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. 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 2 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 3 [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. . 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. 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