An Operator-based Approach to Incremental Development of Conform Protocol State Machines

http://drops.dagstuhl.de/opus/volltexte/2006/695/ ISBN : 978-3-939897-02-6International audienceAn incremental development framework which supports a conform construction of Protocol State Machines (PSMs) is presented. We capture design concepts and strategies of PSM construction by sequentially applying some development operators: each operator makes evolve the current PSM to another one. To ensure a conform construction, we introduce three conformance relations, inspired by the specification refinement and specification matchings supported by formal methods. Conformance relations preserve some global behavioral properties. Our purpose is illustrated by some development steps of the card service interface of an electronic purse: for each step, we introduce the idea of the development, we propose an operator and we give the new specification state obtained by the application of this operator and the property of this state relatively to the previous one in terms of conformance relation

Developing Specifications by using Operators: a Process to guarantee correctness by construction

We propose a process model for the development of specifications based on the notions of multi-view state and of operators. A specification state consists of a UML view and a B expression of the same specification. Operators model design decisions as the simultaneous transformation of UML and B descriptions. A specification development is a sequence of applications of operators. We define a notion of coherence of a specification state which allows us to define formally a notion of correctness for operators. Thus, the development process guarantees that the specification can be safely verified and validated

Opérations de construction de spécification multi-vues UML et B

Colloque avec actes et comité de lecture. nationale.National audienceLes travaux sur l'intégration d'UML et B se sont surtout focalisés sur la définition d'un processus de transformation séquentiel et unidirectionnel d'UML en B ou de B en UML. Aucun effort n'a été entrepris sur la définition d'une démarche de construction simultanée qui permette une plus grande flexibilité et la possibilité de faire évoluer la spécification tout en maintenant la cohérence et la traçabilité entre les deux représentations. L'évolution d'une spécification résulte de l'application d'une ou plusieurs opérations de construction. Celles-ci caractérisent l'expression des raisonnements suivis pour construire les différents aspects du système. Dans ce cadre, l'utilisation de plusieurs formalismes pour décrire un système ne peut être attractive et bénéfique pour le concepteur que si les outils qu'il exploite lui proposent non seulement des notations, mais aussi une démarche pour leur utilisation. La mise en place de telles fonctions nécessite la prise en compte de plusieurs facteurs comme par exemple le contexte de modélisation, la sémantique et la syntaxe des formalismes utilisés. Le travail présenté dans ce papier vise à apporter des éléments de réflexion sur la définition des opérations de construction de spécifications multi-vues UML et B

Concepts importants à la construction de spécifications multi-vues UML et B

Article dans revue scientifique avec comité de lecture. nationale.National audienceLa technique d'intégration d'UML et B est encore susceptible d'être améliorée. Nous pensons notamment à la gestion du va et vient entre les deux représentations induites. On sait aujourd'hui transformer les diagrammes UML et certaines expressions OCL en B, mais pas la contraire. Le manque de retour de B vers UML laissent penser que l'évolution individuelle des deux représentations pourrait conduire à ce qu'elles expriment des exigences contradictoires. Par ailleurs, le fait que UML et B appartiennent à deux paradigmes de modélisation différents fait que la transformation systématique de B en UML ne peut se faire sans perte d'informations. Pour surmonter ces problèmes, nous proposons de structurer la spécification en vues: une vue UML et une vue B. Dans une telle approche, l'utilisateur ne travaille plus sur deux spécifications indépendantes, mais sur une des deux représentations d'une même spécification. La structuration en vues, permettra au concepteur de faire usage du meilleur des deux: clarté architecturale pour UML et pouvoir d'expression plus outils de preuve pour B. Ce papier présente les concepts et la démarche générale de construction de spécification multi-vues UML et B

Ensuring specification correctness by construction

We propose a process model for the development of formal and semi-formal specifications based on the notions of multi-view states and development operators. A specification state is composed of a UML and a B view. The development of a specification is seen as a sequence of application of operators, which model design decisions and make both views evolve. To produce consistent specifications, we define a consistency relation between views, allowing to define and check operators' correctness. Thus, the development process guarantees that the specification can be safely verified

Vers la construction de spécifications multi-vues UML et B

Colloque avec actes et comité de lecture. nationale.National audienceOn souhaite construire les spécifications en combinant les formalismes UML et B. Dans ce cadre de nombreux travaux de recherche ont été menés ces dernières années sur la dérivation des spécifications B à partir de diagrammes UML. Malgré ses nombreux avantages, cette démarche possède quelques limites: on sait transformer UML en B, mais pas le contraire. Les modifications opérées sur la spécification B dérivée ne sont pas prises en compte en UML, ce qui pose le problème de la cohérence entre les deux représentations, la notation B contrairement à celle d'UML n'est pas orientée objets: la spécification abstraite B déduite automatiquement d'UML est éloignée de celle qu'on aurait écrite directement en B. Dans ces conditions, certains concepteurs trouvent plus simple d'écrire directement leurs spécifications en B, le processus de développement induit est séquentiel: concevoir le modèle UML, le traduire en B puis poursuivre le processus avec l'écriture des raffinements. Un tel processus ne permet pas de garantir la consistance des textes B produits avec le modèle UML initial à cause du manque de liens dynamiques entre les deux représentations. Pour dépasser ces limites, nous proposons de structurer la spécification en différentes vues (vue graphique UML et vue textuelle B). L'utilisateur ne travaille plus sur deux spécifications indépendantes, mais sur une des deux représentations d'une même spécification. Les vues permettront au concepteur de faire usage du meilleur des deux: clarté architecturale pour UML et pouvoir d'expression plus outils de preuve pour B. Nous appelons cette démarche la « construction de spécifications multi-vues UML et B »

Developing UML and B specification using operators : an application to the data refinement

Rapport interne.This paper describes an approach to system development by the managed evolution of multiple view specifications expressed with UML and B notations, using \textit{operators}. Operators maintain the consistency between UML and B. We give a framework for describing operators and illustrate it with the definition of the data refinement. As a case study, we apply this operator during the development of the generalized railroad crossing specification

Development of objectoriented and formal multi-view specifications

10 pagesRapport techniqueThis paper discusses the simultaneous use of object-oriented and formal notations to develop software specification. We propose the notions of multi-view specifications and of development operators to overcome one of the major difficulties: maintaining consistency between views during development. Operators enable to capture developments by suc- cessive approximations. We present different operators, one being fully described. The use of the framework is illustrated by some steps of the development of the generalized railroad crossing case study

An Operator-based Approach to Incremental Development of Conform Protocol State

An incremental development framework which supports a conform construction of Protocol State Machines (PSMs) is presented. We capture design concepts and strategies of PSM construction by sequentially applying some development operators: each operator makes evolve the current PSM to another one. To ensure a conform construction, we introduce three conformance relations, inspired by the specification refinement and specification matchings supported by formal methods. Conformance relations preserve some global behavioral properties. Our purpose is illustrated by some development steps of the card service interface of an electronic purse: for each step, we introduce the idea of the development, we propose an operator and we give the new specification state obtained by the application of this operator and the property of this state relatively to the previous one in terms of conformance relation