MARINHO, Fabiana Gomes. PRECISE - Um processo de verificação formal para modelos de características de aplicações móveis e sensíveis ao contexto. 2012. 181 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-12T19:42:02Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_fgmarinho.pdf: 5103390 bytes, checksum: dd5da728cc7af5f3e122c8c7afaf49aa (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-25T11:39:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_fgmarinho.pdf: 5103390 bytes, checksum: dd5da728cc7af5f3e122c8c7afaf49aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T11:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_fgmarinho.pdf: 5103390 bytes, checksum: dd5da728cc7af5f3e122c8c7afaf49aa (MD5) Previous issue date: 2012 / SPLc have been used to develop different types of applications, including the ones that run on mobile devices and are able to adapt when the context elements in which they are located change. These applications can change due to variations in their execution environment and inconsistent adaptations can occur, compromising the expected behavior. Then there is a need for creating a verification process to check the correctness and consistency of these SPLs as well as to check the correctness of both derived products and adapted products from these SPLs. Thus, this work proposes PRECISE - A Formal Verification Process for Feature Models of Mobile and Context-Aware Applications. PRECISE helps to identify defects in the variability modeling of an SPL for mobile and context-aware applications, minimizing problems that can take place during the execution of products generated from this SPL. It is worth noting that PRECISE is defined based on a formal specification and a set of well-formedness properties developed using First-Order Logic, which are prerequisites for the achievement of an unambiguous variability modeling. To evaluate PRECISE, a validation is performed from the formal specification and well-formedness properties defined in the process. This validation intends to show that PRECISE is able to identify defects, anomalies and inconsistencies in a variability model of an SPL for mobile and context-aware applications. In this validation, five different techniques are used: UML Profile, OCL, Propositional Logic, Prolog and Simulation. While minimizing the defects and inconsistencies in the variability models of an SPL, PRECISE still benefits from the generality and flexibility intrinsic to the formal notation used in its specification. / As LPSs, além do seu uso em aplicações tradicionais, têm sido utilizadas no desenvolvimento de aplicações que executam em dispositivos móveis e são capazes de se adaptarem sempre que mudarem os elementos do contexto em que estão inseridas. Essas aplicações, ao sofrerem alterações devido a mudanças no seu ambiente de execução, podem sofrer adaptações inconsistentes e, consequentemente, comprometer o comportamento esperado. Por esse motivo, é essencial a criação de um processo de verificação que consiga checar a corretude e a consistência dessas LPSS, bem como checar a corretude tanto dos produtos derivados como dos produtos adaptados dessas LPSs. Sendo assim, nesta tese de doutorado é proposto o PRECISE - um Processo de Verificação Formal para Modelos de Características de Aplicações Móveis e Sensíveis ao Contexto. O PRECISE auxilia na identificação de defeitos na modelagem da variabilidade de uma LPS para aplicações móveis e sensíveis ao contexto e, assim, minimiza problemas que ocorreriam durante a execução dos produtos gerados a partir dessa LPS. É importante ressaltar que o PRECISE é definido com base em uma especificação formal e em um conjunto de propriedades de boa formação elaborados usando Lógica de Primeira Ordem. Essa especificação é um pré-requisito para a realização de uma modelagem da variabilidade sem ambiguidades. Para avaliar o PRECISE, uma validação é realizada a partir da especificação formal e das propriedades de boa formação definidas no processo. Essa validação tem como objetivo mostrar que o PRECISE consegue identificar defeitos, anomalias e inconsistências existentes em um modelo de variabilidades de uma LPS para aplicações móveis e sensíveis ao contexto. Nessa validação, cinco técnicas diferentes são utilizadas: Perfil UML, OCL, Lógica Proposicional, Prolog e Simulação. Além de minimizar os defeitos e inconsistências dos modelos de variabilidades das LPSs, o PRECISE ainda se beneficia da generalidade e flexibilidade intrínsecas à notação formal usada na sua especificação.

O desenvolvimento de sistemas críticos é atualmente um dos problemas mais desafiadores enfrentados pela Engenharia. Há frequentemente uma pressão para se reduzir o tempo total de desenvolvimento, o que dificulta a entrega de sistemas com um mínimo aceitável de defeitos. Nos últimos anos, houve um aumento no tráfego aéreo, o que demanda uma modernização dos sistemas de tráfego aéreo atuais, muito dependentes na figura do controlador. Sistemas de tráfego aéreo são sistemas considerados críticos em segurança e de tempo real. O objetivo do presente trabalho é estabelecer um método de modelagem e verificação formal para sistemas críticos, com aplicação no domínio de tráfego aéreo. Com a adoção de técnicas de modelagem e verificação formal, pretende-se garantir a corretude dos sistemas frente aos requisitos inicialmente especificados e a detecção de erros em fases mais iniciais do projeto, o que resultaria em menores custos envolvidos na sua correção. São fornecidas diretivas para a aplicação do método através de um estudo de caso, baseado em três módulos de um sistema ATC em baixo nível de abstração, para a validação do funcionamento de módulos de software. Para verificação formal, é utilizada a ferramenta NuSMV e as propriedades a serem verificadas são descritas na lógica computacional de árvore (CTL) para garantir que o sistema satisfaça requisitos dos tipos vivacidade e segurança. / Developing safety critical systems is one of the most challenging problems in Engineering nowadays. There is usually a pressure to reduce the total time of the development, what makes it difficult to deliver systems with an acceptable low level of defects. In the recent years, there has been an increase in air trffic, what demands a modernization in the current air traffic systems, which are very dependent on the human controller. Air traffic systems are considered safety critical and real time systems. The objective of the present work is to establish a modeling and formal verification method for critical systems, applicable to the air traffic domain. By adopting modeling and formal verification techniques, it is expected to ensure the systems\' correctness compared with the initially specified requirements and the error detection in the initial phases of the project. Guidelines are provided for applying the method by means of a case study, based in three modules of and ATC system in a low abstraction level, for the validation of the operation of software modules. For the formal verification, it is used the NuSMV tool and the properties to be checked are described in the computational tree logic (CTL) to ensure that the system satisfies requirements of liveness and safety types.

O desenvolvimento de sistemas críticos é atualmente um dos problemas mais desafiadores enfrentados pela Engenharia. Há frequentemente uma pressão para se reduzir o tempo total de desenvolvimento, o que dificulta a entrega de sistemas com um mínimo aceitável de defeitos. Nos últimos anos, houve um aumento no tráfego aéreo, o que demanda uma modernização dos sistemas de tráfego aéreo atuais, muito dependentes na figura do controlador. Sistemas de tráfego aéreo são sistemas considerados críticos em segurança e de tempo real. O objetivo do presente trabalho é estabelecer um método de modelagem e verificação formal para sistemas críticos, com aplicação no domínio de tráfego aéreo. Com a adoção de técnicas de modelagem e verificação formal, pretende-se garantir a corretude dos sistemas frente aos requisitos inicialmente especificados e a detecção de erros em fases mais iniciais do projeto, o que resultaria em menores custos envolvidos na sua correção. São fornecidas diretivas para a aplicação do método através de um estudo de caso, baseado em três módulos de um sistema ATC em baixo nível de abstração, para a validação do funcionamento de módulos de software. Para verificação formal, é utilizada a ferramenta NuSMV e as propriedades a serem verificadas são descritas na lógica computacional de árvore (CTL) para garantir que o sistema satisfaça requisitos dos tipos vivacidade e segurança. / Developing safety critical systems is one of the most challenging problems in Engineering nowadays. There is usually a pressure to reduce the total time of the development, what makes it difficult to deliver systems with an acceptable low level of defects. In the recent years, there has been an increase in air trffic, what demands a modernization in the current air traffic systems, which are very dependent on the human controller. Air traffic systems are considered safety critical and real time systems. The objective of the present work is to establish a modeling and formal verification method for critical systems, applicable to the air traffic domain. By adopting modeling and formal verification techniques, it is expected to ensure the systems\' correctness compared with the initially specified requirements and the error detection in the initial phases of the project. Guidelines are provided for applying the method by means of a case study, based in three modules of and ATC system in a low abstraction level, for the validation of the operation of software modules. For the formal verification, it is used the NuSMV tool and the properties to be checked are described in the computational tree logic (CTL) to ensure that the system satisfies requirements of liveness and safety types.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-11-13T10:55:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcelo Rodrigues Fortes - 2018.pdf: 2838097 bytes, checksum: d4a5cf0a63ac4bf2c855f5bbaf4d5b65 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-11-13T11:10:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcelo Rodrigues Fortes - 2018.pdf: 2838097 bytes, checksum: d4a5cf0a63ac4bf2c855f5bbaf4d5b65 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-13T11:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcelo Rodrigues Fortes - 2018.pdf: 2838097 bytes, checksum: d4a5cf0a63ac4bf2c855f5bbaf4d5b65 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-10-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Middleware platforms aim to facilitate the construction of distributed applications, hiding the complexities and specificities inherent in the underlying platform. However, while middleware facilitates the construction of applications, its own construction is quite complex, requiring good knowledge in software design and implementation. In this sense, some approaches have been proposed, with the aim of presenting more flexible and configurable ways to build middleware, for example, reflective middleware, model-driven middleware and component-based middleware. Another example is the Model-Driven Domain-Specific Middleware (MD-DSM) approach, which employs Model-Driven Engineering concepts for building middleware platforms that support the execution of model-based applications. MD-DSM solves several problems related to building middleware for different domains. However, the entire process of verifying and validating the final MDDSM product is performed in an ad hoc way, without a methodology that guides the middleware engineer during these activities, possibly compromising the quality of the final product. In this work, we present a verification and validation (V&V) methodology that systematizes the entire quality assurance activities of this category of middleware. In addition, we present a tool that automates much of the V&V activities that need to be performed to ensure the quality of a middleware system built using MD-DSM. We also present a quantitative evaluation of the V&V tool. / Sistemas de middleware têm como objetivo facilitar a construção de aplicações distribuídas, ocultando as complexidades e especificidades inerentes à plataforma subjacente. Entretanto, embora o middleware facilite a construção de aplicações, sua própria construção é bastante complexa, exigindo um bom conhecimento em design e implementação de software. Nesse sentido, algumas abordagens têm sido propostas, com o objetivo de apresentar formas mais flexíveis e configuráveis para construção de middleware, por exemplo, middleware reflexivo, middleware dirigido por modelos e middleware baseado em componentes. Outro exemplo é a abordagem denominada Model-Driven Domain-Specific Middleware (MD-DSM), que emprega conceitos de Engenharia Dirigida por Modelos para construção de plataformas de middleware que suportam a execução de aplicações também baseadas em modelos. MD-DSM resolve vários problemas relacionados à construção de middleware para diferentes domínios. No entanto, todo o processo de verificação e validação do produto final MD-DSM é realizado de forma ad hoc, sem uma metodologia que guie o engenheiro de middleware durante essas atividades, reduzindo a qualidade do produto final. Neste trabalho, apresentamos uma metodologia de verificação e validação (V&V) que sistematiza todo o processo de garantia de qualidade dessa categoria de middleware. Além disso, apresentamos uma ferramenta que automatiza grande parte das atividades de V&V para middleware baseado em MD-DSM. Também apresentamos uma avaliação quantitativa da ferramenta de V&V implementada.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2666511 bytes, checksum: ea015181db046234ba92f7c73f6c3a90 (MD5) Previous issue date: 2010-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ginga is the official specification and standardized middleware for the Brazilian Digital TV System. The complexity demanded by the construction of this layer of software is high, which also increases the complexity of testing. The importance of software testing and its relationship with quality should be emphasized, since this type of system still has a high degree of complexity inherent to its development, mainly due to its specification is recent, and by proposing innovative features. Besides being considered a critical software, since failures in the implementation of middleware can compromise the success of Digital TV as a whole. The middleware is a key player within a Digital TV system since it is he who dictates the rules so that applications can be run on the platform. Thus, the correctness of middleware is of vital importance to enable interactive applications to run successfully. The project CDN Ginga (Ginga Code Development Network) is responsible for developing collaborative and distributed a reference version for PC Ginga. This implementation is based on software components and open to universities and companies. In this context, this paper proposes a process for verification and validation of middleware Ginga, to be deployed in parallel to the process of project development Ginga CDN, facing the common core components (Ginga-CC). For this purpose, we defined a set of tests, which aim to check the operation of middleware, as well as validate the different configurations of components, from middleware Ginga CDN generated by the network. / O middleware Ginga é a especificação oficial e padronizada de middleware para o Sistema Brasileiro de TV Digital. A complexidade demandada na construção dessa camada de software é alta, o que também aumenta a complexidade de se testar. A importância do teste de software e sua relação com a qualidade devem ser enfatizadas, visto que este tipo de sistema ainda possui alto grau de complexidade inerente ao seu desenvolvimento devido, principalmente, por sua especificação ainda ser recente, e por propor funcionalidades inovadoras. Além de ser considerado um software crítico, pois falhas na implementação do middleware podem comprometer o sucesso da TV Digital como um todo. O middleware é uma peça chave dentro de um sistema de TV Digital uma vez que é ele quem dita às regras para que as aplicações possam ser executadas na plataforma. Dessa forma, a corretude do middleware é de vital importância para permitir que as aplicações interativas sejam executadas com sucesso. O projeto Ginga CDN (Ginga Code Development Network) é responsável pelo desenvolvimento colaborativo e distribuído de uma versão de referência para PC do middleware Ginga. Essa implementação é baseada em componentes de software e aberta para universidades e empresas. Neste contexto, este trabalho propõe um processo para verificação e validação do middleware Ginga, para ser implantado em paralelo ao processo de desenvolvimento do projeto Ginga CDN, voltado para componentes do núcleo comum (Ginga-CC). Para tanto, foram definidos um conjunto de testes, os quais visam verificar o funcionamento do middleware, bem como, validar as diferentes configurações de componentes, desde middleware, geradas pela rede Ginga CDN.