A graphical specification environnement for GCM component-based applications

National audienceAccording to the paradigm of component-based software engineering a software system can be represented as a set of independent reusable modules which communicate with each other. The OASIS team is working on a Grid Component Model (GCM) which defines how a distributed component-based application should be designed, deployed and developed. This work is focused on the modeling aspect of GCM-based applications. First, we define a formal model for the GCM-based applications architecture. Second, we provide a formalized set of consistency constraints for the GCM-based architecture validation. The created set consists of the validation rules gathered from different sources. Finally, we implement a graphical editor for the GCM-based applications architecture and behavior specifications. It has an architecture validation module which allows to verify the formalized set of constraints

Book review: Spirit of rebellion. Labor and religion in the new cotton south

International audienceThis article provides formal definitions characterizing well-formed composition of components in order to guarantee their safe deployment and execution. Our work focuses on the structural aspects of component composition; it puts together most of the concepts common to many component models, but never formalized as a whole. Our formalization characterizes correct component architectures made of functional and non-functional aspects, both structured as component assemblies. Interceptor chains can be used for a safe and controlled interaction between the two aspects. Our well-formed components guarantee a set of properties ensuring that the deployed component system has a correct architecture and can run safely. Finally, those definitions constitute the formal basis for our Eclipse-based environment for the development and specification of component-based applications

Behavioural semantics for asynchronous components

International audienceSoftware components are a valuable programming abstraction that enables a compositional design of complex applications. In distributed systems, components can also be used to provide an abstraction of locations: each component is a unit of deployment that can be placed on a different machine. In this article, we consider this kind of distributed components that are additionally loosely coupled and communicate by asynchronous invocations. Components also provide a convenient abstraction for verifying the correct behaviour of systems: they provide structuring entities easing the correctness verification. This article provides a formal background for the generation of behavioural semantics for asynchronous components. It expresses the semantics of hierarchical distributed components communicating asynchronously by requests, futures, and replies; this semantics is provided using the pNet intermediate language. This article both demonstrates the expressiveness of the pNet model and formally specifies the complete process of the generation of a behavioural model for a distributed component system. The purpose of our be-havioural semantics is to allow for verification both by finite instantiation and model-checking, and by techniques for infinite systems

Management of service composition based on self-controlled components

International audienceCloud computing and Future Internet promise a new ecosystem where everything is "as a service", reachable and connectable anywhere and anytime, everyone succeeding to get a service composition that meets his needs. But do we have the structure and the appropriate properties to design the service components and do we have the means to manage, at run-time, the personalised compositions corresponding to Service Level Agreement? In this article we introduce an entity of service composition called Self-Controlled Component (SCC), including, since the design step, functional and non-functional specifications. SCCs benefit both from the strong structure, explicit composition, and autonomic management of component-oriented programming, from the highly dynamic composition, and from the discovery capacities of service-oriented computing. Self-control mechanisms are then attached automatically to SCCs to enable autonomic application management during execution. The objective of this new concept is to provide strong Quality of Service (QoS) guarantees of composed applications. We illustrate the approach using an example called Springoo, to how in the context of a legacy application the contributions and benefits of our solution. For the management of the service composition we propose the concept of Virtual Private Service Network (VPSN) and Virtual Service Community (VSC) that allows us to model the personalised Service Level Agreement (SLA) where user requirements and provider offers converge on a QoS contract

A framework for rigorous development of distributed components : formalisation and tools

Dans cette thèse, nous proposons une approche rigoureuse pour la conception et le développement de systèmes à base de composants hiérarchiques distribués. L’idée de base du travail présenté est de combiner les techniques de conception de logiciels dirigées par les modèles, bien connues des programmeurs, avec des méthodes de vérification formelles puissantes, capables d’assurer les propriétés fonctionnelles d’un système distribué et de détecter les erreurs dès le stade de la conception. Tout d’abord, nous introduisons un formalisme graphique basé sur UML pour l’architecture et le comportement des composants hiérarchiques de modélisation. Deuxièmement, nous spécifions formellement un ensemble de contraintes qui assurent la correction de la composition des composants, en mettant l’accent sur la séparation entre les aspects fonctionnels et non-fonctionnels. Troisièmement, nous expliquons comment nos modèles graphiques peuvent être traduits automatiquement dans le formalisme d’entrée d’un model-checker. Nous nous concentrons ensuite sur le codage des fonctionnalités avancées de composants distribués, comme communications de 1 vers N, la reconfiguration et les communications asynchrones basées sur les appels de procédures distants. Enfin, nous mettons en oeuvre cette approche dans une plateforme intégrée orienté modèle qui comprend un ensemble d’éditeurs graphiques, un module de validation de la décision correcte de l’architecture statique, un module traduisant le modèle conceptuel dans une entrée pour la plateforme de vérification CADP, et enfin un générateur de code exécutableIn this thesis we introduce an approach for rigorous design and development of distributed hierarchical component-based systems. The core idea of the presented work is to combine the well-known among the programmers techniques for modeldriven software design and the powerful formal verification methods able to ensure the functional properties of a distributed system and to detect errors at the early design stage. First, we introduce a UML-based graphical formalism for modelling architecture and behaviour of hierarchical components. Second, we formally specify a set of constraints that ensure the correct components composition with a focus on separation between the functional and non-functional aspects. Third, we explain how the graphical models can be automatically translated into an input for a model-checker. For this aim, we rely on a formally specified intermediate structure encoding the semantics of components behaviour as a network of synchronised parametrised label transition systems. We focus here on encoding the advanced features of distributed components such as one-to-many communications, reconfiguration, and asynchronous communications based on request-reply. Finally, we implement the approach in an integrated model-driven environment which comprises a set of graphical editors, an architecture static correctness validation plug-in, a plug-in translating the conceptual model into an input for a verification toolsuite CADP, and a generator of the implementation cod

A framework for rigorous development of distributed components : formalisation and tools

Dans cette thèse, nous proposons une approche rigoureuse pour la conception et le développement de systèmes à base de composants hiérarchiques distribués. L’idée de base du travail présenté est de combiner les techniques de conception de logiciels dirigées par les modèles, bien connues des programmeurs, avec des méthodes de vérification formelles puissantes, capables d’assurer les propriétés fonctionnelles d’un système distribué et de détecter les erreurs dès le stade de la conception. Tout d’abord, nous introduisons un formalisme graphique basé sur UML pour l’architecture et le comportement des composants hiérarchiques de modélisation. Deuxièmement, nous spécifions formellement un ensemble de contraintes qui assurent la correction de la composition des composants, en mettant l’accent sur la séparation entre les aspects fonctionnels et non-fonctionnels. Troisièmement, nous expliquons comment nos modèles graphiques peuvent être traduits automatiquement dans le formalisme d’entrée d’un model-checker. Nous nous concentrons ensuite sur le codage des fonctionnalités avancées de composants distribués, comme communications de 1 vers N, la reconfiguration et les communications asynchrones basées sur les appels de procédures distants. Enfin, nous mettons en oeuvre cette approche dans une plateforme intégrée orienté modèle qui comprend un ensemble d’éditeurs graphiques, un module de validation de la décision correcte de l’architecture statique, un module traduisant le modèle conceptuel dans une entrée pour la plateforme de vérification CADP, et enfin un générateur de code exécutableIn this thesis we introduce an approach for rigorous design and development of distributed hierarchical component-based systems. The core idea of the presented work is to combine the well-known among the programmers techniques for modeldriven software design and the powerful formal verification methods able to ensure the functional properties of a distributed system and to detect errors at the early design stage. First, we introduce a UML-based graphical formalism for modelling architecture and behaviour of hierarchical components. Second, we formally specify a set of constraints that ensure the correct components composition with a focus on separation between the functional and non-functional aspects. Third, we explain how the graphical models can be automatically translated into an input for a model-checker. For this aim, we rely on a formally specified intermediate structure encoding the semantics of components behaviour as a network of synchronised parametrised label transition systems. We focus here on encoding the advanced features of distributed components such as one-to-many communications, reconfiguration, and asynchronous communications based on request-reply. Finally, we implement the approach in an integrated model-driven environment which comprises a set of graphical editors, an architecture static correctness validation plug-in, a plug-in translating the conceptual model into an input for a verification toolsuite CADP, and a generator of the implementation cod

Un environnement pour le développement rigoureux de composants répartis : formalisation et outils logiciels

In this thesis we introduce an approach for rigorous design and development of distributed hierarchical component-based systems. The core idea of the presented work is to combine the well-known among the programmers techniques for modeldriven software design and the powerful formal verification methods able to ensure the functional properties of a distributed system and to detect errors at the early design stage. First, we introduce a UML-based graphical formalism for modelling architecture and behaviour of hierarchical components. Second, we formally specify a set of constraints that ensure the correct components composition with a focus on separation between the functional and non-functional aspects. Third, we explain how the graphical models can be automatically translated into an input for a model-checker. For this aim, we rely on a formally specified intermediate structure encoding the semantics of components behaviour as a network of synchronised parametrised label transition systems. We focus here on encoding the advanced features of distributed components such as one-to-many communications, reconfiguration, and asynchronous communications based on request-reply. Finally, we implement the approach in an integrated model-driven environment which comprises a set of graphical editors, an architecture static correctness validation plug-in, a plug-in translating the conceptual model into an input for a verification toolsuite CADP, and a generator of the implementation codeDans cette thèse, nous proposons une approche rigoureuse pour la conception et le développement de systèmes à base de composants hiérarchiques distribués. L’idée de base du travail présenté est de combiner les techniques de conception de logiciels dirigées par les modèles, bien connues des programmeurs, avec des méthodes de vérification formelles puissantes, capables d’assurer les propriétés fonctionnelles d’un système distribué et de détecter les erreurs dès le stade de la conception. Tout d’abord, nous introduisons un formalisme graphique basé sur UML pour l’architecture et le comportement des composants hiérarchiques de modélisation. Deuxièmement, nous spécifions formellement un ensemble de contraintes qui assurent la correction de la composition des composants, en mettant l’accent sur la séparation entre les aspects fonctionnels et non-fonctionnels. Troisièmement, nous expliquons comment nos modèles graphiques peuvent être traduits automatiquement dans le formalisme d’entrée d’un model-checker. Nous nous concentrons ensuite sur le codage des fonctionnalités avancées de composants distribués, comme communications de 1 vers N, la reconfiguration et les communications asynchrones basées sur les appels de procédures distants. Enfin, nous mettons en oeuvre cette approche dans une plateforme intégrée orienté modèle qui comprend un ensemble d’éditeurs graphiques, un module de validation de la décision correcte de l’architecture statique, un module traduisant le modèle conceptuel dans une entrée pour la plateforme de vérification CADP, et enfin un générateur de code exécutabl

Un environnement intégré pour la vérification et l’éxécution de composants distribués - Version étendue

This paper targets the generation of distributed applications with safety guarantees. The proposed approach starts from graphical specification formalisms allowing the architectural and behavioral description of component systems. From this point, the user can automatically verify application properties using model-checking techniques. Finally, the specified and verified component model can be translated into executable Java code. We implement our approach in a tool suite distributed as an Eclipse plugin. This paper also illustrates our approach by modeling and verifying Peterson’s leader election algorithm.Ce travail concerne la génération d’applications distribuées avec garanties de bon fonctionnement. L’approche proposée commence avec des formalismes graphiques permettant la spécification architecturale et comportementale des systèmes de composants. Ensuite, l’utilisateur peut vérifier automatiquement les propriétés de l’application en utilisant des techniques de model-checking. Enfin, le modèle spécifié et vérifié peut être traduit en code exécutable Java. Nous mettons en oeuvre notre approche dans une suite d’outils Eclipse distribués sous forme de plugin. Ce rapport illustre notre approche par la modélisation et la vérification de l’algorithme d’élection distribué de Peterson

Integrated Environment for Verifying and Running Distributed Components

International audienceThis paper targets the generation of distributed applications with safety guarantees. The proposed approach starts from graphical specification formalisms allowing the architectural and behavioral description of component systems. From this point, the user can automatically verify application properties using model-checking techniques. Finally, the specified and verified component model can be translated into executable Java code. We implement our approach in a tool suite distributed as an Eclipse plugin. This paper also illustrates our approach by modeling and verifying Peterson's leader election algorithm