Dependability Analysis in the Ambient Assisted Living Domain: An Exploratory Case Study

Rodrigues, Genaína Nunes; Alves, Vander; Franklin, Renato; Laranjeira, Luiz A.

doi:10.1109/sbcars.2010.25

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“…To reason about the properties of a system modeled as a DTMC, one can use Probabilistic Computation Tree Logic (PCTL) [24], which extends the original timebounded or unbounded temporal logics for property specification in Computation Tree Logic (CTL) [12]. The specification of dependability properties in PCTL has been extensively explored in previous works [25,41,26]. In particular, the work by Grunske [18] shows that the reachability property expressed by the Probabilistic Existence PCTL formula P =?…”

Section: Probabilistic Model Checkingmentioning

confidence: 99%

GODA: A goal-oriented requirements engineering framework for runtime dependability analysis

Mendonça

Rodrigues

Ali

et al. 2016

Information and Software Technology

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Context: Many modern software systems must deal with changes and uncertainty. Traditional dependability requirements engineering is not equipped for this since it assumes that the context in which a system operates be stable and deterministic, which often leads to failures and recurrent corrective maintenance. The Contextual Goal Model (CGM), a requirements model that proposes the idea of context-dependent goal fulfillment, mitigates the problem by relating alternative strategies for achieving goals to the space of context changes. Additionally, the Runtime Goal Model (RGM) adds behavioral constraints to the fulfillment of goals that may be checked against system execution traces.Objective: This paper proposes GODA (Goal-Oriented Dependability Analysis) and its supporting framework as concrete means for reasoning about the dependability requirements of systems that operate in dynamic contexts.Method: GODA blends the power of CGM, RGM and probabilistic model checking to provide a formal requirements specification and verification solution. At design time, it can help with design and implementation decisions; at runtime it helps the system self-adapt by analyzing the different alternatives and selecting the one with the highest probability for the system to be dependable. GODA is integrated into TAO4ME, a state-of-the-art tool for goal modeling and analysis.Results: GODA has been evaluated against feasibility and scalability on Mobee: a real-life software system that allows people to share live and updated information about public transportation via mobile devices, and on larger goal models. GODA can verify, at runtime, up to two thousand leaf-tasks in less than 35ms, and requires less than 240 kbytes of memory.Conclusion: Presented results show GODA's design-time and runtime verification capabilities, even under limited computational resources, and the scalability of the proposed solution.

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Section: Probabilistic Model Checkingmentioning

confidence: 99%

GODA: A goal-oriented requirements engineering framework for runtime dependability analysis

Mendonça

Rodrigues

Ali

et al. 2016

Information and Software Technology

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“…No campo de análise de confiabilidade, os trabalhos [11] e [4] estão bem relacionados com essa pesquisa. Visto que ambos abordam o cálculo da previsão de confiabilidade de um modelo gerado nos estágios iniciais do ciclo de vida de um sistema utilizando técnicas de verificação formal.…”

Section: Trabalhos Relacionadosunclassified

“…Já em [4] a análise se dá a partir da modelagem do sistema utilizando diagramas comportamentais da UML(sequência e atividade). Em seguida o modeloé inserido na ferramenta PRISM, traduzindo os diagramas para a linguagem própria da ferramenta, possibilitando a realização de diversos experimentos a respeito da confiabilidade do sistema e de seus com-ponentes.…”

Section: Trabalhos Relacionadosunclassified

Analysis of the Impact of Implied Scenarios on the Reliability of Computational Concurrent Systems

Roriz

Rodrigues

Laranjeira

2014

2014 Eighth Brazilian Symposium on Software Components, Architectures and Reuse

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Current approaches to model-driven software development have led to the use of scenarios to perform analysis of non-functional requirements of a software system in its early stages of development. The presence of implied scenarios is a phenomenon that can be observed in concurrent systems modeled in the form of Message Sequence Charts. This paper presents a methodology for the identification and evaluation of the qualitative and quantitative impact of the referred scenarios on the reliability of such systems. To the best of our knowledge, there is no previous research contribution in the literature in this regard. The applicability, as well as feasibility, of this methodology is illustrated on the example of a boiler control system. The results are then used to support the architectural refinement of the system ensuring the elimination of the undesirable implied scenarios identified and the consequent improvement in the software system reliability. The usefulness of the proposed methodology is thus confirmed to facilitate the construction of reliable concurrent software systems since the early stages of the development cycle. I. INTRODUÇÃOA modelagem por cenários tem sido considerada uma forma eficaz de se modelar e analisar o comportamento de um sistema nos estágios iniciais do ciclo de desenvolvimento [1]. Uma das vantagens desse formatoé permitir uma participação maior dos stackholders, dado que cada cenário de uso desejadó e especificado, de acordo com essa perspectiva, utilizando o Diagrama de Sequência da UML (Unified Modeling Language)[2] ou diagramas MSCs (Message Sequence Charts) [3]. Cada cenário apresenta as trocas de mensagens entre os componentes do sistema, caracterizando sua arquitetura.São várias as abordagens que utilizam a modelagem em cenários para realizar análise de confiabilidade de software [5], [6], [7]. Entretanto, estes trabalhos, não têm até aqui, considerado nesta análise o impacto de um fenômeno denominado cenários implícitos. Cenários implícitos, que são, de forma breve, comportamentos do sistema que surgem a partir da composição paralela 1 dos componentes, cujos comportamentos são modelados nos cenários previamente especificados [8], [9]. Isso ocorre pelo fato de cenários serem visões parciais do sistema modelado, apesar de se ter em mente um comportamento global ao se modelar esses cenários. Dessa forma, quando esses cenários são integrados podem surgir novos 1 Entende-se por composição o processo de construir a arquitetura do sistema a partir do comportamento de seus componentes, utilizando para tanto métodos formais e suas técnicas de composição em paralelo [10]. comportamentos que não haviam sido anteriormente previstos [9].Esses novos cenários podem ser desejáveis, cujo efeito obtidoé aceito e integrado ao modelo, ou indesejáveis, cujo efeito gera consequências negativas, podendo levar o sistema a falhas [9]. Uma análise de confiabilidade da arquitetura realizada sobre uma modelagem em cenários que não considera esse aspecto pode levar a uma percepção equivocada do comportament...

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“…No campo de análise de confiabilidade, os trabalhos [10] e [11] estão bem relacionados com essa pesquisa. Visto que ambos abordam o cálculo da previsão de confiabilidade de um modelo gerado nos estágios iniciais do ciclo de vida de um sistema utilizando técnicas de verificação formal.…”

Section: Trabalhos Relacionadosunclassified

“…Já em [11] a análise se dá a partir da modelagem do sistema utilizando diagramas comportamentais da UML (sequência e atividade). Em seguida o modelo é inserido na ferramenta de verificação formal PRISM, traduzindo os diagramas para a linguagem própria da ferramenta, possibilitando a realização de diversos experimentos a respeito da confiabilidade do sistema e de seus componentes.…”

Section: Trabalhos Relacionadosunclassified

Análise do impacto de cenários implícitos na confiabilidade de sistemas computacionais

Roriz¹

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Dedico esse trabalho especialmente à minha pequena Clarisse, que me acompanhou na reta final desse trabalho, e também à minha família que compreendeu a minha ausência durante o período de dedicação a esse Mestrado. iv Agradecimentos "Combati o bom combate, terminei a minha carreira, guardei a minha fé"(II Timóteo 4:7) Em primeiro lugar, não poderia ser de outra forma, agradeço a Deus que me acompanhou nessa caminhada participando tanto dos meus momentos de descontração, como nos de intensos trabalhos, sempre me dando forças para continuar. Também agradeço à minha linda esposa Juliana, que sempre me apoiou, desde a decisão de iniciar essa jornada, com todo o carinho e amor que eu precisei. Ju, essa conquista é nossa!!! À minha doce Clarissinha, tenho que agradecer por fazer, desde o dia nove de junho de 2014, os meus dias sempre especiais. Filhina, papai te ama!!! À minha mãe, o agradecimento que não caberia nesse espaço. A grande responsável pelo que sou hoje. Mamãe, o seu exemplo de vida é a minha maior inspiração!!! Aos meus irmãos, meu precioso afilhado Mateus e demais familiares, obrigado pelo carinho de sempre. Aos meus colegas de curso, MUITO OBRIGADO!!! O clima de camaradagem permanente foi determinante para que eu chegasse até aqui. Por último, mas não menos importante, à minha orientadora Prof. a Genaína, meu mais sincero agradecimento. Sempre serei grato pela sua incansável dedicação e por nunca deixar de acreditar (até quando eu mesmo não acreditava!!) no sucesso do trabalho. Você se tornou uma referência, tanto como profissional, quanto como pessoa. De coração, MUITO OBRIGADO!!! v Palavras-chave: cenários implícitos, sistemas concorrentes, dependabilidade, confiabilidade vii AbstractThe increasing of the complexity in computing systems is a trend that needs be accompanied by the search for development techniques oriented to ensure the required reliability level, since the early stages of the software development cycle. In this context, it becomes a essential requirement that the modeling be done in a reliable way, reflecting the expected behavior for system.The scenario-based specification allows, even at early stages of the development, the realization of dependability analysis to verify the compliance with no-functional requirements of the system. Being considered an interesting technique for constructing reliable systems.However, the scenarios modeled brings the possibility of the occurrence of implied scenarios, which are scenarios that were not initially foreseen but arise from interaction between the others specified scenarios. These new scenarios can be allowed, when they do not compromise the system, or unwanted, when they take the system to an error state. In the latter case, it is required to take corrective action in order to eliminate or reduce these negative effects. Therefore, to construct a reliable model, it is necessary not only identify any implied scenarios, but also to assess the impact of these on the system to be modeled in order to ground and direct the actions in order to achie...

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Dependability Analysis in the Ambient Assisted Living Domain: An Exploratory Case Study

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GODA: A goal-oriented requirements engineering framework for runtime dependability analysis

GODA: A goal-oriented requirements engineering framework for runtime dependability analysis

Analysis of the Impact of Implied Scenarios on the Reliability of Computational Concurrent Systems

Análise do impacto de cenários implícitos na confiabilidade de sistemas computacionais

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