Verificação formal de Sistemas de Sistemas (SoS) modelados em diagramas de coreografia (BPMN) para detecção prévia de erros típicos de tempo de execução.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Universidade Federal da Bahia
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Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP)
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| Departamento: |
Instituto de Computação - IC
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Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
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| Link de acesso: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40757 |
Resumo: | Sistema de Sistemas (SoS) é composto por um conjunto de sistemas, que interagem entre si para um objetivo comum. Assim, ele tende a ser maior e mais complexo do que os sistemas tradicionais. Para abordar a questão da complexidade inerente a este tipo de sistemas complexos, eles são frequentemente modelados usando a Business Process Modeling and Notation (BPMN), que é uma notação padrão para modelagem de processos de negócios. O diagrama de coreografia, introduzido na versão BPMN 2.0, fornece conceitos adequados para representar as interações entre os sistemas constituintes de um SoS. No entanto, os modelos criados com essa notação podem conter erros, alguns dos quais podem ser detectados em tempo de design e outros apenas em tempo de execução. Os erros de sintaxe são facilmente detectados com o auxílio de ferramentas de modelagem, no entanto, a ausência de uma semântica formal para BPMN torna mais difícil identificar erros de tempo de execução, como por exemplo, deadlocks, livelocks e outras propriedades de segurança em diagramas de coreografia de BPMN. Esses erros são difíceis de detectar e podem levar a uma operação inadequada ou até mesmo ao travamento do sistema. Nesse contexto, um método para identificar erros de tempo de execução consiste em traduzir o diagrama BPMN em um modelo formal que pode ser analisado em um verificador de modelo. Assim, apresentamos uma abordagem para construir um modelo formal para os diagramas de coreografia de BPMN em termos da linguagem formal pi-ADL, que é uma linguagem projetada para a especificação de arquiteturas dinâmicas, uma característica intrínseca dos SoS. Portanto, definimos o mapeamento dos elementos do diagrama de coreografia para pi-ADL, a fim de auxiliar sua descrição formal em pi-ADL. Tais modelos pi-ADL permitem sua verificação formal por meio de um verificador de modelo específico, possibilitando assim, a detecção prévia de erros em tempo de execução no sistema modelado |
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2024-12-11T12:13:29Z2024-12-11T12:13:29Z2024-09-14COSTA, Leila de Carvalho. Verificação formal de Sistemas de Sistemas (SoS) modelados em diagramas de coreografia (BPMN) para detecção prévia de erros típicos de tempo de execução. 2021. 70 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2021.https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40757Sistema de Sistemas (SoS) é composto por um conjunto de sistemas, que interagem entre si para um objetivo comum. Assim, ele tende a ser maior e mais complexo do que os sistemas tradicionais. Para abordar a questão da complexidade inerente a este tipo de sistemas complexos, eles são frequentemente modelados usando a Business Process Modeling and Notation (BPMN), que é uma notação padrão para modelagem de processos de negócios. O diagrama de coreografia, introduzido na versão BPMN 2.0, fornece conceitos adequados para representar as interações entre os sistemas constituintes de um SoS. No entanto, os modelos criados com essa notação podem conter erros, alguns dos quais podem ser detectados em tempo de design e outros apenas em tempo de execução. Os erros de sintaxe são facilmente detectados com o auxílio de ferramentas de modelagem, no entanto, a ausência de uma semântica formal para BPMN torna mais difícil identificar erros de tempo de execução, como por exemplo, deadlocks, livelocks e outras propriedades de segurança em diagramas de coreografia de BPMN. Esses erros são difíceis de detectar e podem levar a uma operação inadequada ou até mesmo ao travamento do sistema. Nesse contexto, um método para identificar erros de tempo de execução consiste em traduzir o diagrama BPMN em um modelo formal que pode ser analisado em um verificador de modelo. Assim, apresentamos uma abordagem para construir um modelo formal para os diagramas de coreografia de BPMN em termos da linguagem formal pi-ADL, que é uma linguagem projetada para a especificação de arquiteturas dinâmicas, uma característica intrínseca dos SoS. Portanto, definimos o mapeamento dos elementos do diagrama de coreografia para pi-ADL, a fim de auxiliar sua descrição formal em pi-ADL. Tais modelos pi-ADL permitem sua verificação formal por meio de um verificador de modelo específico, possibilitando assim, a detecção prévia de erros em tempo de execução no sistema modeladoSystem of systems (SoS) is composed of a set of systems, which interact together for a common goal. Thereby, it tends to be larger and more complex than traditional systems. To address the question of the inherent complexity of this kind of complex systems, they are frequently modeled using the Business Process Modeling and Notation (BPMN), which is a standard modeling notation for business processes. The choreography diagram, introduced in version BPMN 2.0, provides suitable concepts for representing the interactions among constituents of a SoS. However, models created using this notation may contain errors, some of which can be detected at design-time and others only at runtime. Syntax errors are easily detected with the assistance of modeling tools. Nevertheless, the absence of a formal semantics for BPMN makes it harder to identify runtime errors, as for example, deadlocks, livelocks and other safety properties in BPMN choreography diagrams. These errors are challenging to detect and may lead to an improper operation or even a system lockup. In this context, a method for identifying runtime errors consists of translating the BPMN diagram into a formal model that can be analyzed in a model checker. Thereby we present an approach to build a formal model for the BPMN choreography diagrams in terms of the formal language pi-ADL, which is properly designed for the specification of dynamic architectures, an intrinsic characteristic of SoS. Therefore, we define the mapping of the elements of the choreography diagram to pi-ADL, in order to obtain its formal description in pi-ADL. Such pi-ADL models allow its formal verification using a specific model checker, enabling the prior detection of runtime errors in the modeled system.porUniversidade Federal da BahiaPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP) UFBABrasilInstituto de Computação - ICBusiness Process Modeling Notation (BPMN)System of Systems (SoS)pi-ADL languageChoreographyCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAONotação BPMNSistema de Sistemas (SoS)Linguagem pi-ADLCoreografiaVerificação formal de Sistemas de Sistemas (SoS) modelados em diagramas de coreografia (BPMN) para detecção prévia de erros típicos de tempo de execução.Formal verification of Systems of Systems (SoS) modeled in choreography diagrams (BPMN) for early detection of typical runtime errors.Mestrado Acadêmicoinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionMaciel, Rita Suzana Pitangueirahttps://orcid.org/0000-0003-3159-6065http://lattes.cnpq.br/0290950513716961Duran, Adolfo Almeidahttps://orcid.org/0000-0002-0042-9902http://lattes.cnpq.br/1740519812135230Maciel, Rita Suzana Pitangueirahttps://orcid.org/0000-0003-3159-6065http://lattes.cnpq.br/0290950513716961Oquendo, Fláviohttps://orcid.org/0000-0003-4171-2445http://lattes.cnpq.br/4858001230775451Salvado, Lais do Nascimentohttp://lattes.cnpq.br/1972531466861737http://lattes.cnpq.br/0274580971369694Costa, Leila de Carvalhoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAORIGINALLeila de Carvalho Costa - Dissertação.pdfLeila de Carvalho Costa - Dissertação.pdfDissertação de Leilaapplication/pdf4638719https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/40757/1/Leila%20de%20Carvalho%20Costa%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdfe8e36b219ff1d49599db7b76aca53f72MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1720https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/40757/2/license.txtd9b7566281c22d808dbf8f29ff0425c8MD52open accessri/407572024-12-11 09:13:30.163open accessoai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufba.br/oai/requestrepositorio@ufba.bropendoar:19322024-12-11T12:13:30Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false |
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