Mô hình hóa và đặc tả hình thức các giao diện thành phần có chứa chất lượng dịch vụ và tính tương tranh

Mửc lửc Giợi thiằu 1.1 t vĐn ã 1.2 C¡c k‚t qu£ ch‰nh cıa lu“n ¡n 1.3 BŁ cöc cıa lu“n ¡n Ki‚n thøc n•n t£ng 1 10 2.1 Cổng nghằ phn mãm dỹa trản th nh phƒn 2.1.1 Giỵi thi»u 2.1.2 C¡c cæng nghằ xƠy dỹng hằ thng phn mãm dỹa trản th nh phƒn hi»n 2.1.3 £m b£o ch§t lữổng cho cĂc hằ thng phn mãm dỹa trản th nh phƒn 16 2.2 ˘-tỉ-m¡t thíi gian 2.2.1 Giỵi thi»u 2.2.2 ˘-tỉ-m¡t thíi gian 2.2.3 Cỉng cư UPPAAL 2.3 Lỵ thuyt Vt v øng dưng °c t£ h» thŁng t÷ìng tranh 2.3.1 Giỵi thi»u 2.3.2 V‚t Mazurkiewicz 2.3.3 ˘-tæ-m¡t o¡n nh“n ngæn ngœ V‚t 2.3.4 Logic tr¶n V‚t 2.4 K‚t lu“n Lỵ thuyt V‚t thíi gian 11 11 3.1 Giỵi thi»u 3.2 Vt thới gian v ổ-tổ-mĂt khoÊng bĐt ỗng bº 3.2.1 V‚t thíi gian 3.2.2 -tổ-mĂt khoÊng bĐt ỗng b 3.3 Lỉgic tr¶n V‚t thíi gian 3.4 C¡c nghi¶n cøu li¶n quan 3.5 K‚t lu“n i 13 19 20 21 29 36 36 37 43 46 50 51 52 53 54 57 61 65 66 Mºt mỉ h…nh cho h» thŁng t÷ìng tranh câ r ng buºc thíi gian düa tr¶n c¡c kh¡i ni»m v kÿ thu“t rCOS 4.1 Giỵi thi»u 4.2 Ki‚n tróc th nh phƒn v c¡c giao thøc t÷ìng t¡c 4.3 V‚t thíi gian v bi”u di„n cıa nâ 4.4 Mæ h…nh th nh phƒn 4.4.1 Thi‚t k‚ 4.4.2 Giao di»n v hổp ỗng 4.4.3 Ghp ni cĂc hổp ỗng 4.4.4 Th nh phƒn 4.5 K‚t lu“n 67 67 69 70 71 72 73 75 77 81 Ph÷ìng ph¡p °c t£ c¡c th nh phƒn h» t÷ìng tranh cõ r ng buc thới gian theo nguyản lỵ thit k dỹa trản giao diằn 83 5.1 Giợi thiằu 84 5.2 ˘-tỉ-m¡t giao di»n t÷ìng tranh câ r ng buºc thíi gian 85 5.2.1 ành ngh¾a 86 5.2.2 Kh£ n«ng gh†p nŁi v T‰ch song song c¡c TCIA 88 5.2.3 L m c¡c th nh phƒn 92 5.3 C¡c nghi¶n cøu li¶n quan 94 5.4 K‚t lu“n 96 Mæ h…nh °c t£ v ki”m chøng c¡c h» ph¥n t¡n câ r ng buºc thíi gian dỹa trản hằ dch chuyn phƠn tĂn 6.1 Hằ ph¥n t¡n câ r ng buºc thíi gian 6.2 Lổgic thới gian trản cĐu hnh Foata 6.3 B i to¡n ki”m chøng 6.4 C¡c nghi¶n cøu li¶n quan 6.5 K‚t lu“n K‚t lu“n 7.1 C¡c k‚t qu£ ⁄t ÷ỉc 7.2 Hữợng phĂt trin tip theo ii 98 99 103 108 109 110 112 112 114 Danh s¡ch h…nh v‡ 1.1 C§u tróc lu“n ¡n 2.1 Mæ h…nh ph¡t tri”n CBSE 12 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Ki‚n tróc CBSE ỗng hỗ l mt h m thới gian Mæ h…nh i•u khi”n –n khỉng câ thíi gian Mỉ h…nh i•u khi”n –n câ thíi gian Mỉ h…nh h» thŁng i•u khi”n ch›n t u Thuºc t‰nh Safety v Real-time Liveness cıa b i to¡n mæ h…nh h» i•u khi”n âng mð ch›n t u M⁄ng c¡c ỉ-tỉ-m¡t thíi gian ˘-tæ-m¡t t‰ch cıa hai æ-tæ-m¡t H…nh 2.8 V‰ dư mºt m⁄ng vỵi c¡c vịng thíi gian khổng lỗi Ki‚n tróc h» thŁng cıa UPPAAL ỗ th phử thuºc cıa b£ng chœ c¡i phö thuºc Mºt ç bi”u di„n cıa V‚t Mazurkiewicz nh x⁄ wtot() cho tł abcba Mºt ổ-tổ-mĂt bĐt ỗng b ị nghắa ca Until Sì ç thø tü bº ph“n V‚t thíi gian ÷ỉc cho v‰ dö 3.1 14 21 22 22 29 3.2 Sỡ ỗ thứ tỹ b phn ca mºt V‚t kho£ng ÷ỉc cho v‰ dư 3.2 3.3 Sỡ ỗ thứ tỹ b phn ca Vt khoÊng (T; J) v v V‚t thíi gian (T ; ) thäa (T; J) 3.4 Mºt ADA vỵi h m g¡n thíi gian J v‰ dö 3.3 3.5 Ng nghắa ca toĂn tò EXI 3.6 Ng nghắa ca toĂn tò UI 4.1 Ki‚n tróc h» thŁng 4.2 Thíi gian v thø tü cıa M code(m) v ph†p chi‚u cıa nâ tr¶n c¡c ph÷ìng thøc cıa B 5.1 Mºt TCIA P vỵi JP (a) = [1; 2]; JP (b) = [2; 3]; JP (c) = [1; 3] (i) v 57 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 3.1 ỗ th chuyn trng thĂi t÷ìng øng (ii) iii 30 31 32 33 35 38 41 42 45 48 55 58 59 63 63 70 80 87 5.2 TCIA Q vỵi JQ(b) = [2; 3]; JQ(c) = [1; 3]; JQ(d) = [2; 4] (i) v ỗ th chuyn trng thĂi tữỡng ứng (ii) l tữỡng thch vợi TCIA P V‰ dö 5.1 89 5.3 K‚t qu£ ph†p t‰ch song song giœa P v Q H…nh 5.1 v 5.2 90 6.1 H» ph¥n t¡n câ yu t thới gian v cĂc thỹc thi ỗng b v bĐt ỗng b ca nõ 102 6.2 Mºt V‚t thíi gian 104 6.3 C§u h…nh Foata cıa mºt V‚t thíi gian H…nh 6.2 104 6.4 ỗ th cĐu hnh Foata ca Vt thới gian ÷æc ch¿ H…nh 6.2105 iv Danh s¡ch b£ng 2.1 B£ng so s¡nh giœa c¡c cæng ngh» 17 2.2 B£ng chuyn ca ổ-tổ-mĂt bĐt ỗng b ca Hnh 2.15 45 5.1 B£ng chuy”n cıa TCIA P v‰ dö 5.1 87 5.2 B£ng chuy”n cıa TCIA Q v‰ dö v 5.2 89 B£ng c¡c tł vi‚t t›t Tł vi‚t t›t AA Tł gŁc Asynchronous Automata Gi£i ngh¾a-T⁄m dàch -tổ-mĂt bĐt ỗng b ADA Asynchronous Duration tomata Au- -tổ-mĂt khoÊng bĐt ỗng b CBSE Component-based Enginnering Software Cổng nghằ phn mãm dỹa trản th nh phn CBSD Component-based Development Software PhĂt trin phn mãm dỹa trản th nh phn DTS Distributed tems DDTS Duration Distributed Transition Systems TCIA Timed Concurrent Automata UTP Unifying Theories of Program- Lỵ thuyt hổp nhĐt vã lp ming trnh (tm dch) TA LTL TLTL Timed Automata Linear Temporal Logic Timed Linear Temporal Logic rCOS Refinement of Component and L m th nh phƒn v Object Systems c¡c h» thŁng Łi t÷ỉng COM Component Object Model DCOM Distributed ject Model CORBA Common Object Request Broker Architecture ORB OMG Object Request Broker Object Management Group COTS Component Off The Shelf Th nh phƒn th÷ìng m⁄i câ sfin TW Timed Word Tł thíi gian Transition Sys- H» dàch chuy”n ph¥n t¡n H» dàch chuy”n ph¥n t¡n kho£ng Interface ˘-tỉ-m¡t giao di»n t÷ìng tranh thíi gian Component vi ˘-tỉ-m¡t thíi gian Logic thíi gian tuy‚n t‰nh Logic thíi gian tuy‚n t‰nh câ r ng buºc thíi gian Mỉ h…nh Łi t÷ỉng th nh phƒn Ob- Mỉ h…nh Łi t÷ỉng th nh phƒn phƒn t¡n T“p o n quÊn lỵ i tữổng T vit tt RTS CCS T gŁc Real-time systems Calculus of Communicating Systems CTL TCTL Computational Tree Logic Logic c¥y t‰nh to¡n Timed Computational Tree Logic c¥y t‰nh to¡n câ Logic thíi gian P roc wtot Process word to trace Kỵ hiằu tin trnh Kỵ hiằu h m chuy”n tł "tł" sang "V‚t" ttow trace to word Kỵ hiằu h m chuyn t "Vt" sang "t" BA WCET Buchi Automata Configuration Configuration Graph Worst-case Execution Time -tổ-mĂt Bu-khi Kỵ hiằu cĐu hnh Kỵ hiằu ỗ th c§u h…nh Thíi gian thüc thi y‚u nh§t dtot duration to timed Kỵ hiằu h m chuyn thới khoÊng sang thíi i”m tT rL intv pref P roj dur Ctr Comp Behav ActComp SysCtr timed Trace Language inteval prefix Project duration Contract Component Behavior Active Component System Contract Ngæn ngœ Vt thới gian Kỵ hiằu khoÊng thới gian Kỵ hiằu tiãn t Kỵ hiằu php chiu Kỵ hiằu khoÊng Hổp çng Th nh phƒn H nh vi Th nh phƒn ch ng Hổp ỗng hằ thng conf CG vii GiÊi ngh¾a-T⁄m dàch C¡c h» thíi gian thüc T‰nh to¡n c¡c h» thŁng giao ti‚p Líi cam oan Tỉi xin cam oan Ơy l cổng trnh nghiản cứu tổi thỹc hiằn dữợi sỹ hữợng dÔn ca TS ng Vôn Hững v PGS.TS Nguy„n Vi»t H t⁄i bº mæn Cæng ngh» Phn mãm, Khoa Cổng nghằ Thổng tin, Trữớng i hồc Cæng ngh», ⁄i håc QuŁc gia H Nºi C¡c sŁ li»u v k‚t qu£ tr…nh b y lu“n ¡n l trung thỹc, chữa ữổc cổng b bi bĐt ký t¡c gi£ n o hay ð b§t ký cỉng tr…nh n o kh¡c T¡c gi£ viii Líi c£m ìn Lu“n ¡n n y ÷ỉc thüc hi»n t⁄i Tr÷íng ⁄i håc Cổng nghằ, i hồc Quc gia H Ni dữợi sỹ hữợng dÔn khoa hồc ca TS ng Vôn Hững v PGS.TS Nguy„n Vi»t H Nghi¶n cøu sinh xin b y tọ lặng bit ỡn sƠu sc tợi cĂc Thy vã nh hữợng khoa hồc, sỹ quan tƠm, hữợng dÔn v cĂc ch bÊo kp thới cho cĂc hữợng nghiản cøu, t⁄o i•u ki»n thu“n lỉi suŁt qu¡ tr…nh nghiản cứu ti trữớng Nghiản cứu sinh cụng xin cÊm ìn tỵi c¡c th y cỉ Bº mỉn Cỉng ngh» Phƒn m•m Trong qu¡ tr…nh thüc hi»n lu“n ¡n, nghiản cứu sinh  nhn ữổc sỹ giúp ù nhiằt t…nh v sü ºng vi¶n kàp thíi cıa c¡c thƒy cổ, cĂc nh khoa hồc Ơy l nguỗn ng lỹc lỵn ” tỉi câ th” ho n th nh lu“n Ăn Nghiản cứu sinh xin trƠn trồng cÊm ỡn LÂnh ⁄o Tr÷íng ⁄i håc Cỉng ngh», ⁄i håc QuŁc Gia H Ni  to nhng iãu kiằn tt nhĐt nghiản cứu sinh cõ ữổc mổi trữớng nghiản cứu tt nhĐt v ho n th nh chữỡng trnh nghiản cứu cıa m…nh Xin ch¥n th nh c¡m ìn Khoa Cỉng ngh» Thỉng tin, PhỈng o t⁄o v o t⁄o sau ⁄i håc v c¡c nh khoa håc thuºc tr÷íng ⁄i hồc Cổng nghằ cụng nhữ cĂc nghiản cứu sinh khĂc vã sỹ hỉ trổ trản phữỡng diằn h nh chnh, hỉp t¡c câ hi»u qu£ suŁt qu¡ tr…nh nghi¶n cứu khoa hồc ca mnh Nghiản cứu sinh xin gòi lới cÊm ỡn tợi Ban LÂnh o Trữớng i hồc DƠn lp HÊi Phặng, Khoa Cổng nghằ Thổng tin v cĂc bn ỗng nghiằp v  to nhiãu iãu kiằn thu“n lỉi hØ trỉ cho nghi¶n cøu sinh câ thíi gian v to n tƠm thỹc hiằn trin khai ã t i nghi¶n cøu cıa lu“n ¡n Nghi¶n cøu sinh cơng xin tr¥n trång c£m ìn c¡c nh khoa håc, tĂc giÊ cĂc cổng trnh cổng b  trch dÔn lun Ăn v  cung cĐp nguỗn tữ liằu quỵ bĂu, nhng kin thức liản quan quĂ trnh nghi¶n cøu ho n th nh lu“n ¡n CuŁi cịng l sỹ bit ỡn tợi B Mà, vổ con, cĂc anh chà em gia …nh v nhœng ng÷íi b⁄n thƠn thit  liản tửc ng viản tr nghà lüc, sü c£m thỉng, chia s· v• thíi gian, søc khäe v c¡c kh‰a c⁄nh cıa cuºc sŁng c£ qu¡ tr…nh ho n th nh lu“n ¡n ix Tõm tt ChĐt lữổng dch vử ca mt hằ thng bao gỗm thới gian tin h nh, t i nguyản ti¶u thư v º tin c“y cıa dàch vư, õ th chĐt lữổng dch vử vã thới gian ang ữổc quan tƠm nhiãu, th hiằn rng thới gian cung øng dàch vư tŁt hìn R ng buºc thíi gian cĂc hằ thng thữớng ữổc phƠn chia th nh hai lo⁄i l r ng buºc thíi gian cøng (hard) v mãm (soft) Lun Ăn quan tƠm tợi cĂc r ng buc thới gian cứng chĐt lữổng dch vử tŁt, c¡c ph÷ìng thøc h» thŁng cƒn ÷ỉc ti‚n h nh song song (t«ng tŁc º ¡p øng) n‚u câ th” v ph£i câ r ng buºc thíi gian rª r ng R ng buºc thíi gian th” hi»n thíi gian tŁi thi”u v tŁi a m ph÷ìng thøc cƒn ” câ th” cung c§p dàch vư, tøc l khỉng ÷ỉc gåi ph÷ìng thøc qu¡ d y , n‚u khỉng câ th” s‡ g¥y t…nh tr⁄ng dàch vử khổng Ăp ứng ữổc Lun Ăn quan tƠm tợi phữỡng phĂp c tÊ hằ thng cõ chứa chĐt lữổng dch vử vã thới gian i tữổng nghiản cứu ca lun Ăn l cĂc hằ thng phn mãm dỹa trản th nh phƒn câ t‰nh t÷ìng tranh v câ r ng buc vã thới gian Tnh tữỡng tranh l mt thuºc t‰nh cıa h» thŁng â mºt sŁ dàch vư cıa h» thŁng ÷ỉc cho ph†p truy c“p mºt c¡ch song song R ng buºc v• thíi gian lun Ăn l cĂc yảu cu vã thới gian thỹc thi cıa c¡c h nh ºng h» thŁng, mØi h nh ng s ữổc gn vợi mt khoÊng thới gian cho vi»c thüc thi cıa nâ Möc ‰ch cıa lu“n ¡n l ph¡t tri”n mºt ph÷ìng ph¡p h…nh thøc ” °c t£ v ki”m chøng c¡c giao di»n cıa cĂc th nh phn phn mãm cõ tnh tữỡng tranh v r ng buºc v• thíi gian Sau â, lu“n Ăn Ăp dửng phữỡng phĂp ữổc ã xuĐt v o vi»c °c t£, ph¥n t‰ch v ki”m chøng c¡c mỉ h…nh kh¡c cıa c¡c h» thŁng phƒn m•m düa tr¶n th nh phƒn C¡c k‚t qu£ cıa lu“n ¡n t ữổc nhữ sau Lun Ăn ã xuĐt lỵ thuyt V‚t thíi gian ” hØ trỉ °c t£ c¡c r ng buc vã thới gian trản cĂc hằ thng tữỡng tranh thíi gian thüc V‚t thíi gian l mºt sü mð rºng v• thíi gian cıa V‚t Mazurkiewicz b‹ng vi»c bŒ sung v o V‚t Mazurkiewicz mºt h m g¡n nhÂn thới gian Vợi viằc m rng n y, Vt thíi gian câ th” d„ d ng °c t£ c¡c h nh vi cıa h» thŁng t÷ìng tranh câ r ng buc thới gian Trong lỵ thuyt n y, lun Ăn cặn ã xuĐt khĂi niằm Vt khoÊng Vt khoÊng l c¡c V‚t Mazurkiewicz m mØi M“t º cao tr¶n mºt ìn thíi gian x bº ph“n), m°t khĂc viằc th hiằn tnh tữỡng tranh hằ phƠn tĂn i vợi cĂc phữỡng phĂp n y cụng cõ nhiãu hn ch v khõ sò dửng CĂc nghiản cứu khĂc  ch rng, i vợi cĂc hằ phƠn t¡n (hay c¡c h» t÷ìng tranh), V‚t Mazurkiewicz l phị hỉp cho °c t£ c¡c h» thŁng ph¥n t¡n [30, 75, 14] Martin Leucker [50]  ã xuĐt mổ hnh h» ph¥n t¡n b‹ng h» dàch chuy”n ph¥n t¡n, â ngæn ngœ cıa h» dàch chuy”n l c¡c V‚t TĂc giÊ cụng ch ữu im ca viằc sò dưng h» dàch chuy”n cơng nh÷ c¡c V‚t vi»c xò lỵ cĂc k thut ca mổ hnh hằ phƠn tĂn Tuy nhiản, lỵ thuyt Vt chữa hỉ trổ c t£ r ng buºc thíi gian Mºt sŁ c¡c nghi¶n cứu ữổc tng hổp [66]  cho mt cĂi nhn bao quĂt vã cĂc nghiản cứu hằ thng phƠn tĂn, õ cĂc nghiản cứu vã b i toĂn kim chứng hằ phƠn tĂn cõ sò dửng Vt Mazurkiewicz giÊm khổng gian trng thĂi CĂc nghiản cứu cặn ã cp tợi kim chứng cĂc hằ phƠn tĂn cõ thíi gian Trong â, c¡c t¡c gi£ sß dưng c¡c lỵ thuyt vã ổ-tổ-mĂt thới gian [4] v mng Petri ” bi”u di„n mỉ h…nh h» thŁng n¶n vi»c °c tÊ cĂc t nh chĐt tữỡng tranh cặn gp nhiãu khõ khôn nhữ  phƠn tch trản giÊi quyt vĐn ã n y, Vt thới gian  ữổc ã xuĐt l mt sỹ m rng Vt Mazurkiewicz vợi r ng buºc thíi gian tr¶n c¡c h nh ºng ca hằ thng Trong õ, cĂc nghiản cứu  ch r‹ng, V‚t thíi gian l phị hỉp cho °c t£ h» thŁng t÷ìng tranh câ y‚u tŁ thíi gian bi tnh ỡn giÊn vÔn mnh c t£ mºt lỵp lỵn c¡c øng dưng thüc t‚ cho c¡c h» t÷ìng tranh câ y‚u tŁ thíi gian, °c bi»t l câ kh£ n«ng hØ trỉ ki”m chøng tü ng 6.5 Kt lun Chữỡng n y  giợi thiằu mºt ph÷ìng ph¡p h…nh thøc ” °c t£ v ki”m chøng c¡c h» ph¥n t¡n câ y‚u tŁ thíi gian Þ t÷ðng cì b£n cıa ph÷ìng ph¡p l mð rºng hằ dch chuyn phƠn tĂn ca Martin Leucker vợi r ng buºc thíi gian tr¶n c¡c quan h» dàch chuy”n ” °c t£ h nh vi h» thŁng V‚t thíi gian  ữổc ứng dửng c tÊ h nh vi hằ thng Bản cnh õ nghiản cứu cụng ã xuĐt mt lổgic thới gian trản cĂc cĐu hnh Foata cıa V‚t thíi gian ” °c t£ c¡c thuºc t‰nh lỉgic Lu“n ¡n ¢ ch¿ r‹ng b i to¡n ki”m chøng cho ph÷ìng ph¡p n y l quy‚t ành ữổc phức tnh toĂn vÔn l h m mụ (tữỡng ữỡng vợi phức tnh toĂn trản ổ-tổ-mĂt thới gian) CĂc hằ phƠn tĂn thữớng ữổc coi l h» a ti‚n tr…nh v ÷ỉc bi”u di„n b‹ng t‰ch c¡c ti‚n tr…nh h» thŁng, i•u n y r§t phị hỉp cho vi»c ¡p dưng bº mỉ h…nh ki”m chøng SPIN ” ki”m thß Trong danh mửc cổng trnh khoa hồc liản quan tợi lun Ăn 3http://spinroot.com 110 hằ thng Mc dũ SPIN  ữổc nghiản cứu m rng vã thới gian (Timed SPIN) kt quÊ cặn nhiãu hn ch v cổng cử vÔn cặn nhiãu lỉi v chữa ữổc sò dửng rng rÂi ( i vợi phn m rng vã thới gian) Nhn thĐy khÊ nông m rng ca SPIN l khÊ quan, chóng tỉi cơng ang nghi¶n cøu ” câ th” bi”u di„n r ng buºc thíi gian v o ngỉn ngœ Promela m khổng cn sòa i m nguỗn SPIN CĂc k‚t qu£ ch÷ìng n y ÷ỉc cỉng bŁ cỉng tr…nh khoa håc sŁ [3] cıa danh mưc cỉng tr…nh khoa håc ¢ cỉng bŁ cıa lu“n ¡n 111 Ch÷ìng K‚t lu“n Trong ch÷ìng n y, lu“n ¡n tŒng hỉp l⁄i c¡c k‚t qu£ nghi¶n cøu, c¡c âng gõp ch nh ca lun Ăn v cĂc vĐn ã chữa giÊi quyt cụng nhữ nh hữợng cĂc nghiản cứu ti‚p theo 7.1 C¡c k‚t qu£ ⁄t ÷ỉc Cỉng ngh» phn mãm dỹa trản th nh phn vợi nhiãu ữu im  tr th nh mt nhng hữợng tip cn phĂt trin phn mãm thổng dửng nhĐt hiằn Nhm Êm bÊo chĐt lữổng dch vử ca cĂc phn mãm phĂt trin theo hữợng tip cn n y, lun Ăn ã xuĐt mt phữỡng phĂp hnh thức hỉ trổ °c t£ c¡c h» thŁng t÷ìng tranh câ r ng buc thới gian, ữổc phĂt trin dỹa trản th nh phn Vợi phữỡng phĂp nghiản cứu ca lun Ăn l tm hiu cĂc phữỡng phĂp ang cõ, phƠn tch cĂc ÷u i”m, h⁄n ch‚ ” tŒng hæp ÷a c¡c ã xuĐt giÊi phĂp hiằu quÊ nhĐt, lun Ăn  tm hiu cĂc phữỡng phĂp ca cĂc tĂc giÊ Â nghiản cứu liản quan tợi cổng nghằ phn mãm dỹa tr¶n th nh phƒn, b i to¡n °c t£ v kim chứng cĂc hằ thng phn mãm dỹa trản th nh phƒn câ t‰nh t÷ìng tranh (ho°c) r ng buºc thíi gian [18, 25, 72, 37, 26, 24, 30, 55, 75, 4, 35, 48] CĂc nghiản cứu cỡ s nãn tÊng cho thĐy hn ch ca cĂc phữỡng phĂp hiằn t⁄i l ch÷a hØ trỉ mºt c¡ch hi»u qu£ vi»c °c t£ v ki”m chøng c¡c h» t÷ìng tranh câ r ng buºc thíi gian Tł â, lu“n ¡n • xuĐt lỹa chồn viằc m rng lỵ thuyt vt Mazurkiewicz vã thới gian v ữổc gồi l Vt thới gian Vợi m rng n y, cĂc kt quÊ nghiản cứu ¢ cho th§y V‚t thíi gian l mºt cỉng cư hiằu quÊ, cõ ỵ nghắa cho viằc hỉ trổ c tÊ cĂc r ng buc vã thới gian trản cĂc hằ thng tữỡng tranh CĂc phĂt trin lỵ thuyt V‚t thíi gian hØ trỉ °c t£ h nh vi h» v 112 thŁng (l c¡c V‚t thíi gian), mỉ h…nh h» thŁng (l c¡c giao di»n th nh phƒn câ th” ÷ỉc bi”u di„n thỉng qua c¡c v‚t kho£ng hoc ổ-tổ-mĂt khoÊng bĐt ỗng b), cĂc thuc tnh logic cıa h» thŁng (l c¡c cỉng thøc TLTL) V‚t thíi gian câ th” d„ d ng °c t£ c¡c h nh vi, tnh chĐt ca hằ thng tữỡng tranh cõ r ng buºc thíi gian m hi»n hi‚m th§y ph÷ìng ph¡p n o câ th” °c t£ ÷ỉc Ti‚p sau õ, lun Ăn  nghiản cứu viằc Ăp dửng V‚t thíi gian v o ba mỉ h…nh °c t£ h» thŁng düa tr¶n th nh phƒn nh‹m mð rºng c¡c mæ h…nh n y ” câ th” °c t£ ÷ỉc c¡c h» thŁng t÷ìng tranh câ r ng buºc thới gian, cử th i) Lun Ăn ã xuĐt mt mổ hnh dỹa trản lỵ thuyt rCOS [74] CĂc Vt thới gian ữổc sò dửng c tÊ cĂc giao thøc c¡c giao di»n th nh phƒn nh‹m hØ trổ c tÊ cĂc truy cp ỗng thới cõ yu tŁ thíi gian tỵi c¡c dàch vư cıa mºt th nh phƒn Mỉ h…nh n y cơng ành ngh¾a mºt hổp ỗng bao gỗm c tÊ phữỡng thức v nh nghắa mt th nh phn nhữ l mt sỹ thỹc thi ca mt hổp ỗng Hằ thng mổ hnh n y s‡ l mºt th nh phƒn chı ºng ÷æc c›m v o mºt th nh phƒn bà ºng B i to¡n khâ mæ h…nh n y l ch¿ thu“t to¡n t…m c¡c giao thøc cho c¡c th nh phn kt hổp  ữổc giÊi quyt ii) Lu“n ¡n ph¡t tri”n mºt mæ h…nh thi‚t k‚ h» thŁng düa tr¶n giao di»n [28, 3, 46], â ã xuĐt khĂi niằm ổ-tổ-mĂt giao diằn tữỡng tranh cõ yu t thới gian, l mt ổ-tổ-mĂt khoÊng bĐt ỗng bº ch¿ quan t¥m c¡c h nh ºng ƒu v o v ƒu cıa h» thŁng Khi â mØi th nh phƒn cıa h» thŁng s‡ ÷ỉc °c t£ bði mºt æ-tæ-m¡t n y v h» thŁng s‡ l mt tch song song cĂc ổ-tổ-mĂt CĂc vĐn ã vã ghp ni, khÊ nông ghp ni, mổi trữớng v l m mn cụng ữổc ã xuĐt v chứng minh iii) Lun Ăn  ch phữỡng phĂp ã xuĐt cõ khÊ nông m rng cho cĂc hằ thng phƠn t¡n câ y‚u tŁ thíi gian b‹ng vi»c ÷a mổ hnh hằ thng phƠn tĂn tữỡng tranh cõ yu tŁ thíi gian Nghi¶n cøu n y l sü mð rng vã thới gian ca hằ dch chuyn phƠn tĂn [50] m ð â ngæn ngœ o¡n nh“n l c¡c V‚t thíi gian Nh÷ v“y, c¡c k‚t qu£ lu“n Ăn  t ữổc mửc tiảu ca lun Ăn, ã xuĐt phữỡng phĂp hiằu quÊ cho c tÊ cĂc giao diằn th nh phn hằ thng Êm bÊo chĐt lữổng dàch vư (c¡c r ng buºc v• thíi gian) v tnh tữỡng tranh (cĂc hot ng ỗng thới hoc tun tü cıa c¡c ti‚n tr…nh h» thŁng) C¡c k‚t qu£ n y l Ăng tin cy, cõ ỵ nghắa v câ th” mð rºng ph¡t tri”n øng döng thüc ti„n 113 7.2 Hữợng phĂt trin tip theo Lun Ăn  nghiản cứu v ữa giÊi phĂp hiằu quÊ Ăp ứng mửc tiảu, mửc ch v cĂc yảu cu ã Tuy nhiản lun Ăn vÔn cặn mt s vĐn ã cn ữổc nghiản cứu ho n thiằn phữỡng phĂp, cử th nhữ sau: i) Phữỡng phĂp ã xuĐt lun Ăn chữa ữổc Ăp dửng mổ hnh trản mºt cỉng cư ki”m chøng mỉ h…nh cư th” C¡c kt quÊ cĂc nghiản cứu  chứng minh ỵ nghắa khoa hồc vã mt lỵ thuyt tnh toĂn ch÷a câ ÷ỉc mºt cỉng cư ki”m chøng mỉ h…nh cử th n o ữổc Ăp dửng nản khÊ nông ứng dửng ca phữỡng phĂp ã xuĐt vÔn cặn bọ ngọ Do õ cn trin khai Ăp dửng lỵ thuyt V‚t thíi gian v o mºt mỉ h…nh ki”m chøng cư th” ” câ th” n¥ng cao hi»u qu£ cơng nhữ ỵ nghắa khoa hồc ca nghiản cứu v o øng dưng thüc t‚ ii) Lỉgic thíi gian °c t£ Vt thới gian cặn ỡn giÊn v chữa chứng minh ữổc mi liản hằ vợi cĂc ổ-tổ-mĂt v ngổn ng V‚t câ r ng buºc thíi gian tr¶n to¡n tò U(Until) Mc dũ cõ th cõ nhiãu giÊi phĂp ” câ th” bi”u di„n thay th‚ cho to¡n tß U câ r ng buºc thíi gian nh÷ng vi»c nghi¶n cøu ti‚p lỉgic thíi gian tr¶n V‚t thíi gian mt cĂch chi tit v sƠu hỡn cụng l vĐn ã rĐt cn thit Cn nghiản cứu v ữa gi£i ph¡p cư th” cho tr÷íng hỉp n y iii) C¡c øng döng cho c¡c b i to¡n thüc t‚ chữa rê r ng Cn ho n thiằn lỵ thuyt vã phữỡng diằn thỹc h nh nhiãu hỡn, nghiản cứu v ¡p dưng ph÷ìng ph¡p v o c¡c v‰ dư i”n h…nh thüc t‚ ” l m nŒi b“t ỵ nghắa ca lỵ thuyt nghiản cứu iv) Thut toĂn ki”m chøng cƒn ph¡t tri”n chi ti‚t v cö th” hìn ” câ th” tri”n khai x¥y düng c¡c cỉng cư ki”m chøng mỉ h…nh Khâ câ th” ¡p dưng lỵ thuyt mợi ã xuĐt lun Ăn v o mºt bº ki”m chøng mæ h…nh câ sfin n o â Do v“y, cƒn ph£i ph¡t tri”n ti‚p ” câ th tin tợi xƠy dỹng mt cổng cử hỉ trổ cho phữỡng phĂp ã xuĐt v Ăp dửng cổng cử n y v o c¡c h» thŁng ” minh chøng cho tnh hiằu quÊ ca phữỡng phĂp ã xuĐt CĂc nghiản cứu gn Ơy  ữa thảm khĂi niằm, lỵ thuyt vã giao diằn liản hằ cõ r ng buºc thíi gian (timed relation interface) th” hi»n khỉng ch¿ khĂi niằm giao diằn thổng thữớng m cặn biu din ÷æc mŁi quan h» giœa c¡c h nh ºng ƒu v o v ƒu cıa th nh phƒn ¥y l nghiản cứu mợi, khĂ hay cõ th c t£ mºt c¡ch to n di»n hìn nœa c¡c °c t‰nh h» thŁng hi»n nay, 114 nhi¶n mỉ h…nh lỵ thuyt n y chữa hỉ trổ c tÊ tnh tữỡng tranh hằ thng Lun Ăn  nghiản cứu v cõ thĐy rng cõ th Ăp dửng lỵ thuyt V‚t thíi gian o ” mð rºng c¡c °c t£ giao diằn theo lỵ thuyt õ CĂc kt quÊ nghiản cứu vã vĐn ã n y s sợm ữổc cổng bŁ thíi gian gƒn nh§t v 115 DANH MƯC C C C˘NG TR NH KHOA H¯C CÕA T C GI LI NQUAN NLU N N [1] Do Van Chieu and Dang Van Hung (2010), An extension of Mazurkiewicz traces and their applications in specication of real-time systems , In Proceedings of the second international Conference on knowledge and systems engineering 2010 IEEE Computer Society, pp 167-172 [2] Do Van Chieu and Dang Van Hung (2011), A formal model for concurrent real-time component-based systems , T⁄p ch‰ Khoa håc v Cæng ngh» Vi»n Khoa håc v Cæng ngh» Vi»t Nam, Vol 49, No.4A, pp 313-226 (ISSN: 0866 708X) [3] Do Van Chieu and Dang Van Hung (2012), Timed traces and their applications in specication and veriction of distributed real-time systems , In Proceedings of the Third International Symposium on Information and Com-munication Tecnology 2012, IEEE Computer Society, pp 31-41 [4] Do Van Chieu (2015), A Formal Method for Specifying Interface of Compo-nent in Real-time Concurrent Systems , T⁄p ch‰ B÷u ch‰nh Vi„n thæng, Vol E-3, No 8(12), pp 48-57 (ISSN: 1859 3534), 2015 116 T i li»u tham kh£o [1] F Aarts, F Heidarian, and F Vaandrager A theory of history dependent abstractions for learning interface automata In Proceedings of the 23rd International Conference on Concurrency Theory, CONCUR’12, pages 240 255, Berlin, Heidelberg, 2012 Springer-Verlag [2] J Abrial Data semantics In IFIP Working Conference Data Base Management, pages 60, 1974 [3] L D Alfaro and T A Henzinger Interface-based design In In Engineering Theories of Software Intensive Systems, proceedings of the Marktoberdorf Summer School Kluwer, 2004 [4] R Alur and D L Dill A theory of timed automata Theor Comput Sci., 126(2):183 235, 1994 [5] C Angelov, F Zhou, and K Sierszecki Specification of embedded control systems behaviour using actor interface automata In Proceedings of the 8th IFIP WG 10.2 International Conference on Software Technologies for Embedded and Ubiquitous Systems, SEUS’10, pages 167 178, Berlin, Heidel-berg, 2010 Springer-Verlag [6] M S Anne Remke, editor Stochastic Model Checking Rigorous Depend-ability Analysis Using Model Checking Techniques for Stochastic Systems Springer, 2012 [7] E Asarin, P Caspi, and O Maler A kleene theorem for timed automata In 12th Annual IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS’97) IEEE Computer, pages 160 171 IEEE Computer Society Press, 1997 [8] C Baier and J.-P Katoen Principles of Model Checking (Representation and Mind Series) The MIT Press, 2008 117 [9] A Basu, M Bozga, and J Sifakis Modeling heterogeneous real-time com-ponents in bip In Proceedings of the Fourth IEEE International Conference on Software Engineering and Formal Methods, pages 12, Washington, DC, USA, 2006 IEEE Computer Society [10] G Behrmann, R David, and K G Larsen A tutorial on uppaal pages 200 236 Springer, 2004 [11] J Bengtsson and W Yi Timed automata: Semantics, algorithms and tools In Lectures on Concurrency and Petri Nets, pages 87 124, 2003 [12] T Y Bin Zhou and C J Myers Framework of timed trace theoretic verification revisited In 10th Asian Test Symposium (ATS 2001), 19-21 November 2001, Kyoto, Japan, pages 437 442, 2001 [13] B Bollig Formal Models of Communicating Systems: Languages, Automata, and Monadic Second-Order Logic (Texts in Theoretical Computer Science An Eatcs Series) Springer-Verlag New York, Inc., Secaucus, NJ, USA, 2006 [14] B Bollig and M Leucker Deciding ltl over mazurkiewicz traces Data Knowl Eng., 44(2):219 238, 2003 [15] A W Brown and K C Wallnau The current state of cbse IEEE Softw., 15:37 46, September 1998 [16] J Brzozowski and E Leiss On equations for regular languages, finite automata, and sequential networks Theoretical Computer Science, 1980 [17] L Burdy, Y Cheon, D Cok, M D Ernst, J Kiniry, G T Leavens, K Rustan, M Leino, and E Poll An overview of jml tools and applications, 2003 [18] X Cai, M R Lyu, and K fai Wong Component-based software engineering: Technologies, development frameworks, and quality assurance schemes In Lecture Notes, pages 372 379 IEEE Computer Society, 2000 [19] Z Cao and H Wang Extending interface automata with z notation In Proceedings of the 4th IPM International Conference on Fundamentals of Software Engineering, FSEN’11, pages 359 367, Berlin, Heidelberg, 2012 Springer-Verlag [20] A K Chandra, D C Kozen, and L J Stockmeyer Alternation J ACM, 28:114 133, January 1981 118 [21] S Chouali and A Hammad Formal verification of components assembly based on sysml and interface automata Innov Syst Softw Eng., 7(4):265 274, Dec 2011 [22] J.-P K Christel Baier Principles of Model Checking The MIT Press, 2008 [23] M M Chupilko and A S Kamkin Runtime verification based on executable models: On-the-fly matching of timed traces In Proceedings Eighth Workshop on Model-Based Testing, MBT 2013, Rome, Italy, 17th March 2013., pages 67 81, 2013 [24] E M Clarke, O Grumberg, and D Peled Model checking MIT Press, 1999 [25] I Crnkovic Component-based software engineering - new challenges in software development In in Software Development Software Focus, pages 127 133 John Wiley, Sons, 2001 [26] I Crnkovic and M Larsson A case study: Demands on componentbased development In Proceedings, 22th International Conference of Software Engineering ACM, IEEE, May 2000 [27] H Dang Van and H Truong Modeling and specification of real-time interfaces with utp In Z Liu, J Woodcock, and H Zhu, editors, Theories of Programming and Formal Methods, volume 8051 of Lecture Notes in Computer Science, pages 136 150 Springer Berlin Heidelberg, 2013 [28] L de Alfaro and T A Henzinger Interface automata In Proceedings of the Ninth Annual Symposium on Foundations of Software Engineering (FSE), ACM, pages 109 120 Press, 2001 [29] V Diekert Combinatorics on traces Springer-Verlag New York, Inc., New York, NY, USA, 1990 [30] V Diekert The Book of Traces World Scientific Publishing Co., Inc., River Edge, NJ, USA, 1995 [31] V Diekert and P Gastin From local to global temporal logics over mazurkiewicz traces Theor Comput Sci., 356(1):126 135, 2006 [32] V Diekert and Y M†tivier Partial commutation and traces, 1997 119 [33] L Doyen, T A Henzinger, B Jobstmann, and T Petrov Interface theories with component reuse In Proceedings of the 8th ACM international con-ference on Embedded software, EMSOFT ’08, pages 79 88, New York, NY, USA, 2008 ACM [34] D D’Souza A logical study of timed distributed automata 2000 [35] D D’Souza and P S Thiagarajan Product interval automata: A subclass of timed automata In Proceedings of the 19th Conference on Foundations of Software Technology and Theoretical Computer Science, pages 60 71, Lon-don, UK, 1999 Springer-Verlag [36] M Griss, G Pour, and J Favaro Making the transition to componentbased enterprise software development overcoming the obstacles patterns for success In Proceedings of the Technology of ObjectOriented Languages and Systems, TOOLS ’99, pages 527 , Washington, DC, USA, 1999 IEEE Computer Society [37] M L Griss Software reuse: Architecture, process, and organization for busi-ness success Israeli Conference on Computer-Based Systems and Software Engineering, 0:86, 1997 [38] D P Guelev and D V Hung Reasoning about qos contracts in the proba-bilistic duration calculus Electr Notes Theor Comput Sci., 238(6):41 62, 2010 [39] C Hoare and H Jifeng Unifying Theories of Programming Prentice Hall, 1998 [40] D V Hung Toward a formal model for component interfaces for realtime systems In FMICS ’05: Proceedings of the 10th international workshop on Formal methods for industrial critical systems, pages 106 114, New York, NY, USA, 2005 ACM [41] D V Hung and B V Anh Model checking real-time component based systems with blackbox testing In Proceedings of the 11th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications, RTCSA ’05, pages 76 79, Washington, DC, USA, 2005 IEEE Computer Society [42] D V Hung and B V Anh Model checking real-time component based systems with blackbox testing In RTCSA ’05: Proceedings of the 11th IEEE 120 International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications, pages 76 79, Washington, DC, USA, 2005 IEEE Com-puter Society [43] D V Hung and P H Thai Towards a template language for component- based programming, 2007 [44] M Huth and M Ryan Logic in Computer Science: Modelling and Reasoning About Systems Cambridge University Press, New York, NY, USA, 2004 [45] H Jifeng, Z Liu, and L Xiaoshan Contract-oriented component software development Technical report, UNU/IIST, P.O Box 3058, Macao SAR, 2003 [46] D K Kaynar, N Lynch, R Segala, and F Vaandrager The Theory of Timed I/O Automata (Synthesis Lectures in Computer Science) Morgan & Claypool Publishers, 2006 [47] R M Keller Parallel program schemata and maximal parallelism i funda-mental results J ACM, 20(3):514 537, 1973 [48] R Kemmerer Formally specifying and verifying real-time systems In ICFEM ’97: Proceedings of the 1st International Conference on Formal En-gineering Methods, page 112, Washington, DC, USA, 1997 IEEE Computer Society [49] K G Larsen, P Pettersson, and W Yi Model-checking for real-time sys-tems pages 62 88, 1995 [50] M Leucker On model checking synchronised hardware circuits In J He and M Sato, editors, Proceedings of the 6th Asian Computing Science Con-ference (ASIAN’00), volume 1961 of Lecture Notes in Computer Science, page 182 198, Penang, Malaysia, 2000 Springer, Springer [51] M Leucker Logics for mazurkiewicz traces Technical report, PHD THE- SIS, LEHRSTUHL FUR INFORMATIK II, RWTH AACHEN, 2002 [52] J Li, S Chen, L Jian, and H Zhang A web services composition model and its verification algorithm based on interface automata In Proceedings of the 2011IEEE 10th International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications, TRUSTCOM ’11, pages 1556 1563, Washington, DC, USA, 2011 IEEE Computer Society 121 [53] Z Liu, H Jifeng, and X Li rcos: A refinement calculus for object systems Technical report, Theoretical Computer Science, 2006 [54] G Luttgen, W Vogler, and S Fendrich Richer interface automata with optimistic and pessimistic compatibility Acta Inf., 52(4-5):305 336, June 2015 [55] A Mazurkiewicz Trace theory In Advances in Petri nets 1986, part II on Petri nets: applications and relationships to other models of concurrency, pages 279 324, New York, NY, USA, 1987 Springer-Verlag New York, Inc [56] Y Wang, O P Damani, and W jyh Lee Reliability and availability issues in distributed component object model (dcom), 1997 [57] F Mogavero Logics in Computer Science: A Study on Extensions of Tem-poral and Strategic Logics Atlantis Press, 2013 [58] M Mukund and P S Thiagarajan Linear time temporal logics over mazurkiewicz traces In Proceedings of the 21st International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science, MFCS ’96, pages 62 92, London, UK, 1996 Springer-Verlag [59] T A Ngoc Hung PHAM, Viet-Ha NGUYEN and T KATAYAMA A minimized assumption generation method for component-based software verification IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems, E93-D(8):2172 2181, Aug 2010 [60] D Peled and W Penczek Using asynchronous buchi automata for efficient automatic verification of concurrent systems In PROC OF PSTV’95, pages 115 130, 1996 [61] J L Peterson Petri nets ACM Comput Surv., 9:223 252, September 1977 [62] A Pnueli The temporal logic of programs In Proceedings of the 18th Annual Symposium on Foundations of Computer Science, SFCS ’77, pages 46 57, Washington, DC, USA, 1977 IEEE Computer Society [63] G Pour Software component technologies: Javabeans and activex In Proceedings of the Technology of Object-Oriented Languages and Systems, TOOLS ’98, pages 375 , Washington, DC, USA, 1998 IEEE Computer Society [64] G Pour Enterprise javabeans, javabeans & xml expanding the possibilities for web-based enterprise application development In Proceedings of the 122 31st International Conference on Technology of Object-Oriented Language and Systems, TOOLS ’99, pages 282 , Washington, DC, USA, 1999 IEEE Computer Society [65] J Rumbaugh, I Jacobson, and G Booch, editors The Unified Modeling Language reference manual Addison-Wesley Longman Ltd., Essex, UK, UK, 1999 [66] L P Serge Haddad, Fabrice Kordon and L Petrucci, editors Models and Analysis for Distributed Systems Wiley-ISTE, 2011 [67] J Sifakis Modeling real-time systems - challenges and work directions In In Proceedings of the 1st International Workshop on Embedded Software (EMSOFT), Lecture Notes in Computer Science, pages 373 389 Springer Verlag, 2001 [68] P S Thiagarajan A trace based extension of linear time temporal logic In LICS, pages 438 447 IEEE Computer Society, 1994 [69] S Tripakis, B Lickly, T A Henzinger, and E A Lee On relational interfaces Technical Report UCB/EECS-2009-60, EECS Department, Univer-sity of California, Berkeley, May 2009 [70] P Vanbekbergen, G Goossens, and B Lin Modeling and synthesis of timed asynchronous circuits In Proceedings of the Conference on European Design Automation, EURO-DAC ’94, pages 460 465, Los Alamitos, CA, USA, 1994 IEEE Computer Society Press [71] K Werner, editor ICALP ’92: Proceedings of the 19th International Colloquium on Automata, Languages and Programming, volume 623, London, UK, 1992 Springer-Verlag [72] S S Yau and B Xia Object oriented distributed component software de-velopment based on corba In Proceedings of the 22nd International Com-puter Software and Applications Conference, COMPSAC ’98, pages 246 251, Washington, DC, USA, 1998 IEEE Computer Society [73] T Yoneda and H Ryu Timed trace theoretic verification using partial order reduction In 5th International Symposium on Advanced Research in Asynchronous Circuits and Systems (ASYNC ’99), 19-22 April 1999, Barcelona, Spain, page 108, 1999 123 [74] N Zhan, E Y Kang, and Z Liu Component publications and compositions In Proceedings of the 2nd international conference on Unifying the-ories of programming, UTP’08, pages 238 257, Berlin, Heidelberg, 2010 Springer-Verlag [75] W Zielonka Notes on finite asynchronous automata ITA, 21(2):99 135, 1987 124 ... v iii Mt th nh phn giao tip vợi c¡c th nh phƒn kh¡c bði giao di»n cıa nâ Thành phần Kho thành phần Thành phần Hệ thống phần mềm Chọn thành phần Thành phần n Ghép Thành phần thương mại (COTS)... Logic đặc tả tính chất vết thời gian g Áp d ụ n Mơ hình hệ phân tán thời gian Mơ hình hệ tương tranh thời gian Áp dụn g Mơ hình dựa ơ-tơ-mát giao diện H…nh 1.1: C§u tróc lu“n ¡n 1.3 BŁ cöc cıa lu“n... Kiến thức tổng quan: - CBSD - Ơ-tơ-mát thời gian - Lý thuyết vết Mazurkiewicz Lý thuyết vết thời gian: - Vết thời gian, - pÁ gnụd Ơ-tơ-mát đốn nhận ngơn ngữ vết thời gian, Logic đặc tả tính chất