à résoudre. Ces stratégies s’appuient sur la parallélisation, les propriétés des solveurs et des prouveurs et les caractéristiques de nos encodages pour optimiser les performances. 5 stratégies emploient uniquement un prouveur et 2 stratégies reposent sur une collaboration du prouveur avec un solveur.Finalement l’intérêt de cette nouvelle méthode à été validée sur des cas d’études grâce à l’implémentation réalisée. / This thesis describes an automatic test generation process from models.This process uses two modelling languages, UML4MBT and OCL4MBT, created specificallyfor tests generation. Theses languages are derived from UML and OCL. Therefore the behaviours,the structure and the initial state of the system are described by the class diagram, the objectdiagram and the state-chart.To generate tests, the evolution of the model is encoded with a transition system. Consequently,to construct a test is to find transition sequences that rely the initial state of the system to thestates described by the test targets.The sequence are obtained by the resolution of animation scenarios. This resolution is executedby SMT provers and CSP solvers. To create the scenario, two dedicated meta-models, UML4MBTand CSP4MBT have been established. Theses meta-models associate first order logic formulas withthe test notions.7 strategies have been developed to improve the tests generation time. A strategy is responsiblefor the selection and the prioritization of the scenarios. A strategy is built upon the properties ofthe solvers and provers and the specification of our encoding process. Moreover the process canalso be paralleled to get better performance. 5 strategies employ only a prover and 2 make theprover collaborate with a solver.Finally the interest of this process has been evaluated through a list of benchmark on variouscases studies.

The Model Driven Architecture (MDA) allows moving the software development from the time consuming and error-prone level of writing program code to the next higher level of modeling. In order to gain benefit from this innovative technology, it is necessary to satisfy two requirements. These are first, the creation of compact, complete and correct platform independent models (PIM) and second, the development of a flexible and extensible model transformation framework taking into account frequent changes of the target platform. In this thesis a platform-based methodology is developed to create PIM by abstracting common modeling elements into a platform independent modeling library called Design Platform Model (DPM). The DPM contains OCL-based types for modeling primitive and collection types, a platform independent GUI toolkit as well as other common modeling elements, such as those for IO-operations. Furthermore, a DPM profile containing diverse domain specific and design pattern-based stereotypes is also developed to create PIM with high-level semantics. The behavior in PIM is specified using an OCL-like action language called eXecutable OCL (XOCL), which is also developed in this thesis. For model transformation, the model compiler MOCCA is developed based on a flexible and extensible architecture. The model mapper components in the current version of MOCCA are able to map desktop applications onto JSE platform; the both business object layer and persistence layer of a three-layered enterprise applications onto JEE platform and SAP ABAP platform. The entire model transformation process is finished with complete code generation.

Cette thèse porte sur l'étude d'une démarche et de techniques pour prendre en compte les spécificités des systèmes sécurisés évolutifs lors de la génération des tests à partir de modèles UML/OCL. Dans ce travail, trois axes sont étudiés : (i) le cycle de vie des tests, (ii) les exigences fonctionnelles et (iii) les exigences de sécurité. Dans un premier temps, nous avons défini la clé de voûte de notre approche qui est la caractérisation des statuts du cycle de vie des tests. À l'issu de ces travaux, nous avons pu définir la démarche de classification des tests pour les systèmes évolutifs, appelée SeTGaM. La notation UML, accompagnée du langage de spécification OCL, permet de formaliser les comportements du système. Le langage OCL spécifie ainsi les gardes/actions des transitions et les pré/post conditions des opérations. La méthode propose ainsi deux classifications des tests : la première s'appuie sur les comportements issus des transitions du diagramme d'états/transitions, tandis que l'autre repose sur l'étude des comportements issus des opérations du diagramme de classes. Dans le domaine du test de logiciels critiques, une des questions clés concerne la sécurité. Pour cette raison, nous avons enrichi l'approche SeTGaM en prenant en compte l'aspect sécurité. Ainsi, SeTGaM permet de générer sélectivement des tests qui ciblent les différentes exigences de sécurité lors des évolutions du système. Finalement, le prototype de SeTGaM a été intégré, avec l'outil Smartesting CertifyIt, à l'environnement IBM Rational Software Architect. Ceci nous a permis de valider expérimentalement le passage à l'échelle de la méthode sur des études de cas industriels, notamment proposées par Gemalto/Trusted Labs dans le cadre du projet européen SecureChange.

Aim of this master's thesis is to create a tool for checking correctness of design diagrams in UML. The work describes the UML language and connected standards, defines the problem of UML correctness and explains the approach of using incorrectness pattern database to check the UML correctness. Furthermore it suggests the QVT language as a suitable for implementing the incorrectness patterns. The problem is decomposed into shared incorrectness pattern database manageable via web interface, standalone tool for use from the command line and a plugin for the UML design software Visual Paradigm. All of the components are designed, implemented, tested and evaluated. The important aspect is the openness and extensibility of the tool.

This work presents development of Human Resource Management System based on analysis of modern development trends as well as fundamentals of key functions and data structures of human resource management systems in organizations. Introduced general-purpose model meets the requirements of human resource management systems and fits for the organizations of any size and structure. The system, mentioned above, was designed using ICONIX, Martin-Odell, RUP, XP, UMM methodologies, tested using black and white box techniques and implemented by means of Lotus Notes/Domino SDK . Created software was installed for the trial period at the joint-stock company 'PTI Technologijos'. The conceptual part of the theses represents component interface specification technique capturing control flow rules. It describes a clear process for moving from business requirements to system specification and identifying system behavior rules conditioning interfaces of the system. Proposed model facilitates dealing with the change and substitutability of business rules, what can be achieved only if the system is properly specified. Interface specification technique was used in practice to design the interface between human resource management system and accountancy system.

This thesis presents an automated software design synthesis framework known as Project Calliope. This framework aligns with Harel's automated software development process as it addresses the aspect of automating design and implementation. Project Calliope is based on a Statecharts synthesis approach in the literature. The main goal of Project Calliope is to automatically generate testable Unified Modeling Language (UML) Statecharts that are deterministic, visually manageable and UML compliant. In order to minimise design errors in the generated UML Statecharts, Project Calliope supports model checking through Statecharts execution. In addition, executable code is automatically generated based on the synthesised UML Statecharts. This framework seeks to provide a pragmatic design framework that can be readily incorporated into software development methodologies that leverage UML. In this thesis, Project Calliope is applied to three simple applications from Whittle and Schumann's examples and a case study based on a commercial application. They are automatic teller machine, coffee dispenser, an agent application, and a groupware application respectively.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6624_1.pdf: 2520643 bytes, checksum: b69b2ba2918606ef2803cf6322485425 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / The Unified Modeling Language (UML) has far outgrown its initial purpose as a standard visual notation for constructing intuitive, high-level blueprint models of object-oriented software. A series of extension, such as OCL, XMI, ASL, MOF, UML profiles, and different proposed formal semantics, to the language and to its application scope have fedoff each other in synergy. While these extensions constitute a sound starting point to make UML the pivotal element for the Model-Driven Engineering (MDE) and Semantic Web (SW) visions, many other building blocks are still missing, including: (1) Complete formal semantics for UML and OCL; (2) UML inference engine based on such semantics to support model checking and intelligent agent reasoning with UML semantic web ontologies; (3) UML model compilers to fully automate both structural and behavioral code generation from detailed UML/OCL models. In this thesis, we present the MODELOG framework based on a single proposal to address these three issues: it consists of an automatic mapping from fully refined UML/OCL models to the object-oriented logic programs in the Flora-2, an executable and Turing-complete language with a well-defined formal semantics. We developed the MODELOG mapping as model transformations. As source for these transformations, we reused the UML2 and OCL2 metamodels provided by OMG and as target we developed a Flora metamodel. As we experimented and compared two language to implement the transformation: the dedicated transformation language ATL based on OCL, and Flora itself viewed as a model transformation language. As validating case study for MODELOG, we developed the Triangram robotic assembly puzzle. It is an example of planning tasks often executed by agents and it requires a complex class hierarchy together with complex structural and behavioral constraints. The Flora PSM of this puzzle was entirely automatically generated from its UML/OCL model by applying the MODELOG transformations. The main originality of this thesis is twofold. First, it simultaneously tackles various gaps in UML for its new extended role: formal specification language, MDE, semantic web services and agent engineering, Second, it does so without putting forward any new language but only by reusing a theoretically consolidated and efficiently implemented one. In contrast, previous proposals tend be limited to one or two such applications while often proposing new languages. The thesis makes contributions to various fields: For MDE, it shows the feasibility of completely automated full structural and behavioral executable code generation from a UML/OCL PIM, on a non-trivial, complex case study involving automated reasoning; For agile development, it reconcile that the robustness of formal methods with the early testing of fast prototyping, since MODELOG not only generates executable code, but also model checking code from UML/OCL models. For UML and OCL, it provides a fully integrated denotational formal semantics in Transaction Frame Logic on which Flora is based; For logic programming, it provides compositional metamodels of all the languages integrated in the Flora platform that clarify their relations and make them available as source or target language for a variety of MDE tasks such as model checking and fast prototyping; it also provides a way to develop logic programs using the consolidated full-life cycle object-oriented software engineering processes; For agent engineering, it shows how to get combine the complementary strengths of the object-oriented and logic paradigms, the two mostly widely reused in agent-oriented methods; For the semantic web service development, its introduced a highly automated MDE approach allowing to model them visually with UML-based industrial strengths method and CASE tools, and automatically generate their specification in the W3C standard SWSL, which is a XML-enabled variant of Flora

Les langages dédiés de modélisation (DSMLs) sont de plus en plus utilisés dans les phases amont du développement des systèmes complexes, en particulier pour les systèmes critiques embarqués. L’objectif est de pouvoir raisonner très tôt dans le développement sur ces modèles et, notamment, de conduire des activités de vérification et validation (V and V). Une technique très utilisée est la vérification des modèles comportementaux par exploration exhaustive (model-checking) en utilisant une sémantique de traduction pour construire un modèle formel à partir des modèles métiers pour réutiliser les outils performants disponibles pour les modèles formels. Définir cette sémantique de traduction, exprimer les propriétés formelles à vérifier et analyser les résultats nécessite une expertise dans les méthodes formelles qui freine leur adoption et peut rebuter les concepteurs. Il est donc nécessaire de construire pour chaque DSML, une chaîne d’outils qui masque les aspects formels aux utilisateurs. L’objectif de cette thèse est de faciliter le développement de telles chaînes de vérification. Notre contribution inclut 1) l’expression des propriétés comportementales au niveau métier en s’appuyant sur TOCL (Temporal Object Constraint Language), une extension temporelle du langage OCL; 2) la transformation automatique de ces propriétés en propriétés formelles en réutilisant les éléments clés de la sémantique de traduction; 3) la remontée des résultats de vérification grâce à une transformation d’ordre supérieur et un langage de description de correspondance entre le domaine métier et le domaine formel et 4) le processus associé de mise en oeuvre. Notre approche a été validée par l’expérimentation sur un sous-ensemble du langage de modélisation de processus de développement SPEM, et sur le langage de commande d’automates programmables Ladder Diagram, ainsi que par l’intégration d’un langage formel intermédiaire (FIACRE) dans la chaîne outillée de vérification. Ce dernier point permet de réduire l’écart sémantique entre les DSMLs et les domaines formels. / Domain specific Modeling Languages (DSMLs) are increasingly used at the early phases in the development of complex systems, in particular, for safety critical systems. The goal is to be able to reason early in the development on these models and, in particular, to fulfill verification and validation activities (V and V). A widely used technique is the exhaustive behavioral model verification using model-checking by providing a translational semantics to build a formal model from DSML conforming models in order to reuse powerful tools available for this formal domain. Defining a translational semantics, expressing formal properties to be assessed and analysing such verification results require such an expertise in formal methods that it restricts their adoption and may discourage the designers. It is thus necessary to build for each DSML, a toolchain which hides formal aspects for DSML end-users. The goal of this thesis consists in easing the development of such verification toolchains. Our contribution includes 1) expressing behavioral properties in the DSML level by relying on TOCL (Temporal Object Constraint Language), a temporal extension of OCL; 2) An automated transformation of these properties on formal properties while reusing the key elements of the translational semantics; 3) the feedback of verification results thanks to a higher-order transformation and a language which defines mappings between DSML and formal levels; 4) the associated process implementation. Our approach was validated by the experimentation on a subset of the development process modeling language SPEM, and on Ladder Diagram language used to specify programmable logic controllers (PLCs), and by the integration of a formal intermediate language (FIACRE) in the verification toolchain. This last point allows to reduce the semantic gap between DSMLs and formal domains.

Dans l’industrie de l’avionique, les Générateurs Automatiques de Code (GAC) sont de plus en plus utilisés pour produire des parties du logiciel embarqué. Puisque le code généré fait partie d’un logiciel critique, les standards de sûreté exigent une vérification approfondie du GAC: la qualification. Dans cette thèse en collaboration avec AdaCore, nous cherchons à réduire le coût des activités de test par des méthodes automatiques et efficaces.La première partie de la thèse aborde le sujet du test unitaire qui assure une exhaustivité élevée mais qui est difficile à réaliser pour les GACs. Nous proposons alors une méthode qui garantit le même niveau d’exhaustivité en n’utilisant que des tests d’intégration de mise en œuvre plus facile. Nous proposons tout d’abord une formalisation du langage ATL de définition du GAC dans la théorie des Transformations Algébriques de Graphes. Nous définissons ensuite une traduction de postconditions exprimant l’exhaustivité du test unitaire en des préconditions équivalentes qui permettent à terme de produire des tests d’intégration assurant le même niveau d’exhaustivité. Enfin, nous proposons d’optimiser l’algorithme complexe de notre analyse à l’aide de stratégies de simplification dont nous mesurons expérimentalement l’efficacité.La seconde partie du travail concerne les oracles de tests du GAC, c’est à dire le moyen de valider le code généré par le GAC lors d’un test. Nous proposons un langage de spécification de contraintes textuelles capables d’attester automatiquement de la validité du code généré. Cette approche est déployée expérimentalement à AdaCore pour le projet QGen, un générateur de code Ada/C à partir de Simulink®. / In the avionics industry, Automatic Code Generators (ACG) are increasingly used to produce parts of the embedded software. Since the generated code is part of critical software, safety standards require a thorough verification of the ACG called qualification. In this thesis in collaboration with AdaCore, we seek to reduce the cost of testing activities by automatic and effective methods.The first part of the thesis addresses the topic of unit testing which ensures exhaustiveness but is difficult to achieve for ACGs. We propose a method that guarantees the same level of exhaustiveness by using only integration tests which are easier to carry out. First, we propose a formalization of the ATL language in which the ACG is defined in the Algebraic Graph Transformation theory. We then define a translation of postconditions expressing the exhaustiveness of unit testing into equivalent preconditions that ultimately support the production of integration tests providing the same level of exhaustiveness. Finally, we propose to optimize the complex algorithm of our analysis using simplification strategies that we assess experimentally.The second part of the work addresses the oracles of ACG tests, i.e. the means of validating the code generated by the ACG during a test. We propose a language for the specification of textual constraints able to automatically check the validity of the generated code. This approach is experimentally deployed at AdaCore for a Simulink® to Ada/C ACG called QGen.

El Desarrollo de Software Dirigido por Modelos es una rama de la Ingeniería del Software en la que los artefactos software se representan como modelos para incrementar la productividad, calidady eficiencia económica en el proceso de desarrollo de software, donde un modelo proporciona una representación abstracta del código final de una aplicación. En este campo, la iniciativa Model-Driven Architecture (MDA), patrocinada por la OMG, está constituida por una familia de estándares industriales, entre los que se destacan: Meta-Object Facility (MOF), Unified Modeling Language (UML), Object Constraint Language (OCL), XML Metadata Interchange (XMI), y Query/Views/Transformations (QVT). Estos estándares proporcionan unas directrices comunes para herramientas basadas en modelos y para procesos de desarrollo de software dirigidos por modelos. Su objetivo consiste en mejorar la interoperabilidad entre marcos de trabajo ejecutables, en automatizar el proceso desarrollo de software de software y en proporcionar técnicas que eviten errores durante ese proceso. El estándar MOF describe un marco de trabajo genérico que permite definir la sintaxis abstracta de lenguajes de modelado. Este estándar persigue la definición de los conceptos básicos que son utilizados en procesos de desarrollo de software dirigidos por modelos: que es un modelo, que es un metamodelo, qué es reflexión en un marco de trabajo basado en MOF, etc. Sin embargo, la mayoría de estos conceptos carecen de una semántica formal en la versión actual del estándar MOF. Además, OCL se utiliza como un lenguage de definición de restricciones que permite añadir semántica a un metamodelo MOF. Desafortunadamente, la relación entre un metamodelo y sus restricciones OCL también carece de una semántica formal. Este hecho es debido, en parte, a que los metamodelos solo pueden ser definidos como dato en un marco de trabajo basado en MOF. El estándar MOF también proporciona las llamadas facilidades de reflexión de MOF (MOF Reflecti / Boronat Moll, A. (2007). A formal framework for model management [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1964 / Palancia