Non-null Infinitesimal Micro-steps: a Metric Temporal Logic Approach

Many systems include components interacting with each other that evolve with possibly very different speeds. To deal with this situation many formal models adopt the abstraction of "zero-time transitions", which do not consume time. These however have several drawbacks in terms of naturalness and logic consistency, as a system is modeled to be in different states at the same time. We propose a novel approach that exploits concepts from non-standard analysis to introduce a notion of micro- and macro-steps in an extension of the TRIO metric temporal logic, called X-TRIO. We use X-TRIO to provide a formal semantics and an automated verification technique to Stateflow-like notations used in the design of flexible manufacturing systems.Comment: 20 pages, 2 figures, submitted to the conference "FORMATS: Formal Modelling and Analysis of Timed Systems" 201

A temporal logic for micro- and macro-step-based real-time systems: Foundations and applications

Many systems include components interacting with each other that evolve at possibly very different speeds. To deal with this situation many formal models adopt the abstraction of “zero-time transitions”, which do not consume time. These, however, have several drawbacks in terms of naturalness and logic consistency, as a system is modeled to be in different states at the same time. We propose a novel approach that exploits concepts from non-standard analysis and pairs them with the traditional “next” operator of temporal logic to introduce a notion of micro- and macro-steps; our approach is enacted in an extension of the TRIO metric temporal logic, called X-TRIO. We study the expressiveness and decidability properties of the new logic. Decidability is achieved through translation of a meaningful subset of X-TRIO into Linear Temporal Logic, a traditional way to support automated verification. We illustrate the usefulness and the generality of our approach by applying it to provide a formal semantics of timed Petri nets, which allows for their automated verification. We also give an overview of a formal semantics of Stateflow/Simulink diagrams, defined in terms of X-TRIO, which has been applied to the automated verification of a robotic cell

Operadores de mutação para modelos de sistemas reativos

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia Mecatrônica.Com a intensa ascensão do desenvolvimento de software, problemas relacionados a correções de bugs se tornam mais complexos. Uma das etapas do desenvolvimento de software é dedicada a testar e corrigir problemas dessa natureza. O processo de teste de um software pode ser extenso, e propenso a erros humanos. Propostas de automatização da geração de casos de teste são estudadas intensamente a décadas. Uma aproximação frequentemente abordada é a de geração de casos de teste com base em máquinas de estados finitas (MEF). Para tornar a validação de softwares mais eficiente, foram criados critérios diversos de geração de casos de teste. Ferramentas implementam tais critérios para possibilitar a geração automatizada de testes em modelos. Este trabalho propõe o desenvolvimento de operadores de mutação de modelo e de um algoritmo de execução de testes unitários de modelos, utilizando da linguagem de programação C++, integrada à ferramenta PerformCharts. Seu principal objetivo foi analisar a qualidade dos testes, gerados a partir de MEFs pelos critérios implementados ao PerformCharts, utilizando de uma análise de mutação. Os operadores de mutação implementados foram os de omissão de arco, omissão de nó e inversão de arco. O algoritmo de execução de testes unitários foi desenvolvido para percorrer uma MEF, tendo como entrada uma sequência de eventos. Os critérios de geração de testes avaliados foram o Switch-Cover, o método UIO e o método DS. Os casos de teste gerados foram aplicados a uma análise de mutação, a fim de verificar sua capacidade de detecção de modelos defeituosos. Foram utilizadas diferentes MEFs para a análise de cada critério. Por fim, os critérios conseguiram detectar todas as falhas inseridas aos modelos, indicando uma boa qualidade de geração de casos de teste à MEFs simples

Critérios para geração de casos de teste baseados em modelos descritos em PcML

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Joinville. Engenharia Mecatrônica.Com o avanço da tecnologia ferramentas como softwares estão cada vez mais presentes atualmente. Uma gama diversa de software se encontra em sistemas embarcados, os quais monitoram e executam diversas atividades. Uma das etapas para desenvolver um software é designada para verificar o correto funcionamento dele, para assim definir que nenhum dano ou execução incorreta seja executada. A geração de casos de teste com base em máquinas de estados finitos (MEF) vem sendo abordada a algum tempo, como uma maneira de automatizar os testes. Testar um software pode ser uma tarefa que demanda grande esforço e mesmo assim não garante que um erro seja detectado. A automatização da geração de testes surge como uma abordagem par dar suporte para a verificação e validação de softwares. Tem-se como objetivo principal deste trabalho o desenvolvimento dos critérios de teste Switch-Cover, UIO e DS em linguagem orientada a objeto C++, para integração com a ferramenta Performcharts. Um estudo analisando a relação dos critérios com o grafo gerado a partir de uma MEF possibilitou uma implementação direta deles. Para o método switch-cover foram abordadas algumas adaptações, já expostas à literatura, com o intuito de melhorar a eficiência do critério. A aplicação dos critérios de teste utilizou da transformação de MEF em statecharts planos, os quais apresentam o funcionamento de qualquer sistema com paralisemo, hierarquia e comunicação de difusão. Como a utilização da ferramente Performcharts, arquivos PcML foram utilizados para representação de statecharts. Visto que cada critério possui diferentes aplicabilidades, cabe ao projetista determinar qual critério é melhor aplicado ao sistema. Por fim, foi possível validar todos os três critérios para geração de casos de testes