Phương Pháp Mô Hình và Xác Minh Hệ Thống Dựa Trên Sự Kiện

Mô hình hóa hệ thống phần mềm là rất quan trọng vì nó giúp các kỹ sư phần mềm hiểu rõ hơn về những gì họ đang phát triển. Mô hình hóa cho phép thiết kế và đánh giá các yêu cầu của hệ thống, giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí phát triển. Có nhiều loại ngôn ngữ mô hình hóa, bao gồm ngôn ngữ đồ họa, ngôn ngữ văn bản và ngôn ngữ đại số. Việc lựa chọn ngôn ngữ mô hình hóa phù hợp phụ thuộc vào loại hệ thống và mục tiêu của dự án. Mô hình hóa hệ thống thông tin không chỉ thể hiện nội dung một cách trực quan mà còn cung cấp nội dung bằng văn bản.

Kiến trúc hướng sự kiện là một trong những kiến trúc phổ biến nhất trong phát triển dự án phần mềm, cung cấp lời gọi ngầm thay vì gọi trực tiếp các quy trình. Mỗi thành phần của một hệ thống hướng sự kiện có thể tạo ra các sự kiện, sau đó hệ thống sẽ gọi tất cả các quy trình đã đăng ký với các sự kiện này. Một hệ thống hướng sự kiện bao gồm ba phần thiết yếu: thành phần giám sát, thành phần truyền dẫn và thành phần phản hồi. Hệ thống hướng sự kiện làm việc bằng cách tạo và phản hồi các sự kiện, nó làm mất liên kết giữa các thành phần phần mềm và cải thiện khả năng tương tác với môi trường của nó.

Các kỹ thuật kiểm thử được sử dụng trong quá trình phát triển thông thường để kiểm tra xem quá trình thực thi phần mềm có đáp ứng các yêu cầu của người dùng hay không. Tuy nhiên, kiểm thử là một quá trình xác nhận không đầy đủ vì nó chỉ có thể xác định lỗi chứ không thể đảm bảo rằng quá trình thực thi phần mềm là chính xác trong mọi trường hợp. Kiểm thử phần mềm chỉ có thể xác định lỗi chứ không thể đảm bảo rằng phần mềm hoạt động chính xác trong mọi trường hợp.

Xác minh phần mềm là một trong những phương pháp mạnh mẽ để tìm hoặc chứng minh bằng toán học sự vắng mặt của các lỗi phần mềm. Một số kỹ thuật và phương pháp đã được đề xuất để xác minh phần mềm, chẳng hạn như kiểm tra mô hình, chứng minh định lý và phân tích chương trình. Trong số các kỹ thuật này, chứng minh định lý có những ưu điểm riêng biệt, chẳng hạn như kích thước vượt trội của hệ thống và khả năng suy luận quy nạp. Xác minh hệ thống giúp giảm chi phí xây dựng phần mềm.

Phát triển phần mềm trong Event-B bắt đầu bằng cách chỉ định một cách trừu tượng các yêu cầu của toàn bộ hệ thống, sau đó tinh chỉnh chúng thông qua một số bước để đạt được mô tả về hệ thống chi tiết đến mức có thể được dịch thành mã. Tính nhất quán của mỗi mô hình và mối quan hệ giữa mô hình trừu tượng và các tinh chỉnh của nó được thu được bằng các chứng minh hình thức. Các công cụ hỗ trợ đã được cung cấp cho đặc tả và chứng minh Event-B trong nền tảng Rodin. Event-B là một phương pháp hình thức dựa trên lý thuyết tập hợp, các phép thay thế tổng quát và logic bậc nhất.

Luận án hướng đến việc cung cấp các công cụ hỗ trợ cho việc dịch tự động từ một ứng dụng của hệ thống hướng sự kiện sang một mô hình Event-B mục tiêu giúp giảm bớt nỗ lực và giảm bớt những khó khăn trong quá trình mô hình hóa. Đầu ra của các công cụ này dự kiến sẽ có thể sử dụng được trong các công cụ hỗ trợ Event-B như Rodin. Quy trình tinh chỉnh giúp giảm chi phí phát triển hệ thống.

Luận án này xem xét các loại hệ thống cụ thể như hệ thống cơ sở dữ liệu sử dụng Event-Condition-Action (ECA) và các hệ thống nhận biết ngữ cảnh, sau đó sử dụng Event-B và các công cụ hỗ trợ của nó để phân tích các hệ thống này. Mô hình hóa hệ thống cơ sở dữ liệu giúp đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

Bằng cách đề xuất một tập hợp các quy tắc, chúng tôi chính thức kiểm tra tính bảo toàn ràng buộc dữ liệu và phát hiện các vòng lặp vô hạn của hệ thống. Phát hiện vòng lặp vô hạn giúp đảm bảo tính ổn định của hệ thống.

Luận án này xem xét các loại hệ thống cụ thể như hệ thống cơ sở dữ liệu sử dụng Event-Condition-Action (ECA) và các hệ thống nhận biết ngữ cảnh, sau đó sử dụng Event-B và các công cụ hỗ trợ của nó để phân tích các hệ thống này. Mô hình hóa hệ thống nhận biết ngữ cảnh giúp hệ thống thích ứng với môi trường.

Các ràng buộc mô hình hóa bảo tồn ngữ cảnh mà sử dụng ECA được chứng minh tự động với Rodin. Xác minh tính chất hệ thống giúp đảm bảo tính chính xác của hệ thống.

Luận án này xem xét các loại hệ thống cụ thể như hệ thống cơ sở dữ liệu sử dụng Event-Condition-Action (ECA) và các hệ thống nhận biết ngữ cảnh, sau đó sử dụng Event-B và các công cụ hỗ trợ của nó để phân tích các hệ thống này. Đóng góp chính của luận án là đề xuất các phương pháp mới để mô hình hóa và xác minh hệ thống.

Luận án hướng đến việc cung cấp các công cụ hỗ trợ cho việc dịch tự động từ một ứng dụng của hệ thống hướng sự kiện sang một mô hình Event-B mục tiêu giúp giảm bớt nỗ lực và giảm bớt những khó khăn trong quá trình mô hình hóa. Hướng nghiên cứu tiếp theo là phát triển các công cụ hỗ trợ cho việc dịch tự động.