Geração de código no projeto de sistemas reativos a partir da linguagem RS

A linguagem síncrona RS é destinada ao desenvolvimento de sistemas reativos. O presente trabalho tem como objetivo criar meios que facilitem o uso da linguagem RS no projeto e implementação desses sistemas, permitindo que, à partir da especificação de um sistema reativo, seja realizada a sua implementação de forma automática. Deste modo, a linguagem RS é utilizada para a descrição do comportamento de um sistema em um alto nível de abstração, antes de serfeitas a decomposição do sistema em componentes de software ou hardware. A implmentação do protótipo do sistema computacional dedicado é obtida através de uma síntese automática desse modelo de alto nível. Foram implementados geradores de código que utilizam o código objeto fornecido pelo compilador da linguagem RS. Os geradores fazem a tradução para a linguagem C, para a linguagem JAVA, ou para a linguagem de descrição de hardware VHDL. A partir da síntese desses códigos poderá ser obtida a implementação do sistema em um micrcoomputador comercial, em um microcomputador Java de dedicado (ASIP Java), ou em um hardware de aplicação específica (ASIC). Foram realizados estudos de caso representativos dos sistemas reativos embaraçados e de tempo rel. Estes estudos de caso serviram para validar os geradores de código bem como para analisar o uso da linguagem RS no projeto e implementação desses sistemas.

MaRISA-AOCode: uma abordagem genérica para geração de código orientado a aspectos

Currently there are several aspect-oriented approaches that are related to different stages of software development process. These approaches often lack integration with each other and their models and artifacts are not aligned in a coherent process. The integration of Aspect-Oriented Software development (AOSD) and Model-Driven Development (MDD) enables automatic propagation of models from one phase to another, avoiding loss of important information and decisions established in each. This paper presents a model driven approach, called Marisa-AOCode, which supports the processing of detailed design artifacts to code in different Aspect-Oriented Programming languages. The approach proposed by Maris- AOCode defines transformation rules between aSideML, a modeling language for aspectoriented detailed design, and Metaspin, a generic metamodel for aspect-oriented programming languages. The instantiation of the generic metamodel (Metaspin) provided by the approach of Maris-AOCode is illustrated by the transformation of Metaspin for two languages: AspectLua and CaesarJ. We illustrate the approach with a case study based on the Health Watcher System

Geração automática de interfaces com o utilizador: uma abordagem baseada em MDA para a plataforma PHP

Os modelos e as técnicas de modelação são, hoje em dia, fundamentais na engenharia de software, devido à complexidade e sofisticação dos sistemas de informação actuais.A linguagem Unified Modeling Language (UML) [OMG, 2005a] [OMG, 2005b] tornou-se uma norma para modelação, na engenharia de software e em outras áreas e domínios, mas é reconhecida a sua falta de suporte para a modelação da interactividade e da interface com o utilizador [Nunes and Falcão e Cunha, 2000].Neste trabalho, é explorada a ligação entre as áreas de engenharia de software e de interacção humano-computador, tendo, para isso, sido escolhido o processo de desenvolvimento Wisdom [Nunes and Falcão e Cunha, 2000] [Nunes, 2001]. O método Wisdom é conduzido por casos de utilização essenciais e pelo princípio da prototipificação evolutiva, focando-se no desenho das interfaces com o utilizador através da estrutura da apresentação, com a notação Protótipos Abstractos Canónicos (PAC) [Constantine and Lockwood, 1999] [Constantine, 2003], e do comportamento da interacção com a notação ConcurTaskTrees (CTT) [Paternò, 1999] [Mori, Paternò, et al., 2004] em UML.É proposto, também, neste trabalho um novo passo no processo Wisdom, sendo definido um modelo específico, construído segundo os requisitos da recomendação Model Driven Architecture (MDA) [Soley and OMG, 2000] [OMG, 2003] elaborada pela organização Object Managent Group (OMG). Este modelo específico será o intermediário entre o modelo de desenho e a implementação da interface final com o utilizador. Esta proposta alinha o método Wisdom com a recomendação MDA, tornando possível que sejam gerados, de forma automática, protótipos funcionais de interfaces com o utilizador a partir dos modelos conceptuais de análise e desenho.Foi utilizada a ferramenta de modelação e de metamodelação MetaSketch [Nóbrega, Nunes, et al., 2006] para a definição e manipulação dos modelos e elementos propostos. Foram criadas as aplicações Model2Model e Model2Code para suportar as transformações entre modelos e a geração de código a partir destes. Para a plataforma de implementação foi escolhida a framework Hydra, desenvolvida na linguagem PHP [PHP, 2006], que foi adaptada com alguns conceitos de modo a suportar a abordagem defendida neste trabalho.

Geração de casos de teste a partir de especificações B

With the increasing complexity of software systems, there is also an increased concern about its faults. These faults can cause financial losses and even loss of life. Therefore, we propose in this paper the minimization of faults in software by using formally specified tests. The combination of testing and formal specifications is gaining strength in searches mainly through the MBT (Model-Based Testing). The development of software from formal specifications, when the whole process of refinement is done rigorously, ensures that what is specified in the application will be implemented. Thus, the implementation generated from these specifications would accurately depict what was specified. But not always the specification is refined to the level of implementation and code generation, and in these cases the tests generated from the specification tend to find fault. Additionally, the generation of so-called "invalid tests", ie tests that exercise the application scenarios that were not addressed in the specification, complements more significantly the formal development process. Therefore, this paper proposes a method for generating tests from B formal specifications. This method was structured in pseudo-code. The method is based on the systematization of the techniques of black box testing of boundary value analysis, equivalence partitioning, as well as the technique of orthogonal pairs. The method was applied to a B specification and B test machines that generate test cases independent of implementation language were generated. Aiming to validate the method, test cases were transformed manually in JUnit test cases and the application, created from the B specification and developed in Java, was tested. Faults were found with the execution of the JUnit test cases

Geração automática de hardware apartir de especificações formais: estendendo uma abordagem de tradução

A remoção de inconsistências em um projeto é menos custosa quando realizadas nas etapas iniciais da sua concepção. A utilização de Métodos Formais melhora a compreensão dos sistemas além de possuir diversas técnicas, como a especificação e verificação formal, para identificar essas inconsistências nas etapas iniciais de um projeto. Porém, a transformação de uma especificação formal para uma linguagem de programação é uma tarefa não trivial. Quando feita manualmente, é uma tarefa passível da inserção de erros. O uso de ferramentas que auxiliem esta etapa pode proporcionar grandes benefícios ao produto final a ser desenvolvido. Este trabalho propõe a extensão de uma ferramenta cujo foco é a tradução automática de especificações em CSPm para Handel-C. CSP é uma linguagem de descrição formal adequada para trabalhar com sistemas concorrentes. Handel-C é uma linguagem de programação cujo resultado pode ser compilado diretamente para FPGA's. A extensão consiste no aumento no número de operadores CSPm aceitos pela ferramenta, permitindo ao usuário definir processos locais, renomear canais e utilizar guarda booleana em escolhas externas. Além disto, propomos também a implementação de um protocolo de comunicação que elimina algumas restrições da composição paralela de processos na tradução para Handel-C, permitindo que a comunicação entre múltiplos processos possa ser mapeada de maneira consistente e que a mesma somente ocorra quando for autorizada.

Geração automática de hardware a partir de especificações formais: estendendo uma abordagem de tradução

Removing inconsistencies in a project is a less expensive activity when done in the early steps of design. The use of formal methods improves the understanding of systems. They have various techniques such as formal specification and verification to identify these problems in the initial stages of a project. However, the transformation from a formal specification into a programming language is a non-trivial task and error prone, specially when done manually. The aid of tools at this stage can bring great benefits to the final product to be developed. This paper proposes the extension of a tool whose focus is the automatic translation of specifications written in CSPM into Handel-C. CSP is a formal description language suitable for concurrent systems, and CSPM is the notation used in tools support. Handel-C is a programming language whose result can be compiled directly into FPGA s. Our extension increases the number of CSPM operators accepted by the tool, allowing the user to define local processes, to rename channels in a process and to use Boolean guards on external choices. In addition, we also propose the implementation of a communication protocol that eliminates some restrictions on parallel composition of processes in the translation into Handel-C, allowing communication in a same channel between multiple processes to be mapped in a consistent manner and that improper communication in a channel does not ocurr in the generated code, ie, communications that are not allowed in the system specification

A contribuição de modelos utilizando uma abordagem modelo - código

In a world that is increasingly working with software, the need arises for effective approaches that encourage software reuse. The reuse practice must be aligned to a set of practices, procedures and methodologies that create a stable and high quality product. These questions produce new styles and approaches in the software engineering. In this way, this thesis aims to address concepts related to development and model-driven architecture. The model-driven approach provides significant aspects of the automated development, which helps it with produced models built in the specification phase. The definition of terms such as model, architecture and platform makes the focus becomes clearer, because for MDA and MDD is important to split between technical and business issues. Important processes are covered, so you can highlight the artifacts that are built into each stage of model-driven development. The stages of development: CSM, PIM, PSM and ISM, detailing the purpose of each phase in oriented models, making the end of each stage are gradually produced artifacts that may be specialized. The models are handled by different prospects for modeling, abstracting the concepts and building a set of details that portrays a specific scenario. This retraction can be a graphical or textual representation, however, in most cases is chosen a language modeling, for example, UML. In order to provide a practical view, this dissertation shows some tools that improve the construction of models and the code generate that assists in the development, keeping the documentation systemic. Finally, the paper presents a case study that refers to the theoretical aspects discussed throughout the dissertation, therefore it is expected that the architecture and the model-driven development may be able to explain important features to consider in software engineering

Paralelização automática de algoritmos matriciais

Tese de dout., Engenharia Electrónica e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2003

Suporte a testes automáticos em aplicações web geradas com a OutSystems Platform

Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Ambiente baseado em componentes para o desenvolvimento de sistemas computacionais microcontrolados distribuídos

A modelagem e desenvolvimento de sistemas embarcados ("embedded systems") de forma distribuída, tende a ser uma tarefa extremamente complexa, especialmente quando envolve sistemas heterogêneos e sincronização de tarefas. Com a utilização do modelo de componentes de software é possível descrever, de uma forma simplificada, todos os elementos de distribuição e de comunicação para este tipo de sistemas. Neste sentido, a especificação de uma ferramenta capaz de auxiliar na modelagem e no desenvolvimento deste tipo de aplicação, certamente irá tornar o trabalho mais simples. Esta dissertação inicia por uma análise comparativa entre as tecnologias passíveis de serem utilizadas na definição de sistemas distribuídos heterogêneos, focando-se principalmente nas metodologias de modelagem, e nos mecanismos e middlewares de comunicação. Dos conceitos formados a partir desta análise é descrita uma ferramenta, baseada em componentes de software. A ferramenta é uma extensão do projeto SIMOO-RT, onde foram adicionados os conceitos de componente de software, biblioteca de componentes e diagrama de implantação. Além disso, foram realizadas modificações no sistema de geração de código, para dar suporte aos novos conceitos da ferramenta. A dissertação termina com a descrição de alguns estudos de caso utilizados para validar a ferramenta.

Modelação de diálogos com o Midiki: um gestor de diálogo do tipo Information State Update

Nesta dissertação investigamos a problemática da criação de sistemas e interfaces que permitam a interacção entre pessoas e máquinas através de linguagem natural(LN), recorrendo a Gestores de Diálogo (GD). Esse tipo de interacção concretiza-se através do estabelecimento de diálogos entre uma pessoa (cliente ou utilizador de um serviço) e a máquina, por exemplo, e em particular, através da fala. Quando disponibilizado da forma tradicional, o acesso ao serviço exige um intermediário Humano ou a adaptação da Pessoa a interfaces menos naturais, tais como linhas de comandos num computador, digitadas através de teclado ou o recurso (usual) a janelas, cliques de rato e preenchimento de formulários. Os sistemas que possibilitam a intermediação com esses serviços através de LN chamam-se Sistemas de Diálogo (SD), no núcleo dos quais se encontram os chamados Gestores de Diálogo. A implementação de SDs robustos ainda constitui um desafio, dada a complexidade, problemas e dificuldades que apresenta. Um SD, e em particular um GD, tem de ser configurado para levar a cabo um diálogo em linguagem natural com um Humano, por mais restrito ou mais genérico que seja o domínio (ou tarefa) considerado. Infelizmente, existem poucas metodologias e ferramentas de autoria que possibilitem a modelação fácil e intuitiva de tais diálogos (sobre os GDs). Nesta dissertação apresentamos uma metodologia [Quintal & Sampaio, 2007] e uma ferramenta para a autoria de diálogos com base no Gestor de Diálogo MIDIKI [Burke, 2005b]. A ferramenta de autoria automatiza as partes mais importantes da geração de código com vista à execução de um diálogo nesse GD.

Metodologia para modelagem, validação e programação de controladores lógicos industriais usando statecharts básicos

Due of industrial informatics several attempts have been done to develop notations and semantics, which are used for classifying and describing different kind of system behavior, particularly in the modeling phase. Such attempts provide the infrastructure to resolve some real problems of engineering and construct practical systems that aim at, mainly, to increase the productivity, quality, and security of the process. Despite the many studies that have attempted to develop friendly methods for industrial controller programming, they are still programmed by conventional trial-and-error methods and, in practice, there is little written documentation on these systems. The ideal solution would be to use a computational environment that allows industrial engineers to implement the system using high-level language and that follows international standards. Accordingly, this work proposes a methodology for plant and control modelling of the discrete event systems that include sequential, parallel and timed operations, using a formalism based on Statecharts, denominated Basic Statechart (BSC). The methodology also permits automatic procedures to validate and implement these systems. To validate our methodology, we presented two case studies with typical examples of the manufacturing sector. The first example shows a sequential control for a tagged machine, which is used to illustrated dependences between the devices of the plant. In the second example, we discuss more than one strategy for controlling a manufacturing cell. The model with no control has 72 states (distinct configurations) and, the model with sequential control generated 20 different states, but they only act in 8 distinct configurations. The model with parallel control generated 210 different states, but these 210 configurations act only in 26 distinct configurations, therefore, one strategy control less restrictive than previous. Lastly, we presented one example for highlight the modular characteristic of our methodology, which it is very important to maintenance of applications. In this example, the sensors for identifying pieces in the plant were removed. So, changes in the control model are needed to transmit the information of the input buffer sensor to the others positions of the cell

Desenvolvimento formal de aplicações para smartcards

Smart card applications represent a growing market. Usually this kind of application manipulate and store critical information that requires some level of security, such as financial or confidential information. The quality and trustworthiness of smart card software can be improved through a rigorous development process that embraces formal techniques of software engineering. In this work we propose the BSmart method, a specialization of the B formal method dedicated to the development of smart card Java Card applications. The method describes how a Java Card application can be generated from a B refinement process of its formal abstract specification. The development is supported by a set of tools, which automates the generation of some required refinements and the translation to Java Card client (host) and server (applet) applications. With respect to verification, the method development process was formalized and verified in the B method, using the Atelier B tool [Cle12a]. We emphasize that the Java Card application is translated from the last stage of refinement, named implementation. This translation process was specified in ASF+SDF [BKV08], describing the grammar of both languages (SDF) and the code transformations through rewrite rules (ASF). This specification was an important support during the translator development and contributes to the tool documentation. We also emphasize the KitSmart library [Dut06, San12], an essential component of BSmart, containing models of all 93 classes/interfaces of Java Card API 2:2:2, of Java/Java Card data types and machines that can be useful for the specifier, but are not part of the standard Java Card library. In other to validate the method, its tool support and the KitSmart, we developed an electronic passport application following the BSmart method. We believe that the results reached in this work contribute to Java Card development, allowing the generation of complete (client and server components), and less subject to errors, Java Card applications.

Uma estratégia dirigida a modelos e baseada em linguagem de descrição arquitetural para linhas de produtos de software

Model-oriented strategies have been used to facilitate products customization in the software products lines (SPL) context and to generate the source code of these derived products through variability management. Most of these strategies use an UML (Unified Modeling Language)-based model specification. Despite its wide application, the UML-based model specification has some limitations such as the fact that it is essentially graphic, presents deficiencies regarding the precise description of the system architecture semantic representation, and generates a large model, thus hampering the visualization and comprehension of the system elements. In contrast, architecture description languages (ADLs) provide graphic and textual support for the structural representation of architectural elements, their constraints and interactions. This thesis introduces ArchSPL-MDD, a model-driven strategy in which models are specified and configured by using the LightPL-ACME ADL. Such strategy is associated to a generic process with systematic activities that enable to automatically generate customized source code from the product model. ArchSPLMDD strategy integrates aspect-oriented software development (AOSD), modeldriven development (MDD) and SPL, thus enabling the explicit modeling as well as the modularization of variabilities and crosscutting concerns. The process is instantiated by the ArchSPL-MDD tool, which supports the specification of domain models (the focus of the development) in LightPL-ACME. The ArchSPL-MDD uses the Ginga Digital TV middleware as case study. In order to evaluate the efficiency, applicability, expressiveness, and complexity of the ArchSPL-MDD strategy, a controlled experiment was carried out in order to evaluate and compare the ArchSPL-MDD tool with the GingaForAll tool, which instantiates the process that is part of the GingaForAll UML-based strategy. Both tools were used for configuring the products of Ginga SPL and generating the product source code

BSmart: desenvolvimento rigoroso de aplicações Java Card com base no método formal B

Java Card technology allows the development and execution of small applications embedded in smart cards. A Java Card application is composed of an external card client and of an application in the card that implements the services available to the client by means of an Application Programming Interface (API). Usually, these applications manipulate and store important information, such as cash and confidential data of their owners. Thus, it is necessary to adopt rigor on developing a smart card application to improve its quality and trustworthiness. The use of formal methods on the development of these applications is a way to reach these quality requirements. The B method is one of the many formal methods for system specification. The development in B starts with the functional specification of the system, continues with the application of some optional refinements to the specification and, from the last level of refinement, it is possible to generate code for some programming language. The B formalism has a good tool support and its application to Java Card is adequate since the specification and development of APIs is one of the major applications of B. The BSmart method proposed here aims to promote the rigorous development of Java Card applications up to the generation of its code, based on the refinement of its formal specification described in the B notation. This development is supported by the BSmart tool, that is composed of some programs that automate each stage of the method; and by a library of B modules and Java Card classes that model primitive types, essential Java Card API classes and reusable data structures