Báo cáo " Nghiên cứu phương pháp xây dựng tự động mô hình" pdf

Nghiên cứu phương pháp xây dựng tự động mô hình Lê Bá Cường Trường Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Công nghệ phần mềm; Mã số: 60 48 10 Người hướng dẫn: TS.. Nghiên cứu phươn

Nghiên cứu phương pháp xây dựng tự động

mô hình

Lê Bá Cường

Trường Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Công nghệ phần mềm; Mã số: 60 48 10

Người hướng dẫn: TS Phạm Ngọc Hùng

Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Mô tả các phương pháp hình thức cho đặc tả phần mềm, các khái niệm về

thành phần phần mềm, đặc tả thành phần phần mềm, máy hữu hạn trạng thái, hệ chuyển trạng thái được gán nhãn và ôtômát hữu hạn trạng thái Nghiên cứu phương pháp xây dựng tự động mô hình mô tả chính xác hành vi của một thành phần phần mềm Qua đó đề xuất giải pháp cho việc xây dựng mô hình thành phần phần mềm Đưa ra kết quả thực nghiệm: công cụ sinh mô hình của một thành phần phần mềm và ý

nghĩa công cụ xây dựng mô hình

Keywords: Công nghệ thông tin; Mô hình tự động; Công nghệ phần mềm

Content

Công nghệ phần mềm hướng thành phần đang được xem như là một phương pháp hiệu quả cho phát triển phần mềm Với công nghệ này, chúng ta có thể giảm thiểu thời gian và công sức trong khi vẫn đảm bảo được chất lượng phần mềm Công nghệ hướng thành phần giúp cho việc xây dựng cũng như tiến hóa phần mềm rất nhanh chóng bằng việc tái sử dụng

và tích hợp các thành phần phần mềm Các ứng dụng được xây dựng bằng cách tích hợp các thành phần độc lập cùng tương tác với nhau Các thành phần này có thể được xây dựng nên bởi nhà phát triển phần mềm hoặc bởi bên thứ ba

Một trong những vấn đề cấp thiết và khó khăn nhất của công nghệ hướng thành phần

là làm thế nào để đảm bảo rằng các thành phần phần mềm có thể cộng tác được với nhau để đạt được mục tiêu của hệ thống Giải pháp phổ biến hiện nay để giải quyết vấn đề này là áp dụng các phương pháp kiểm thử hoặc kiểm chứng mô hình [7] Trong công nghiệp, các phương pháp kiểm thử đang được áp dụng phổ biến nhất nhằm đảm bảo tính đúng đắn của phần mềm Tuy nhiên, các ca kiểm thử thường vẫn được sinh thủ công nên rất tốn công sức và tính bao phủ của chúng không cao Kiểm thử tự động đang được xem là giải pháp tiềm năng

để giải quyết vấn đề này Bên cạnh đó, các phương pháp kiểm chứng mô hình [7] hứa hẹn sẽ

là cách tiếp cận hiệu quả nhằm chứng minh tính đúng đắn của phần mềm

Để áp dụng các phương pháp kiểm chứng mô hình và các phương pháp kiểm thử tự động, chúng ta phải xây dựng mô hình mô tả chính xác hành vi của hệ thống Các

nghiên cứu hiện nay về kiểm chứng mô hình và kiểm thử tự động đều giả thiết rằng mô hình của hệ thống là sẵn có và đúng đắn Trên thực tế, việc xây dựng mô hình của hệ thống là công việc khó khăn và tiềm ẩn nhiều lỗi Hơn nữa, cho dù mô hình của hệ thống đã sẵn có và đúng đắn thì nó chưa chắc đã là mô hình đúng đắn khi phần mềm được tiến hóa với việc thêm bớt một số hành vi của hệ thống Một khó khăn nữa của việc xây dựng mô hình của hệ thống là trong trường hợp các thành phần phần mềm được phát triển bởi bên thứ ba vì khi đó chúng ta không có mã nguồn và tài liệu đầy đủ và nếu có thì cũng rất khó hiểu

Như vậy, bài toán xây dựng mô hình mô tả chính xác hành vi của hệ thống không những có ý nghĩa rất to lớn trong việc kiểm chứng mô hình và kiểm thử tự động mà còn có

giá trị thực tiễn cao và được nhiều người quan tâm Do đó, tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên

cứu phương pháp xây dựng mô hình tự động” cho nghiên cứu của mình

Đề tài này nhằm mục đích nghiên cứu phương pháp xây dựng mô hình tự động mô tả chính xác hành vi của hệ thống, làm cơ sở cho việc áp dụng các kỹ thuật kiểm chứng mô hình

và kiểm thử tự động nhằm góp phần nâng cao chất lượng phần mềm

Nội dung của luận văn được trình bày trong bốn chương và phần kết luận

Chương 1 giới thiệu về đề tài Chương này trình bày các ngữ cảnh, những lý do chọn

đề tài, mục tiêu của đề tài và cấu trúc của luận văn

Chương 2 trình bày các khái niệm cơ bản phục vụ cho đề tài Chương này mô tả các phương pháp hình thức cho đặc tả phần mềm, các khái niệm về thành phần phần mềm và đặc

tả thành phần phần mềm, máy hữu hạn trạng thái, hệ chuyển trạng thái được gán nhãn, ôtômát hữu hạn trạng thái và các khái niệm liên quan

Chương 3 nghiên cứu phương pháp xây dựng tự động mô hình mô tả chính xác hành

vi của một thành phần phần mềm Trong chương này, chúng tôi đề xuất hai giải pháp cho việc xây dựng mô hình thành phần phần mềm Giải pháp thứ nhất là xây dựng mô hình sử dụng thuật toán học L* Đây là phương pháp học lặp đi lặp lại để xây dựng mô hình ứng viên tương ứng với thành phần phần mềm C Ở mỗi bước lặp, chúng ta sẽ kiểm tra tính tương thích giữa

mô hình ứng viên với thành phần C và cập nhật lại mô hình ứng viên nếu không tương thích Giải pháp thứ hai là xây dựng mô hình sử dụng thuật toán Thompson [11] Phương pháp này xây dựng ôtômát hữu hạn như một mô hình mô tả chính xác hành vi của thành phần phần mềm C tương đương với biểu thức chính quy sinh tập dẫn xuất trên C

Chương 4 giới thiệu về kết quả thực nghiệm Chương này trình bày những kết quả đạt được, công cụ sinh mô hình của một thành phần phần mềm và áp dụng cho một số ví dụ cụ thể

Cuối cùng là phần kết luận, định hướng mở rộng và tài liệu tham khảo

References

Tiếng việt

[1] Nguyễn Văn Ba (2002), Ngôn ngữ hình thức, NXB Khoa học và kỹ

thuật, Hà Nội

[2] Đoàn Văn Ban (2007), Ôtômát và ngôn ngữ hình thức, Đại học Thái

Nguyên

[3] Đỗ Đức Giáo (2004), Toán rời rạc, NXB đại học QGHN

[4] Đặng Huy Ruận (2002), Lý thuyết ngôn ngữ hình thức và ôtômát, NXB

Đại học QGHN

Tiếng Anh

[5] A.Nerode (1958), "Linear Automaton Transformations", Proc of the

American Mathemat-ical Society, no 9, pp 541 – 544

[6] D.Angluin (Nov.1987), "Learning regular set from queries and counter

examples", Information and Computation

[7] E M Clarke, O Grumberg, and D Peled (1999), "Model Checking",

The MIT Press

[8] M.P.Vasilevskii (Aug 1973), "Failure Diagnosis of Automata",

Kibernetika, no 4, pp 98 – 108

[9] P.N.Hung (2009), An assumption regeneration tool for modular verification of evolving component–based software,

http://www.coltech.vnu.edu.vn/~hungpn/AGTool/

[10] P.N.Hung (2009), Assume-Guarantee verification of Evolving

component based software

[11] Ken Thompson (June 1968), "Regular expression search algorithm",

Communications of the ACM 11(6), pp 419–422,

http://doi.acm.org/10.1145/363347.363387

[12] R.L.Rivest and R.E.Schapire (Apr 1993), "Inference of finite automata

using homing sequences", Information and Computation

[13] T S Chow (May 1978), "Testing software design modeled by

finite-state machine", IEEE Transactions on Software Engineering, vol 4, no 3, pp 178–187