Luận văn thạc sĩ về phương pháp mô hình hóa và kiểm chứng các hệ thống hướng sự kiện

• Người hướng dẫn: Assoc. Truong Ninh Thuan
• Trường học: Hanoi University of Mining and Geology
• Chuyên ngành: Software Engineering
• Đề tài: Phương Pháp Mô Hình Hóa Và Kiểm Chứng Hệ Thống Hướng Sự Kiện
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hanoi

• Declaration of Authorship
• Abstract
• Acknowledgements
• Contents
• List of Abbreviations
• List of Tables
• List of Figures
• 1. Introduction
• 1.1. Classical set theory
• 1.2. Fuzzy sets and Fuzzy If-Then rules
• 1.3. Event-B mathematical language
• 1.4. Event-driven systems
• 1.4.1. Event-driven architecture
• 1.4.2. Database systems and database triggers
• 1.4.3. Context-aware systems
• 3. Modeling and verifying database trigger systems
• 3.1. Modeling database systems
• 3.3. Modeling and verifying database triggers system
• 3.4. Verifying system properties
• 3.5. A case study: Human resources management application
• 3.6. Support tool: Trigger2B
• 4. Modeling and verifying context-aware systems
• 4.1. Set representation of context awareness
• 4.2. Modeling context-aware system
• 4.3. Incremental modeling using refinement
• 4.4. A case study: Adaptive Cruise Control system
• 4.4.1. Modeling ACC system
• 4.4.2. Refinement: Adding weather and road sensors
• 4.4.3. Verifying the system’s properties
• 5. Modeling and verifying imprecise system requirements
• 5.1. Representation of fuzzy terms in classical sets
• 5.2. Modeling discrete states
• 5.3. Modeling fuzzy requirements
• 5.4. Modeling continuous behavior
• 5.5. Verifying safety and eventuality properties
• 5.5.1. Convergence in Event-B
• 5.5.2. Safety and eventuality analysis in Event-B
• 5.5.3. Verifying safety properties
• 5.5.4. Verifying eventuality properties
• 5.6. A case study: Container Crane Control
• 5.6.1. Modeling the Crane Container Control system
• 5.6.2. Modeling discrete behavior
• 5.6.3. First Refinement: Modeling continuous behavior
• 5.6.4. Second Refinement: Modeling eventuality property
• List of Publications
• Bibliography
• A Event-B specification of Trigger example
• A.1. Context specification of Trigger example
• A.2. Machine specification of Trigger example
• B Event-B specification of the ACC system
• B.1. Context specification of ACC system
• B.2. Machine specification of ACC system
• C Event-B specifications and proof obligations of Crane Controller Example
• C.1. Context specification of Crane Controller system
• C.3. Machine specification of Crane Controller system
• C.5. Proof obligations for checking the safety property
• C.6. Proof obligations for checking convergence properties

I. Phương pháp mô hình hóa

Phương pháp mô hình hóa là một phần quan trọng trong kỹ thuật phần mềm, giúp cải thiện độ tin cậy của hệ thống. Trong bối cảnh hệ thống hướng sự kiện, việc mô hình hóa trở nên cần thiết để hiểu rõ hơn về cách mà các sự kiện tương tác và ảnh hưởng đến hành vi của hệ thống. Các phương pháp mô hình hóa hiện có thường dựa trên các quy tắc như Event-Condition-Action (ECA) và Fuzzy If-Then. Những quy tắc này cho phép xác định các hành động cần thực hiện khi một sự kiện xảy ra và điều kiện nhất định được thỏa mãn. Việc áp dụng các quy tắc này trong hệ thống hướng sự kiện giúp tăng cường khả năng tương tác và giảm thiểu sự phụ thuộc giữa các thành phần trong hệ thống. Theo nghiên cứu, việc mô hình hóa không chỉ giúp hình dung nội dung mà còn cung cấp thông tin văn bản, từ đó hỗ trợ trong việc thiết kế và đánh giá yêu cầu của hệ thống.

1.1. Mô hình hóa hệ thống hướng sự kiện

Hệ thống hướng sự kiện thường bao gồm ba phần chính: thành phần giám sát, thành phần truyền tải và thành phần phản hồi. Các thành phần này hoạt động bằng cách phát sinh và phản hồi các sự kiện, từ đó tạo ra một cấu trúc lỏng lẻo giữa các thành phần phần mềm. Việc mô hình hóa các hệ thống này giúp xác định rõ ràng cách mà các sự kiện được xử lý và các hành động tương ứng được thực hiện. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp mô hình hóa như Event-B có thể giúp phát hiện các lỗi trong thiết kế và đảm bảo rằng các yêu cầu của hệ thống được đáp ứng một cách chính xác.

II. Kiểm chứng hệ thống hướng sự kiện

Kiểm chứng là một bước quan trọng trong quy trình phát triển phần mềm, đặc biệt là đối với các hệ thống hướng sự kiện. Việc kiểm chứng hệ thống giúp xác định và khắc phục các lỗi trước khi hệ thống được triển khai. Các phương pháp kiểm chứng như kiểm tra mô hình và chứng minh định lý đã được áp dụng để đảm bảo rằng các yêu cầu của hệ thống được thực hiện đúng cách. Sử dụng Event-B, các nhà nghiên cứu có thể phát triển các phương pháp kiểm chứng hiệu quả cho các hệ thống phức tạp, giúp giảm thiểu chi phí phát triển và tăng cường độ tin cậy của hệ thống. Việc kiểm chứng không chỉ giúp phát hiện lỗi mà còn đảm bảo rằng các thuộc tính an toàn và tính khả thi của hệ thống được duy trì.

2.1. Phương pháp kiểm chứng

Phương pháp kiểm chứng trong bối cảnh hệ thống hướng sự kiện thường bao gồm việc sử dụng các công cụ hỗ trợ như Rodin để tự động hóa quá trình kiểm chứng. Các công cụ này cho phép kiểm tra các thuộc tính của hệ thống một cách tự động, từ đó giảm thiểu khối lượng công việc cho các nhà phát triển. Việc áp dụng các phương pháp kiểm chứng này không chỉ giúp phát hiện các lỗi mà còn đảm bảo rằng các yêu cầu của hệ thống được thực hiện một cách chính xác và hiệu quả.

III. Ứng dụng thực tiễn

Các phương pháp mô hình hóa và kiểm chứng hệ thống hướng sự kiện có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như quản lý cơ sở dữ liệu và hệ thống nhận thức ngữ cảnh. Việc áp dụng các quy tắc ECA trong các hệ thống này giúp cải thiện khả năng phản hồi và tương tác của hệ thống với môi trường xung quanh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc mô hình hóa và kiểm chứng có thể giúp phát hiện và khắc phục các lỗi trong thiết kế, từ đó nâng cao độ tin cậy của hệ thống. Hơn nữa, việc sử dụng các phương pháp này trong các ứng dụng thực tiễn không chỉ giúp giảm thiểu chi phí phát triển mà còn đảm bảo rằng các yêu cầu của hệ thống được đáp ứng một cách chính xác.

3.1. Ứng dụng trong quản lý cơ sở dữ liệu

Trong lĩnh vực quản lý cơ sở dữ liệu, việc áp dụng các phương pháp mô hình hóa và kiểm chứng giúp đảm bảo rằng các quy tắc và ràng buộc dữ liệu được thực hiện một cách chính xác. Các hệ thống cơ sở dữ liệu sử dụng các quy tắc ECA để tự động hóa các hành động khi có sự kiện xảy ra, từ đó cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc kiểm chứng các thuộc tính của hệ thống cơ sở dữ liệu cũng giúp phát hiện các lỗi tiềm ẩn và đảm bảo rằng các yêu cầu của người dùng được đáp ứng.