Methodologies synthesis

This deliverable deals with the modelling and analysis of interdependencies between critical infrastructures, focussing attention on two interdependent infrastructures studied in the context of CRUTIAL: the electric power infrastructure and the information infrastructures supporting management, control and maintenance functionality. The main objectives are: 1) investigate the main challenges to be addressed for the analysis and modelling of interdependencies, 2) review the modelling methodologies and tools that can be used to address these challenges and support the evaluation of the impact of interdependencies on the dependability and resilience of the service delivered to the users, and 3) present the preliminary directions investigated so far by the CRUTIAL consortium for describing and modelling interdependencies

Extra Functional Properties Evaluation of Self-managed Software Systems with Formal Methods

Multitud de aplicaciones software actuales están abocadas a operar en contextos dinámicos. Estos pueden manifestarse en términos de cambios en el entorno de ejecución de la aplicación, cambios en los requisitos de la aplicación, cambios en la carga de trabajo recibida por la aplicación, o cambios en cualquiera de los elementos que la aplicación software pueda percibir y verse afectada. Además, estos contextos dinámicos no están restringidos a un dominio particular de aplicaciones sino que se pueden encontrar en múltiples dominios, tales como: sistemas empotrados, arquitecturas orientadas a servicios, clusters para computación de altas prestaciones, dispositivos móviles o software para el funcionamiento de la red. La existencia de estas características disuade a los ingenieros de desarrollar software que no sea capaz de cambiar de modo alguno su ejecución para acomodarla al contexto en el que se está ejecutando el software en cada momento. Por lo tanto, con el objetivo de que el software pueda satisfacer sus requisitos en todo momento, este debe incluir mecanismos para poder cambiar su configuración de ejecución. Además, debido a que los cambios de contexto son frecuentes y afectan a múltiples dispositivos de la aplicación, la intervención humana que cambie manualmente la configuración del software no es una solución factible. Para enfrentarse a estos desafíos, la comunidad de Ingeniería del Software ha propuesto nuevos paradigmas que posibilitan el desarrollo de software que se enfrenta a contextos cambiantes de un modo automático; por ejemplo las propuestas Autonomic Computing y Self-* Software. En tales propuestas es el propio software quien gestiona sus mecanismos para cambiar la configuración de ejecución, sin requerir por lo tanto intervención humana alguna. Un aspecto esencial del software auto-adaptativo (Self-adaptive Software es uno de los términos más generales para referirse a Self-* Software) es el de planear sus cambios o adaptaciones. Los planes de adaptación determinan tanto el modo en el que se adaptará el software como los momentos oportunos para ejecutar tales adaptaciones. Hay un gran conjunto de situaciones para las cuales la propiedad de auto- adaptación es una solución. Una de esas situaciones es la de mantener al sistema satisfaciendo sus requisitos extra funcionales, tales como la calidad de servicio (Quality of Service, QoS) y su consumo de energía. Esta tesis ha investigado esa situación mediante el uso de métodos formales. Una de las contribuciones de esta tesis es la propuesta para asentar en una arquitectura software los sistemas que son auto-adaptativos respecto a su QoS y su consumo de energía. Con este objetivo, esta parte de la investigación la guía una arquitectura de tres capas de referencia para sistemas auto-adaptativos. La bondad del uso de una arquitectura de referencia es que muestra fácilmente los nuevos desafíos en el diseño de este tipo de sistemas. Naturalmente, la planificación de la adaptación es una de las actividades consideradas en la arquitectura. Otra de las contribuciones de la tesis es la propuesta de métodos para la creación de planes de adaptación. Los métodos formales juegan un rol esencial en esta actividad, ya que posibilitan el estudio de las propiedades extra funcionales de los sistemas en diferentes configuraciones. El método formal utilizado para estos análisis es el de las redes de Petri markovianas. Una vez que se ha creado el plan de adaptación, hemos investigado la utilización de los métodos formales para la evaluación de QoS y consumo de energía de los sistemas auto-adaptativos. Por lo tanto, se ha contribuido a la comunidad de análisis de QoS con el análisis de un nuevo y particularmente complejo tipo de sistemas software. Para llevar a cabo este análisis se requiere el modelado de los cambios din·micos del contexto de ejecución, para lo que se han utilizado una variedad de métodos formales, como los Markov modulated Poisson processes para estimar los parámetros de las variaciones en la carga de trabajo recibida por la aplicación, o los hidden Markov models para predecir el estado del entorno de ejecución. Estos modelos han sido usados junto a las redes de Petri para evaluar sistemas auto-adaptativos y obtener resultados sobre su QoS y consumo de energía. El trabajo de investigación anterior sacó a la luz el hecho de que la adaptabilidad de un sistema no es una propiedad tan fácilmente cuantificable como las propiedades de QoS -por ejemplo, el tiempo de respuesta- o el consumo de energÌa. En consecuencia, se ha investigado en esa dirección y, como resultado, otra de las contribuciones de esta tesis es la propuesta de un conjunto de métricas para la cuantificación de la propiedad de adaptabilidad de sistemas basados en servicios. Para conseguir las anteriores contribuciones se realiza un uso intensivo de modelos y transformaciones de modelos; tarea para la que se han seguido las mejores prácticas en el campo de investigación de la Ingeniería orientada a modelos (Model-driven Engineering, MDE). El trabajo de investigación de esta tesis en el campo MDE ha contribuido con: el aumento de la potencia de modelado de un lenguaje de modelado de software propuesto anteriormente y métodos de transformación desde dos lenguajes de modelado de software a redes de Petri estocasticas

Moment Matching-Based Distribution Fitting with Generalized Hyper-Erlang Distributions

This paper describes a novel moment matching based fitting method for phase-type (PH) distributions. A special sub-class of phase-type distributions is introduced for the fitting, called generalized hyper-Erlang distributions. The user has to provide only two parameters: the number of moments to match, and the upper bound for the sum of the multiplicities of the eigenvalues of the distribution, which is related to the maximal size of the resulting PH distribution. Given these two parameters, our method obtains all PH distributions that match the target moments and have a Markovian representation up to the given size. From this set of PH distributions the best one can be selected according to any distance function

Colloque International Book of Abstracts Edité par K. Boukhetala et J.F Dupuy

International audienceLe colloque international Modélisation Stochastique et Statistique, dans sa troisième édition, est une rencontre scientifique de haut niveau regroupant chercheurs uni-versitaires et experts praticiens du calcul stochastique et statistique et ses applications dans les domaines so-cio économique, industriel et environnemental. Par les différents thèmes abordés, cette rencontre constituera un cadre idéal pour débattre et discuter des développe-ments récents. Un atelier sur le calcul numérique sto-chastique intensif et ses applications sera animé par des spécialistes en la matière. D'autre part, cette rencontre offrira une occasion de rapprochement entre académi-ciens et professionnels en matière d'échange d'idées et d'expériences dans le domaine de l'utilisation de l'ou-til stochastique et statistique en analyse, modélisation, simulation et prospection pour l'aide à la prise de déci-sion

Recent advances in petri nets and concurrency

CEUR Workshop Proceeding

A methodology for automated service level agreement compliance prediction

PhD ThesisService Level Agreement (SLA) specification languages express monitorable contracts between service providers and consumers. It is of interest to determine if predictive models can be derived for SLAs expressed in such languages, if possible in a fashion that is as automated as possible. Assuming that the service developer or user uses some SLA specification languages during the service development or deployment process,the Service level agreement Compliance Prediction(SlaCP) methodology is proposed as a general engineering methodology for predicting SLA compliance.This methodology helps contractual parties to assess the probability of SLA compliance,as automatically as is feasible,by mapping an existing SLA on a stochastic model of the service and using existing numerical solution algorithms or discrete event simulation to solve the model.The SlaCP methodology is generic, but the methodology is mostly described,in this thesis,assuming the use of the Web Service Level Agreement(WSLA)and the Stochastic Discrete Event Systems (SDES)formalism.The approach taken in this methodology is firstly to associate formal semantics with WSLA elements in order to be understood mathematically precise.Then,a five-step mapping process between the source and the target formalisms is conducted.These steps include:mapping into model primitives,reward metrics,expressions for functions of the semetrics,the time at which the prediction occurs,and the ultimate probability of SLA compliance.The proposed methodology is implemented in a software tool that automates most of its steps using Mobius and SPNP.The methodology is evaluated using a case study which shows the methodology’s feasibility and limitations in both theoretical and practical terms.Tishreen University, Ministry of Higher Education in Syri