View
33
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
Formális módszerek alkalmazása. Varró-Gyapay Szilvia dr. Pataricza András és dr. Bartha Tamás fóliái. Kihívás: komplex IT alkalmazás. Felhasználói specifikáció: egyértelműség érthetőség teljesség, ellentmondás-mentesség SZOLGÁLTATÁSBIZTONSÁG Implementáció: MINŐSÉG-KÖLTSÉG-IDŐ - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Formális módszerek Formális módszerek alkalmazásaalkalmazása
Varró-Gyapay SzilviaVarró-Gyapay Szilviadr. Pataricza András és dr. Bartha Tamás fóliáidr. Pataricza András és dr. Bartha Tamás fóliái
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Kihívás: komplex IT alkalmazásKihívás: komplex IT alkalmazás
Felhasználói specifikáció:Felhasználói specifikáció: egyértelműségegyértelműség érthetőségérthetőség teljesség, ellentmondás-mentességteljesség, ellentmondás-mentesség SZOLGÁLTATÁSBIZTONSÁGSZOLGÁLTATÁSBIZTONSÁG
Implementáció:Implementáció: MINŐSÉG-KÖLTSÉG-IDŐMINŐSÉG-KÖLTSÉG-IDŐ automatizálás/komponens integrációautomatizálás/komponens integráció
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
MódszerekMódszerek
Feladatok:Feladatok: hibátlan rendszerspecifikációhibátlan rendszerspecifikáció
specifikációhoz eszközök (részben, félformális)specifikációhoz eszközök (részben, félformális)
komponensek együttműködése, időzítésekkomponensek együttműködése, időzítések
Problémák:Problémák: valósághű modellezés (modellméret, állapottér mérete)valósághű modellezés (modellméret, állapottér mérete) időkezelés (IT: hibrid, nemlineáris)időkezelés (IT: hibrid, nemlineáris) környezetmodellezéskörnyezetmodellezés sokféle matematika kell hozzásokféle matematika kell hozzá
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Formális módszerekFormális módszerek
Formális szintaktika + szemantikaFormális szintaktika + szemantika formális specifikációs nyelvformális specifikációs nyelv
matematikai eszközrendszer, matematikai precizitásmatematikai eszközrendszer, matematikai precizitás formális szintakszis: strukturális tulajdonságokformális szintakszis: strukturális tulajdonságok formális szemantika: jelölésmód interpretációjaformális szemantika: jelölésmód interpretációja
leíróeszközleíróeszköz
MódszerMódszer a formális modellről ismeretet adó matematikai eljárása formális modellről ismeretet adó matematikai eljárás
TámogatóeszközTámogatóeszköz a leíróeszközt értelmező, a módszert megvalósító SWa leíróeszközt értelmező, a módszert megvalósító SW
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Jelen helyzetJelen helyzet
nehéz matematikai jelölésrendszernehéz matematikai jelölésrendszercsak kisméretű problémákra megycsak kisméretű problémákra megyspeciális ismeretek a felhasználótólspeciális ismeretek a felhasználótól
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Formális specifikációFormális specifikáció
Matematikai leírásMatematikai leírás célrendszer funkcióicélrendszer funkciói időzítés, teljesítményidőzítés, teljesítmény belső struktúrabelső struktúra környezetkörnyezet
Ellenőrizhetőség (V&V)Ellenőrizhetőség (V&V) konzisztencia, ellentmondás-mentességkonzisztencia, ellentmondás-mentesség teljesség, zártságteljesség, zártság
VégrehajthatóságVégrehajthatóság
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
EszközökEszközök
Z, VDM: sorrendi hálózatok tervezéseZ, VDM: sorrendi hálózatok tervezése halmazokhalmazok relációkrelációk függvényekfüggvények
CSP, állapottérkép: konkurens rendszerekCSP, állapottérkép: konkurens rendszerek sorozatok, fáksorozatok, fák eseménysorokeseménysorok
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
AlkalmazásokAlkalmazások
PéldákPéldák CICS az IBM felhasználói rendszere (Z)CICS az IBM felhasználói rendszere (Z) London légiforgalom irányítás (VDM)London légiforgalom irányítás (VDM) USA légi összeütközés elkerülés USA légi összeütközés elkerülés
(állapottérkép)(állapottérkép) további területektovábbi területek
adatbázisok, hardver tervezés, mikro-adatbázisok, hardver tervezés, mikro-elektronika, orvosi műszerek, nukleáris elektronika, orvosi műszerek, nukleáris technika, biztonság, távközlés, közlekedéstechnika, biztonság, távközlés, közlekedés
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
A fejlesztés életciklus modelljeiA fejlesztés életciklus modelljei
Miért van szükség életciklus modellre?Miért van szükség életciklus modellre? Komplexitás kezeléseKomplexitás kezelése Változások (követelmények, új megoldások) kezeléseVáltozások (követelmények, új megoldások) kezelése Jól definiált fejlesztési fázisokJól definiált fejlesztési fázisok
MérföldkövekMérföldkövek Ellenőrizhetőség, számonkérhetőségEllenőrizhetőség, számonkérhetőség Tervezhetőség (pénz, idő)Tervezhetőség (pénz, idő)
Visszalépés lehetőségeVisszalépés lehetősége Elosztott fejlesztés, integrációElosztott fejlesztés, integráció
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Fejlesztési tevékenységekFejlesztési tevékenységek
Követelményanalízis Mi a megoldandó probléma?
KoncepciótervezésMilyen megoldási módszerek/eszközök léteznek?
RendszertervezésHogyan oldható meg afeladat?
Implementáció Hogyan valósítható mega feladat megoldása?
Tesztelés Megoldottuk a problémát?
ÜzembehelyezésA megrendelő megfelelőnek tartjaa kész rendszert?
Üzemeltetés,karbantartás
Továbbfejlesztés szükséges?
ProblémaProbléma
ImplementációImplementáció
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
IterációIteráció
eddigi modellek eddigi modellek egyverziós egyverziós életciklust írnak leéletciklust írnak le
rendszerfejlesztés rendszerfejlesztés iteratív:iteratív:prototípus prototípus felfedett hibák felfedett hibák új új prototípusprototípus
spirál modellspirál modell
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Spirál modellSpirál modell
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Tevékenységek a spirál modellbenTevékenységek a spirál modellben
Determine objectiv es,alternatives, & constr aints
Evaluate alter natives,identify & resolv e r isks
Develop & ver ifynext level productPlan next phase
Requirements
Development
Integration
plan
plan
plan
Requirements
Design
validation
validation
SoftwareSystem
Product
Riskanalysis
Riskanalysis
Prototype1Prototype2
Prototype3
Riskanalysis
Concept ofoperation
RequirementsDesign
Code
Unit Test
Integration & TestAcceptance
DetailedDesign
P1
P2
Test
Task P1
Task P2
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Ellenőrzési lépések a V modellbenEllenőrzési lépések a V modellben
Felbontás
Idő
Alacsony
Magas
Gondok a V modellel:a felhasználó ugyanazt a képetkapja az életciklusról, mint a fejlesztő
KliensFejlesztő
Követelmény-specifikáció
Rendszerspecifikáció
Architektúra tervezés(Rendszerterv)
Rendszer teszt
Modultervezés(Részletes terv)
Modul teszt
Integrációs teszt
AcceptanceTesting
megelőzi
megelőziellenőrzi
ellenőrzi
ellenőrzi
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Részletes V modellRészletes V modell
Követelmény-specifikáció készítés
Rendszerspecifikációkészítés
Követelmény-specifikáció
Rendszerspecifikáció
Architektúratervezés
Rendszerterv
Modultervezés
Részletesrendszerterv
Modulverifikáció
Modulverifikációsterv készítése
Rendszerintegrálás
Rendszerverifikáció
Rendszervalidáció
Modul implementáció ésrendszerkonfiguráció
Modulok
Ellenőrzött modulok
Integrált rendszer
Verifikált rendszer
Integráció verifikációsterv készítése
Rendszerverifikációsterv készítése
Rendszervalidációsterv készítése
visszalépés
visszalépés
visszalépés
visszalépés
visszalépés
visszalépés
vissz
alépé
s
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Verifikáció és validáció szerepeVerifikáció és validáció szerepe
VerifikációVerifikáció::jól építjük-e a jól építjük-e a rendszert?rendszert?
ValidációValidáció::jó rendszert jó rendszert építünk-e?építünk-e?
Követelmény-specifikáció készítés
Rendszerspecifikációkészítés
Követelmény-specifikáció
Rendszerspecifikáció
Architektúratervezés
Rendszerterv
Modultervezés
Részletesrendszerterv
Modulverifikáció
Modulverifikációsterv készítése
Rendszerintegrálás
Rendszerverifikáció
Rendszervalidáció
Modul implementáció ésrendszerkonfiguráció
Modulok
Ellenőrzött modulok
Integrált rendszer
Verifikált rendszer
Integráció verifikációsterv készítése
Rendszerverifikációsterv készítése
Rendszervalidációsterv készítése
visszalépés
visszalépés
visszalépés
visszalépés
visszalépés
visszalépés
viss
zalé
pés
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
VerifikációVerifikáció
modellellenőrzés (véges modell)modellellenőrzés (véges modell) temporális logikatemporális logika automatákautomaták
példák:példák: IEEE FuturebusIEEE Futurebus AT&T ISDN/ISUPAT&T ISDN/ISUP Fujitsu HDCL vezérlőFujitsu HDCL vezérlő földrengés kompenzálásföldrengés kompenzálás
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
VerifikációVerifikáció
Tételbizonyítás (végtelen állapottér)Tételbizonyítás (végtelen állapottér) matematikai logikamatematikai logika axiómák, következtetésekaxiómák, következtetések levezetések (kézi segítség)levezetések (kézi segítség)
példákpéldák IBM PowerPC, S390IBM PowerPC, S390 Motorola 68020, Intel PentiumMotorola 68020, Intel Pentium
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
HelyzetképHelyzetkép
tételbizonyítás (végtelen állapottér)tételbizonyítás (végtelen állapottér) matematikai logikamatematikai logika axiómák, következtetésekaxiómák, következtetések levezetések (kézi segítség)levezetések (kézi segítség)
példákpéldák IBM PowerPC, S390IBM PowerPC, S390 Motorola 68020, Intel PentiumMotorola 68020, Intel Pentium
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
HelyzetértékelésHelyzetértékelés
matematika, algoritmus hatékonyságmatematika, algoritmus hatékonyság időzítési osztályok szűkekidőzítési osztályok szűkekmodellkészítésmodellkészítésnyelvek kifejezésgazdagsága (VHDL)nyelvek kifejezésgazdagsága (VHDL)nyelvek nem pontos definíciója (UML)nyelvek nem pontos definíciója (UML)
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Modell választás szempontjaiModell választás szempontjai
A színezett Petri hálókA színezett Petri hálók1.1. grafikus reprezentációval rendelkeznekgrafikus reprezentációval rendelkeznek
áttekinthető és érthető, követi a feladatstruktúrátáttekinthető és érthető, követi a feladatstruktúrát
2.2. kevés, egyszerű működésű építőelemből állnakkevés, egyszerű működésű építőelemből állnak
3.3. jól definiált szemantikával rendelkeznekjól definiált szemantikával rendelkeznek
4.4. leíróereje nagyleíróereje nagy bizonyítottan Turing-ekvivalens algoritmikus rendszert adnakbizonyítottan Turing-ekvivalens algoritmikus rendszert adnak
5.5. explicit kifejezik az állapotot és az eseményeketexplicit kifejezik az állapotot és az eseményeket
6.6. a modellstruktúra együtt van jelen a vezérlési és a modellstruktúra együtt van jelen a vezérlési és szinkronizációs feltételekkelszinkronizációs feltételekkel
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Modell választás szempontjaiModell választás szempontjai
A színezett Petri hálókA színezett Petri hálók
6.6. hierarchikusan szervezett, modulárisan épített modellhierarchikusan szervezett, modulárisan épített modell nagy modellek építése, részmodellek integrálásanagy modellek építése, részmodellek integrálása
7.7. támogatják a lokalitásttámogatják a lokalitást kis változtatás a specifikációban kis változtatás a specifikációban kis változtatás a modellben kis változtatás a modellben
8.8. az időfogalom (fizikai, nemcsak logikai idő) kezeléseaz időfogalom (fizikai, nemcsak logikai idő) kezelése formális validáció és teljesítményjellemzők azonos modellbőlformális validáció és teljesítményjellemzők azonos modellből
9.9. komoly szoftvertámogatással rendelkeznekkomoly szoftvertámogatással rendelkeznek Design/CPN, cpnToolsDesign/CPN, cpnTools
10.10. lehetővé teszik az interaktív szimulációtlehetővé teszik az interaktív szimulációt
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Modell választás szempontjaiModell választás szempontjai
A színezett Petri hálókA színezett Petri hálók12.12. számos formális (matematikai) analízis módszer ismertszámos formális (matematikai) analízis módszer ismert
Elérhetőségi analízisElérhetőségi analízis az elérhetőségi gráf konstrukciójával az elérhetőségi gráf konstrukciójával elérhetőség, fedhetőség, élőség, holtpontmentesség, korlátosság, elérhetőség, fedhetőség, élőség, holtpontmentesség, korlátosság,
fairség, megfordíthatóságfairség, megfordíthatóság InvariánsInvariáns (minden állapotban igaz és állandó) (minden állapotban igaz és állandó) tulajdonságoktulajdonságok
számítása és értelmezéseszámítása és értelmezése hely (P-, place) invariáns, tüzelési (T-, transition) invariánshely (P-, place) invariáns, tüzelési (T-, transition) invariáns
Redukciós technikákRedukciós technikák (tulajdonságmegtartó transzformációk) (tulajdonságmegtartó transzformációk) StrukturálisStrukturális (kezdőállapot-független) (kezdőállapot-független) tulajdonságoktulajdonságok vizsgálata vizsgálata
strukturális élőség, strukturális korlátosság, vezérelhetőség, strukturális élőség, strukturális korlátosság, vezérelhetőség, konzervativitás, ismételhetőség, konzisztenciakonzervativitás, ismételhetőség, konzisztencia
22007.02.16.007.02.16. Formális módszerek, RévkomáromFormális módszerek, Révkomárom
Sent
Updateand
Send Messages
Receivea
Message
InactivePassiveUnusedActiveWaiting
Acknowledged
Received Performing
Send an Acknowledg-
ment
Receive all Acknowledg-
ments
Mes(s)
Mes(s)
Mes(s)
Mes(s) (s,r)
(s,r)
(s,r)
(s,r)
s
s
r
r r
rs
s
e e
ee
DBM DBM DBM
MES
MES
MES MES
e DBMMES
Elosztott adatbáziskezelő rendszer CP Elosztott adatbáziskezelő rendszer CP háló modelljeháló modellje
Recommended