Model Checking enBetrouwbaarheid van Software               Frits Vaandrager Institute for Computing and Information Scien...
Computing Technology        (R)Evolution1935 1946   2010               2                           2
Iedereen heeft toch al eenPC, Internet, eenmobieltje, een Xbox eneen TomTom?Informatietechnologieis toch al af?Duh!       ...
Informatica staat pas aan het begin!Wetenschappers MIT: 7 van de 10 meest belangrijke opkomende technologieën zijn ICT ger...
40% kosten moderne auto is electronica90% innovaties autoindustrie ICT gerelateerd!                                       ...
Bionische Ogen?                  6
Klimaatverandering“ICT is a key sector in the fight   against climate change”   SMART 2020 Report. The   Climate Group, Mc...
Voorbeeld: Permasense Project                                8
Informatica is voor creatievelingen                                      9
“Computing is the transformative science of our age”J. Moore                                                       10
Onderzoek aan Radboud Universiteit (1):             Digitale BeveiligingOV-chipkaart           Electronisch Patiënten Doss...
Onderzoek aan Radboud Universiteit (2):        Intelligente Systemen Brain-computer interfaces                            ...
Onderzoek aan Radboud Universiteit (3):    Hoe maak je correcte software?             Onze samenleving is volledig        ...
Sint Servaasbrug Maastricht                       “Uptime”:                       ruim 700 jaar                           ...
Ariane 5 Raket                 “Uptime”:                  40 sec                             15
Aandeel ICT in productiekosten auto’s• 2000: 26%• 2010: 48%                                          16
Software is absoluut het meest complexe artefact dat de mens routinematig bouwt…Tussen 1069 en 1081 atomen in      10 MB g...
Geen verrassing dus dat het vrijwel        nooit foutloos werkt!2004: Mars Rover bevriest   2005: Computer “kaapt” vliegtu...
Onderzoek Radboud Universiteit             • Het bouwen van modellen                Beschrijf relevante               aspe...
Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002                          • Boeing & Tupolew kruisenB757-200         TU154M             ...
Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002                          • Boeing & Tupolew kruisenB757-200         TU154M             ...
Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002                          • Boeing & Tupolew kruisenB757-200         TU154M             ...
Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002                          • Boeing & Tupolew kruisenB757-200         TU154M             ...
Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002                                • Boeing & Tupolew kruisenB757-200              TU154M  ...
Formele Verificatie                            • Kenmerken                               – Gebruik taal van de wiskunde Mo...
Modelgebaseerd Ontwerpen                                • Kenmerken                                   – Gebruik taal van d...
Modelgebaseerd Ontwerpen                                          • Kenmerken                                             ...
Turing Award voor Model Checking                                   28
Wat is Model Checking?                         29
Demonstratie Model Checker             Zes vriendinnen hebben ieder             een roddel. Ze bellen elkaar op.          ...
Toestandsdiagram                   31
Oplossing Model Checker                          32
Toepassingen van Model Checking•   Draadloze sensornetwerken•   NASA DEEP SPACE 1 missie•   Stormvloedkering bij Rotterdam...
Doelen Cursus1. Zelf leren werken met model checker Uppaal Bestaande modellen aanpassen Zelf eenvoudige modellen bouwen...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Olympus v5

206 views
129 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
206
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Olympus v5

  1. 1. Model Checking enBetrouwbaarheid van Software Frits Vaandrager Institute for Computing and Information Sciences Radboud Universiteit Nijmegen 1
  2. 2. Computing Technology (R)Evolution1935 1946 2010 2 2
  3. 3. Iedereen heeft toch al eenPC, Internet, eenmobieltje, een Xbox eneen TomTom?Informatietechnologieis toch al af?Duh! 3
  4. 4. Informatica staat pas aan het begin!Wetenschappers MIT: 7 van de 10 meest belangrijke opkomende technologieën zijn ICT gerelateerd 4
  5. 5. 40% kosten moderne auto is electronica90% innovaties autoindustrie ICT gerelateerd! 5
  6. 6. Bionische Ogen? 6
  7. 7. Klimaatverandering“ICT is a key sector in the fight against climate change” SMART 2020 Report. The Climate Group, McKinsey & Co, June 2008. 7
  8. 8. Voorbeeld: Permasense Project 8
  9. 9. Informatica is voor creatievelingen 9
  10. 10. “Computing is the transformative science of our age”J. Moore 10
  11. 11. Onderzoek aan Radboud Universiteit (1): Digitale BeveiligingOV-chipkaart Electronisch Patiënten Dossier (EPD) 11
  12. 12. Onderzoek aan Radboud Universiteit (2): Intelligente Systemen Brain-computer interfaces 12
  13. 13. Onderzoek aan Radboud Universiteit (3): Hoe maak je correcte software? Onze samenleving is volledig afhankelijk van computers Is ons vertrouwen in computers terecht? 13
  14. 14. Sint Servaasbrug Maastricht “Uptime”: ruim 700 jaar 14
  15. 15. Ariane 5 Raket “Uptime”: 40 sec 15
  16. 16. Aandeel ICT in productiekosten auto’s• 2000: 26%• 2010: 48% 16
  17. 17. Software is absoluut het meest complexe artefact dat de mens routinematig bouwt…Tussen 1069 en 1081 atomen in 10 MB geheugen > 1020.000.000het universum toestanden Software is niet continu: wijziging van 1 bit in een programma kan leiden tot volstrekt ander gedrag! 17
  18. 18. Geen verrassing dus dat het vrijwel nooit foutloos werkt!2004: Mars Rover bevriest 2005: Computer “kaapt” vliegtuig 2007: Computer crashes bij ProRail 2009: Volvo roept 26.000 auto’s terug 18
  19. 19. Onderzoek Radboud Universiteit • Het bouwen van modellen Beschrijf relevante aspecten van systeem formeel (in wiskundige taal) • Model checking Gebruik computer om alle toestanden van model te doorzoeken • Doel Fouten (“bugs”) opsporen 19
  20. 20. Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002 • Boeing & Tupolew kruisenB757-200 TU154M • 21:33:03 ! – Alarm door het Collision Avoidance System (TCAS) 20
  21. 21. Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002 • Boeing & Tupolew kruisenB757-200 TU154M • 21:33:03 ! – Alarm door het Collision Avoidance System (TCAS) • 21:34:49 – Opdracht verkeersleider 21
  22. 22. Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002 • Boeing & Tupolew kruisenB757-200 TU154M • 21:33:03 ! – Alarm door het Collision Avoidance System (TCAS) • 21:34:49 – Opdracht verkeersleider • 21:34:56 – TCAS aanbeveling 22
  23. 23. Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002 • Boeing & Tupolew kruisenB757-200 TU154M • 21:33:03 ! – Alarm door het Collision Avoidance System (TCAS) • 21:34:49 – Opdracht verkeersleider • 21:34:56 – TCAS aanbeveling • 21:35:32 – Botsing 23
  24. 24. Voorbeeld: Überlingen, 1 Juli 2002 • Boeing & Tupolew kruisenB757-200 TU154M • 21:33:03 ! – Alarm Officiële aanbeveling: door het Collision Avoidance System (TCAS) “piloten dienen adviezen van • 21:34:49 TCAS op te volgen, onafhankelijk van – Opdracht verkeersleider eventuele strijdige adviezen door de verkeersleiding” • 21:34:56 – TCAS aanbeveling Een computer vertrouwen!? • 21:35:32 – Botsing 24
  25. 25. Formele Verificatie • Kenmerken – Gebruik taal van de wiskunde Model van Model van – Computerondersteuning Omgeving Software • Hybride Systeem – continue omgeving – discrete softwareNauwkeurige Specificatie 25
  26. 26. Modelgebaseerd Ontwerpen • Kenmerken – Gebruik taal van de wiskunde – Computerondersteuning Model van Model van Omgeving Software • Hybride Systeem – continue omgeving – discrete software • Problemen BewijsNauwkeurige (met hulp van – Bewijzen lukt alleen voor Specificatie eenvoudige modellen computer) – Alle mogelijkheden moeten doorlopen worden toestandsexplosie 26
  27. 27. Modelgebaseerd Ontwerpen • Kenmerken – Gebruik taal van de wiskunde – Computerondersteuning Model van Model van Omgeving Software • Hybride Systeem – continue omgeving – discrete software • Problemen Bewijs Nauwkeurige (met hulp van – Bewijzen lukt alleen voor Specificatie eenvoudige modellen computer) – Alle mogelijkheden moeten doorlopen worden toestandsexplosie TCAS deels correct bewezen GarantieNancy Lynch et al, 2000 Correctheid 27
  28. 28. Turing Award voor Model Checking 28
  29. 29. Wat is Model Checking? 29
  30. 30. Demonstratie Model Checker Zes vriendinnen hebben ieder een roddel. Ze bellen elkaar op. Wanneer twee vriendinnen elkaar spreken wisselen ze alle roddels uit die ze op dat moment weten. Hoeveel gesprekken zijn nodig voordat iedereen alle roddels kent? 30
  31. 31. Toestandsdiagram 31
  32. 32. Oplossing Model Checker 32
  33. 33. Toepassingen van Model Checking• Draadloze sensornetwerken• NASA DEEP SPACE 1 missie• Stormvloedkering bij Rotterdam• Copieermachines• Radarsysteem voor auto’s• …. 33
  34. 34. Doelen Cursus1. Zelf leren werken met model checker Uppaal Bestaande modellen aanpassen Zelf eenvoudige modellen bouwen Eigenschappen formuleren en laten uitrekenen2. Leren over gedistribueerde algoritmen11 lessen + afsluitende toets 34

×