Developing logic programs from specifications using stepwise refinement

In this paper we demonstrate a refinement calculus for logic programs, which is a framework for developing logic programs from specifications. The paper is written in a tutorial-style, using a running example to illustrate how the refinement calculus is used to develop logic programs. The paper also presents an overview of some of the advanced features of the calculus, including the introduction of higher-order procedures and the refinement of abstract data types.

Specification and Evaluation of Safety Properties in a Component-Based Software Engineering Process

Over the past years, component-based software engineering has become an established paradigm in the area of complex software intensive systems. However, many techniques for analyzing these systems for critical properties currently do not make use of the component orientation. In particular, safety analysis of component-based systems is an open field of research. In this chapter we investigate the problems arising and define a set of requirements that apply when adapting the analysis of safety properties to a component-based software engineering process. Based on these requirements some important component-oriented safety evaluation approaches are examined and compared.

Proving Temporal Properties of Z Specifications Using Abstraction

This paper presents a systematic approach to proving temporal properties of arbitrary Z specifications. The approach involves (i) transforming the Z specification to an abstract temporal structure (or state transition system), (ii) applying a model checker to the temporal structure, (iii) determining whether the temporal structure is too abstract based on the model checking result and (iv) refining the temporal structure where necessary. The approach is based on existing work from the model checking literature, adapting it to Z.

The variety of variables in automated real-time refinement

The refinement calculus is a well-established theory for deriving program code from specifications. Recent research has extended the theory to handle timing requirements, as well as functional ones, and we have developed an interactive programming tool based on these extensions. Through a number of case studies completed using the tool, this paper explains how the tool helps the programmer by supporting the many forms of variables needed in the theory. These include simple state variables as in the untimed calculus, trace variables that model the evolution of properties over time, auxiliary variables that exist only to support formal reasoning, subroutine parameters, and variables shared between parallel processes.

Prototyping Behavioural Specifications in the.NET framework

Over the last decade, software architecture emerged as a critical design step in Software Engineering. This encompassed a shift from traditional programming towards the deployment and assembly of independent components. The specification of the overall system structure, on the one hand, and of the interactions patterns between its components, on the other, became a major concern for the working developer. Although a number of formalisms to express behaviour and supply the indispensable calculational power to reason about designs, are available, the task of deriving architectural designs on top of popular component platforms has remained largely informal. This paper introduces a systematic approach to derive, from behavioural specifications written in Ccs, the corresponding architectural skeletons in the Microsoft .Net framework in the form of executable C] code. Such prototyping process is automated by means of a specific tool developed in Haskell

Desenvolvimento, testes e qualidade de software

RESUMO: Hoje em dia o software tornou-se num elemento útil na vida das pessoas e das empresas. Existe cada vez mais a necessidade de utilização de aplicações de qualidade, com o objectivo das empresas se diferenciarem no mercado. As empresas produtoras de software procuram aumentar a qualidade nos seus processos de desenvolvimento, com o objectivo de garantir a qualidade do produto final. A dimensão e complexidade do software aumentam a probabilidade do aparecimento de não-conformidades nestes produtos, resultando daí o interesse pela actividade de testes de software ao longo de todo o seu processo de concepção, desenvolvimento e manutenção. Muitos projectos de desenvolvimento de software são entregues com atraso por se verificar que na data prevista para a sua conclusão não têm um desempenho satisfatório ou por não serem confiáveis, ou ainda por serem difíceis de manter. Um bom planeamento das actividades de produção de software significa usualmente um aumento da eficiência de todo o processo produtivo, pois poderá diminuir a quantidade de defeitos e os custos que decorrem da sua correcção, aumentando a confiança na utilização do software e a facilidade da sua operação e manutenção. Assim se reconhece a importância da adopção de boas práticas no desenvolvimento do software. Para isso deve-se utilizar uma abordagem sistemática e organizada com o intuito de produzir software de qualidade. Esta tese descreve os principais modelos de desenvolvimento de software, a importância da engenharia dos requisitos, os processos de testes e principais validações da qualidade de software e como algumas empresas utilizam estes princípios no seu dia-a-dia, com o intuito de produzir um produto final mais fiável. Descreve ainda alguns exemplos como complemento ao contexto da tese. ABSTRACT: Nowadays the software has become a useful element in people's lives and it is increasingly a need for the use of quality applications from companies in order to differentiate in the market. The producers of software increase quality in their development processes, in order to ensuring final product quality. The complexity and size of software, increases the probability of the emergence of non-conformities in these products, this reason increases of interest in the business of testing software throughout the process design, development and maintenance. Many software development projects are postpone because in the date for delivered it’s has not performed satisfactorily, not to be trusted, or because it’s harder to maintain. A good planning of software production activities, usually means an increase in the efficiency of all production process, because it can decrease the number of defects and the costs of it’s correction, increasing the reliability of software in use, and make it easy to operate and maintenance. In this manner, it’s recognized the importance of adopting best practices in software development. To produce quality software, a systematic and organized approach must be used. This thesis describes the main models of software development, the importance of requirements engineering, testing processes and key validation of software quality and how some companies use these principles daily, in order to produce a final product more reliable. It also describes some examples in addition to the context of this thesis.

Projecto timecloud: software de gestão de tempo laboral numa plataforma cloud

O presente projecto tem como objectivo a disponibilização de uma plataforma de serviços para gestão e contabilização de tempo remunerável, através da marcação de horas de trabalho, férias e faltas (com ou sem justificação). Pretende-se a disponibilização de relatórios com base nesta informação e a possibilidade de análise automática dos dados, como por exemplo excesso de faltas e férias sobrepostas de trabalhadores. A ênfase do projecto está na disponibilização de uma arquitectura que facilite a inclusão destas funcionalidades. O projecto está implementado sobre a plataforma Google App Engine (i.e. GAE), de forma a disponibilizar uma solução sob o paradigma de Software as a Service, com garantia de disponibilidade e replicação de dados. A plataforma foi escolhida a partir da análise das principais plataformas cloud existentes: Google App Engine, Windows Azure e Amazon Web Services. Foram analisadas as características de cada plataforma, nomeadamente os modelos de programação, os modelos de dados disponibilizados, os serviços existentes e respectivos custos. A escolha da plataforma foi realizada com base nas suas características à data de iniciação do presente projecto. A solução está estruturada em camadas, com as seguintes componentes: interface da plataforma, lógica de negócio e lógica de acesso a dados. A interface disponibilizada está concebida com observação dos princípios arquitecturais REST, suportando dados nos formatos JSON e XML. A esta arquitectura base foi acrescentada uma componente de autorização, suportada em Spring-Security, sendo a autenticação delegada para os serviços Google Acounts. De forma a permitir o desacoplamento entre as várias camadas foi utilizado o padrão Dependency Injection. A utilização deste padrão reduz a dependência das tecnologias utilizadas nas diversas camadas. Foi implementado um protótipo, para a demonstração do trabalho realizado, que permite interagir com as funcionalidades do serviço implementadas, via pedidos AJAX. Neste protótipo tirou-se partido de várias bibliotecas javascript e padrões que simplificaram a sua realização, tal como o model-view-viewmodel através de data binding. Para dar suporte ao desenvolvimento do projecto foi adoptada uma abordagem de desenvolvimento ágil, baseada em Scrum, de forma a implementar os requisitos do sistema, expressos em user stories. De forma a garantir a qualidade da implementação do serviço foram realizados testes unitários, sendo também feita previamente a análise da funcionalidade e posteriormente produzida a documentação recorrendo a diagramas UML.

Exploração do UML para a derivação automática de requisitos arquitecturais. Uma abordagem orientada a modelos

O desenvolvimento de software orientado a modelos defende a utilização dos modelos como um artefacto que participa activamente no processo de desenvolvimento. O modelo ocupa uma posição que se encontra ao mesmo nível do código. Esta é uma abordagem importante que tem sido alvo de atenção crescente nos últimos tempos. O Object Management Group (OMG) é o responsável por uma das principais especificações utilizadas na definição da arquitectura dos sistemas cujo desenvolvimento é orientado a modelos: o Model Driven Architecture (MDA). Os projectos que têm surgido no âmbito da modelação e das linguagens específicas de domínio para a plataforma Eclipse são um bom exemplo da atenção dada a estas áreas. São projectos totalmente abertos à comunidade, que procuram respeitar os standards e que constituem uma excelente oportunidade para testar e por em prática novas ideias e abordagens. Nesta dissertação foram usadas ferramentas criadas no âmbito do Amalgamation Project, desenvolvido para a plataforma Eclipse. Explorando o UML e usando a linguagem QVT, desenvolveu-se um processo automático para extrair elementos da arquitectura do sistema a partir da definição de requisitos. Os requisitos são representados por modelos UML que são transformados de forma a obter elementos para uma aproximação inicial à arquitectura do sistema. No final, obtêm-se um modelo UML que agrega os componentes, interfaces e tipos de dados extraídos a partir dos modelos dos requisitos. É uma abordagem orientada a modelos que mostrou ser exequível, capaz de oferecer resultados práticos e promissora no que concerne a trabalho futuro.

Estimação de cobertura rádio em comunicações ferroviárias

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Controlo e optimização de sistemas AVAC recorrendo a técnicas de inteligência artificial

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Specification of software architecture reconfiguration

In the past years, Software Architecture has attracted increased attention by academia and industry as the unifying concept to structure the design of complex systems. One particular research area deals with the possibility of reconfiguring architectures to adapt the systems they describe to new requirements. Reconfiguration amounts to adding and removing components and connections, and may have to occur without stopping the execution of the system being reconfigured. This work contributes to the formal description of such a process. Taking as a premise that a single formalism hardly ever satisfies all requirements in every situation, we present three approaches, each one with its own assumptions about the systems it can be applied to and with different advantages and disadvantages. Each approach is based on work of other researchers and has the aesthetic concern of changing as little as possible the original formalism, keeping its spirit. The first approach shows how a given reconfiguration can be specified in the same manner as the system it is applied to and in a way to be efficiently executed. The second approach explores the Chemical Abstract Machine, a formalism for rewriting multisets of terms, to describe architectures, computations, and reconfigurations in a uniform way. The last approach uses a UNITY-like parallel programming design language to describe computations, represents architectures by diagrams in the sense of Category Theory, and specifies reconfigurations by graph transformation rules.

Traceability support in software product lines

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática.