Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Esta tese trata de um problema muito comum em verificação formal: explosão de estados. O problema desabilita a verificação automática de propriedades através da verificação de modelos. Isto é superado pelo uso de abstração de dados, em que o espaço de estados de umsistema é reduzido usandoumprincípio simples: descartando detalhes de tal forma que o espaço de estados torna-se finito exibindo ainda propriedades desejáveis. Isso habilita o uso de verificacao de modelos, já que o modelo mais simples (abstrato) pode ser usado no lugar do modelo original (concreto). Entretanto, abstrações podem perder propriedades já que o nível de precisão é degradado, para algumas propriedades. Abstrair tipos de dados é, normalmente, uma tarefa não-trivial e requer uma profunda experiência: o usuário deve prover domínios abstratos, uma relacao matemática entre os estados (concreto e abstrato), uma inicialização abstrata, e uma versão abstrata para cada operação. A abordagem proposta nesta tese transfere a maior parte dessa experiência para um procedimento sistemático que calcula relações de abstração. Essas relações são a base para as relações matemáticas entre os estados, como também suas imagens determinam os domínios abstratos (os valores de dados mínimos para preservar propriedades). Também propomos meta-modelos para estabelecer como o sistema abstrato é inicializado e como operações são tornadas fechadas sob os domínios abstratos. Isso elimina o conhecimento requerido do usuário para fornecer as versões abstratas para a inicialização e operações. Os meta-modelos garantem a correspondência entre os sistemas concreto e abstrato. Assim, nós derivamos especificações abstratasa partir de concretas de tal formaque a especificação concreta é mais determinística que a abstrata por construção. Esta é a idéia por trás da teoria sobrejacente de nossa abordagem de abstração de dados: refinamento de dados. A notação adotada é CSPZ uma integração formal das linguagens de especificação CSP e Z. Uma especificação CSPZ tem duas partes: uma parte comportamental (CSP) e outra de dados (Z). O procedimento de cálculo foca na parte de Z, mas os resultados são usados na especificação CSPZ por completo; isso segue da independência de dados da parte de CSP (os dados não podem afetar seu comportamento). Ao final, a verificação automática é obtida pela conversão da especificação CSPZ em CSP puro e em seguida pelo reuso do verificador de modelos padrão de CSP. Nossa abordagem compreende as seguintes tarefas: nós extraímos a parte de Z de uma especificação CSPZ (puramente sintática), calculamos as relações de abstração (através de uma análise sistemática de predicados com uso de ferramenta de suporte), construímos as relações matemáticas entre os estados, os esquemas abstratos (definidos por meta-modelos), e realizamos um pós-processamento na especificação abstrata. A última tarefa pode resultar em alguns ajustes nas relações de abstração. A novidade prática e maior contribuição de nossa abordagem é o cálculo sistemático das das relações de abstração, que são os elementos chave de todas abordagens de abstração de dados que estudamos ao longo dos últimos anos. O refinamento de dados entre o sistema produzido por nossa abordagem e o original (concreto) é a segunda contribuição deste trabalho. O procedimento sistemático é na verdade uma técnica de análise de predicado que usa as restrições sobre os dados para determinar seus valores mínimos que são suficientes para preservar o comportamento do sistema. Isso evita a execução (concreta ou simbólica) do sistema analisado. Os passos produzem mapeamentos que revelam alguns elementos cruciais: o espaço de estados abstrato e as relações matemáticas entre ele e o espaço de estados concreto. Essas relações são usadas para construir o sistema abstrato seguindo o formato estabelecido pelos meta-modelos. As limitações de nossa abordagem são também discutidas. Nós aplicamos a abordagem a alguns exemplos também analisados por outras técnicas da literatura. Discutimos também sobre trabalhos relacionados procurando destacar vantagens, desvantagens e aspectos complementares. Finalmente, apresentamos nossas conclusões e futuras direções para este trabalho

There is an increasing trend to consider the processes of an organization as one of its highly valuable assets. Processes are the reusable assets of an organization which define the procedures of routine working for accomplishing its goals. The software industry has the potential to become one of the most internationally dispersed high-tech industry. With growing importance of software and services sector, standardization of processes is also becoming crucial to maintain credibility in the market. Software development processes follow a lifecycle that is very similar to the software development lifecycle. Similarly, multiple phases of a process development lifecycle follow an iterative/incremental approach that leads to continuous process improvement. This incremental approach calls for a refinement based strategy to develop, execute and maintain software development processes. This thesis develops a conceptual foundation for refinement based development of software processes keeping in view the precise requirements for each individual phase of process development lifecycle. It exploits model driven engineering to present a multi-metamodel framework for the development of software processes, where each metamodel corresponds to a different phase of a process. A process undergoes a series of refinements till it is enriched with execution capabilities. Keeping in view the need to comply with the adopted standards, the architecture of process modeling approach exploits the concept of abstraction. This mechanism also caters for special circumstances where a software enterprise needs to follow multiple process standards for the same project. On the basis of the insights gained from the examination of contemporary offerings in this domain, the proposed process modeling framework tends to foster an architecture that is developed around the concepts of ''design by contract" and ''design for reuse". This allows to develop a process model that is modular in structure and guarantees the correctness of interactions between the constituent activities. Separation of concerns being the motivation, data-flow within a process is handled at a different abstraction level than the control-flow. Conformance between these levels allows to offer a bi-layered architecture that handles the flow of data through an underlying event management system. An assessment of the capabilities of the proposed approach is provided through a comprehensive patterns-based analysis, which allows a direct comparison of its functionality with other process modeling approaches.

In a dynamically monitored environment the analyst team need timely and accurate information to conduct proactive action over complex situations. Typically, there are thousands of reported activities in a real time operation, therefore steps are taken to direct the analyst’s attention to the most important activity. The data fusion community have introduced the information fusion model, with multiple situational assessments. Each process lends itself to ranking the most important activities into a predetermined order. Unfortunately, the capability of a real time system can be hindered by the knowledge limitation problem, particularly when the underlying system is processing multiple sensor information. Consequently, the situational awareness domains may not rank the identified situation as perfect, as desired by the decision-making resources. This thesis presents advanced research carried out to evaluate the ranking capability of information from the situational awareness domains: perception, comprehension and projection. The Ranking Capability Score (RCS) has been designed for evaluating the prioritisation process. The enhanced (RCS) has been designed for addressing the knowledge representation problem in the user system relation under a situational assessment where the proposed number of tracking activities are dynamically shifted. Finally, the Scheduling Capability Score was designed for evaluating the scheduling capability of the situational awareness system. The proposed performance metrics have been successful in fulfilling their objectives. Furthermore, they have been validated and evaluated using an analytical approach, through conducting a rigorous analysis of the prioritisation and scheduling processes, despite any constraints related to a domain-specific configuration.

In a dynamically monitored environment the analyst team need timely and accurate information to conduct proactive action over complex situations. Typically, there are thousands of reported activities in a real time operation, therefore steps are taken to direct the analyst’s attention to the most important activity. The data fusion community have introduced the information fusion model, with multiple situational assessments. Each process lends itself to ranking the most important activities into a predetermined order. Unfortunately, the capability of a real time system can be hindered by the knowledge limitation problem, particularly when the underlying system is processing multiple sensor information. Consequently, the situational awareness domains may not rank the identified situation as perfect, as desired by the decision-making resources. This thesis presents advanced research carried out to evaluate the ranking capability of information from the situational awareness domains: perception, comprehension and projection. The Ranking Capability Score (RCS) has been designed for evaluating the prioritisation process. The enhanced (RCS) has been designed for addressing the knowledge representation problem in the user system relation under a situational assessment where the proposed number of tracking activities are dynamically shifted. Finally, the Scheduling Capability Score was designed for evaluating the scheduling capability of the situational awareness system. The proposed performance metrics have been successful in fulfilling their objectives. Furthermore, they have been validated and evaluated using an analytical approach, through conducting a rigorous analysis of the prioritisation and scheduling processes, despite any constraints related to a domain-specific configuration.