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

Finite state machine based SDL

No abstract available

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

Combining centralised and distributed testing

Many systems interact with their environment at distributed interfaces (ports) and sometimes it is not possible to place synchronised local testers at the ports of the system under test (SUT). There are then two main approaches to testing: having independent local testers or a single centralised tester that interacts asynchronously with the SUT. The power of using independent testers has been captured using implementation relation \dioco. In this paper we define implementation relation \diococ for the centralised approach and prove that \dioco and \diococ are incomparable. This shows that the frameworks detect different types of faults and so we devise a hybrid framework and define an implementation relation \diocos for this. We prove that the hybrid framework is more powerful than the distributed and centralised approaches. We then prove that the Oracle problem is NP-complete for \diococ and \diocos but can be solved in polynomial time if we place an upper bound on the number of ports. Finally, we consider the problem of deciding whether there is a test case that is guaranteed to force a finite state model into a particular state or to distinguish two states, proving that both problems are undecidable for the centralised and hybrid frameworks

On the possibilities of FSM description of parallel composition of timed finite state machines

Конечные автоматы широко используются для анализа и синтеза дискретных систем. При описании систем, поведение которых зависит от времени, конечный автомат расширяется введением временных аспектов и вводится понятие временного автомата. В настоящей статье рассматривается проблема построения параллельной композиции для двух моделей временных автоматов, а именно, для автоматов с таймаутами и автоматов с временными ограничениями. Две эти формы временных автоматов не являются взаимозаменяемыми и являются более частными случаями общей модели временного автомата, содержащего как таймауты, так и временные ограничения. Мы также считаем, что все выше упомянутые модели временных автоматов имеют целочисленные выходные задержки (выходные таймауты). Автоматы-компоненты работают в режиме диалога, по завершении которого композиция выдаёт внешний выходной символ. При решении задач анализа для системы взаимодействующих конечных автоматов с использованием классических методов такая композиция обычно описывается единственным автоматом. В работе показывается, что в общем случае, в отличие от случая классических конечных автоматов, наличия «медленной внешней среды» и отсутствия осцилляций недостаточно для описания поведения композиции детерминированным автоматом с одной временной переменной, если входные символы могут поступать не только в целочисленные, но и рациональные моменты времени. Тем не менее, определяется класс систем, в которых каждое внешнее входное воздействие инициирует диалог между компонентами, что позволяет описать поведение такой композиции детерминированным автоматом с одной временной переменной. В частности, рассматривается последовательная композиция временных автоматов, которая удовлетворяет такому ограничению. Другое ограничение продиктовано наличием таймаутов, значение которого в каждом из состояний должно превышать величину выходной задержки при обработке любого перехода в этом состоянии