Towards more accurate real time testing

The languages Message Sequence Charts (MSC) [1], System Design Language1 (SDL) [2] and Testing and Test Control Notation Testing2 (TTCN-3) [3] have been developed for the design, modelling and testing of complex software systems. These languages have been developed to complement one another in the software development process. Each of these languages has features for describing, analysing or testing the real time properties of systems. Robust toolsets exist which provide integrated environments for the design, analysis and testing of systems, and it is claimed, for the complete development of real time systems. It was shown in [4] however, that there are fundamental problems with the SDL language and its associated tools for modelling and reasoning about real time systems. In this paper we present the limitations of TTCN-3 and propose recommendations which help minimise the timing inaccuracies that would otherwise occur in using the language directly

Finite state machine based SDL

No abstract available

Using formal methods to support testing

Formal methods and testing are two important approaches that assist in the development of high quality software. While traditionally these approaches have been seen as rivals, in recent years a new consensus has developed in which they are seen as complementary. This article reviews the state of the art regarding ways in which the presence of a formal specification can be used to assist testing

Abstractions and Static Analysis for Verifying Reactive Systems

Fokkink, W.J. [Promotor]Sidorova, N. [Copromotor

Abstract State Machines 1988-1998: Commented ASM Bibliography

An annotated bibliography of papers which deal with or use Abstract State Machines (ASMs), as of January 1998.Comment: Also maintained as a BibTeX file at http://www.eecs.umich.edu/gasm

Enhancing state space reduction techniques for model checking

Model-checking is een techniek voor het automatisch opsporen van fouten in en de verificatie van hardware en software. De techniek is gebaseerd op het doorzoeken van de globale toestandsruimte van het systeem. Deze toestandsruimte groeit vaak exponentieel met de grootte van de systeembeschrijving. Als gevolg hiervan is een van de voornaamste knelpunten in model-checking de zogenaamde toestandsexplosie. Er bestaan veel aanpakken om met dit probleem om te gaan. We presenteren verbeteringen van sommige bestaande technieken voor reductie van de toestandsruimte die gebaseerd zijn op expliciete enumeratie van die ruimte. We schenken vooral aandacht aan het verbeteren van verscheidene algoritmen die, hoewel ze slechts een deel van de toestandsruimte onderzoeken, nog steeds gegeven een eigenschap kunnen bewijzen of weerleggen. In het bijzonder is ons onderzoek toegespitst op twee typen reducties. Het eerste type, parti¨eleordening (PO) reductie, buit de onafhankelijkheid van acties in het systeem uit. Het tweede type is een klasse van reducties die voordeel halen uit symmetrie¨en van het systeem. De voornaamste bijdragen van dit proefschrift in verband met de parti¨ele ordening reductie zijn de volgende: – Het gebruik van systeemhi¨erarchie voor effici¨entere parti¨ele-ordening reductie door klustering van processen – De meeste model-checking technieken beschouwen het model als een platte compositie van processen. We laten zien hoe de reductie kan profiteren van de systeemstructuur door uitbuiting van de hi¨erarchie in het systeem (Hoofdstuk 2). – Correcte syntactische criteria om onafhankelijke acties te vinden voor parti¨ele ordening reductie voor systemen met synchronizerende communicaties die gecombineerd zijn met prioriteit-keuze en/of zwakke fairness (Hoofdstuk 3). – Parti¨ele-ordening reductie voor discrete tijd – We laten zien hoe het algoritme voor parti¨ele ordening reductie zonder tijd aangepast kan worden, in het geval tijd gerepresenteerd wordt middels gehele getallen (Hoofdstuk 4). De bijdragen betreffende symmetrie-gebaseerde reducties kunnen als volgt samengevat worden: – Effici¨ente heuristieken voor het vinden van representanten van equivalentieklassen voor symmetrie-gebaseerde reductie (Hoofdstuk 6). – Een effici¨ent algoritme voor model-checking onder zwakke fairness met toestandsruimte reductietechnieken die gebaseerd zijn op symmetrie (Hoofdstuk 7). Het succes van model-checking is voornamelijk gebaseerd op de relatief gemakkelijke implementatie in software gereedschappen. Bijna alle bovengenoemde theoretische resultaten zijn ge¨implementeerd in de praktijk en de ontwikkelde prototype implementaties zijn ge¨evalueerd in praktijkstudies. Het meeste implementatie werk is gerelateerd aan de model checker Spin. Van de praktische bijdragen in dit document noemen we: – DT Spin – een uitbreiding van Spin met discrete tijd die het in het proefschrift gepresenteerd discrete-tijd PO reductie algoritme bevat (Hoofdstuk 4). – if2pml – een vertaler van de modelleertaal IF naar Spins invoertaal Promela, die als het tweede deel van een vertaler van SDL naar Promela bedoeld is (Hoofdstuk 5). – SymmSpin – een symmetrie-reductie pakket voor Spin, gebaseerd op de heuristiek beschreven in dit proefschrift (Hoofdstuk 6). De implementaties zijn getest op voorbeelden uit de literatuur en het bedrijfsleven met bemoedigende resultaten. In het bijzonder noemen we MASCARA – een industrieel protocol dat draadloze communicatie met ATM combineert (Hoofdstuk 5). De experimenten zijn niet alleen een aanwijzing voor de kwaliteit van de resultaten en de implementatie, maar ze waren en zijn ook een inspiratie voor nieuw theoretisch werk. Een typerend voorbeeld is de verenigbaarheid van parti¨ele ordening reductie met prioriteit-keuze en fairness in modellen met rendez-vous communicatie. De verbetering van het parti¨ele-ordening algoritme was rechtstreeks ge¨inspireerd door experimenten met Spin en zijn discrete-tijd uitbreiding DT Spin, ontwikkeld in dit proefschrift

Generating a Performance Stochastic Model from UML Specifications

Since its initiation by Connie Smith, the process of Software Performance Engineering (SPE) is becoming a growing concern. The idea is to bring performance evaluation into the software design process. This suitable methodology allows software designers to determine the performance of software during design. Several approaches have been proposed to provide such techniques. Some of them propose to derive from a UML (Unified Modeling Language) model a performance model such as Stochastic Petri Net (SPN) or Stochastic process Algebra (SPA) models. Our work belongs to the same category. We propose to derive from a UML model a Stochastic Automata Network (SAN) in order to obtain performance predictions. Our approach is more flexible due to the SAN modularity and its high resemblance to UML' state-chart diagram

TURTLE-P: a UML profile for the formal validation of critical and distributed systems

The timed UML and RT-LOTOS environment, or TURTLE for short, extends UML class and activity diagrams with composition and temporal operators. TURTLE is a real-time UML profile with a formal semantics expressed in RT-LOTOS. Further, it is supported by a formal validation toolkit. This paper introduces TURTLE-P, an extended profile no longer restricted to the abstract modeling of distributed systems. Indeed, TURTLE-P addresses the concrete descriptions of communication architectures, including quality of service parameters (delay, jitter, etc.). This new profile enables co-design of hardware and software components with extended UML component and deployment diagrams. Properties of these diagrams can be evaluated and/or validated thanks to the formal semantics given in RT-LOTOS. The application of TURTLE-P is illustrated with a telecommunication satellite system