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Título: CAEHV: um método para verificação de modelos do tratamento de exceção sensível ao contexto em sistemas ubíquos
Autor(es): Rocha, Lincoln Souza
Orientador(es): Andrade, Rossana Maria de Castro
Palavras-chave: Ciência da computação
Tratamento de exceção sensível ao contexto
Vericação de modelos
Software de sistema
Análise de sistema
Software de aplicação
Data do documento: 2013
Citação: ROCHA, L. S. (2013)
Resumo: Os sistemas de software adaptativos sensíveis ao contexto, também conhecidos como auto-adaptativos, representam uma classe particular de sistemas de software complexos. Esse tipo de sistema de software tem como requisito básico observar o ambiente (físico e lógico) em que executa e reagir de forma apropriada às mudanças, quer seja adaptando sua estrutura e comportamento ou executando tarefas de forma automática. Nos ambientes ubíquos, o software adaptativo sensível ao contexto assume um papel fundamental, sendo projetado para interagir com o ambiente físico com intuito de auxiliar as pessoas, de forma transparente, na execução das suas atividades cotidianas, tornando a interação humano-computador mais natural. Devido ao seu amplo domínio de aplicação (e.g., casas inteligentes, guias móveis de visitação, jogos, saúde e missões de resgate), os sistemas de software adaptativo sensível ao contexto precisam ser confiáveis, para cumprir com a sua função e lidar com situações anormais, evitando eventuais falhas. Nesse sentido, o tratamento de exceção sensível ao contexto vem sendo empregado na melhoria dos níveis de robustez e confiabilidade desse tipo de sistema de software. Entretanto, o projeto e implementação do tratamento de exceção sensível ao contexto exige dos projetistas insights e expertise de domínio, sendo uma atividade complexa e propensa a erros. Desse modo, para que o tratamento de exceção sensível ao contexto atinja os objetivos esperados, é necessário que ele seja projetado de forma rigorosa, buscando eliminar ao máximo o número de faltas de projeto (design faults). Nesse cenário, esta tese de doutorado propõe um método para verificação de modelos do tratamento de exceção sensível ao contexto, denominado CAEHV (Context-Aware Exception Handling Verification). O CAEHV provê um conjunto de abstrações que permitem aos projetistas modelarem o comportamento excepcional sensível contexto e mapeá-lo para uma estrutura de Kripke. Além disso, um conjunto de propriedades comportamentais é estabelecido com o intuito de auxiliar os projetistas no processo de identificação de determinados tipos de faltas de projeto. Por fim, com o objetivo de avaliar a viabilidade do método, uma ferramenta para a modelagem e verificação do comportamento excepcional sensível ao contexto foi desenvolvida e cenários de injeção de faltas (fault injection) foram modelados para analisar a sua efetividade na identificação de faltas de projeto no modelo.
Abstract: The context-aware adaptive software, also known as self-adaptive software, represents a specic class of complex software systems, which has as primary requirement the ability to monitor its execution environment (physical and logical) and reacts upon change, either adapting its internal structure and behavior or performing automatic tasks. In ubiquitous environments, context-aware adaptive software plays a fundamental role, as it must be designed to interact with the physical environment, aiming to transparently supporting users in their daily activities, improving or hiding the interaction between human and computer. In that direction, the application domain in which context-aware adaptive software may be applied is broad (e.g., smart home, mobile visit guide, gaming, health or rescue missions), requiring a high-degree of reliability, not only capable of performing its functional requirements, but also dealing with abnormal conditions, avoiding occasional failures. Although context-aware exception handling has been used to improve robustness and reliability levels of context-aware adaptive software, it requires from the software designers a good understanding of the application domain, turning out to be a complex and error-prone activity. In order to achieve the expected results of using context-aware exception handling, it is mandatory to follow a rigorous design approach, trying to minimize the number of design faults. In this scenario, this doctoral thesis proposes a method for model checking context-aware exception handling, named CAEH!(Context-Aware Exception Handling Verication). It provides a set of abstractions that permits designers to model the context-aware exceptional behavior and translates it to a Kripke structure. Additionally, a set of behavior properties is established, attempting to aid designers to identify specic types of design faults. To evaluate the feasibility of the proposed method, a tool, called JCAEH!, for modeling and verication of context-aware exceptional behavior is developed, and fault injection scenarios are modeled to analyze its eectiveness in identifying design faults.
Descrição: ROCHA, Lincoln Souza. CAEHV: um método para verificação de modelos do tratamento de exceção sensível ao contexto em sistemas ubíquos. 2013. 113 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18681
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