Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica de Programas HTL
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              Sistemas de Tempo Real e...
Conte´do
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1     Objectivos


2     HTL


3     UPPAAL


4     HTL2XTA




    J. Carvalho, S. Melo de Sousa ()   ...
Objectivos




1     Objectivos

2     HTL

3     UPPAAL

4     HTL2XTA




    J. Carvalho, S. Melo de Sousa ()   Modela¸...
Objectivos

Objectivo da apresenta¸˜o
                      ca




Introduzir
       Conceitos de base da linguagem HTL
  ...
HTL




1     Objectivos

2     HTL

3     UPPAAL

4     HTL2XTA




    J. Carvalho, S. Melo de Sousa ()   Modela¸˜o e Ve...
HTL

A Linguagem

O HTL (Hierarchical Timing Language) ´ uma linguagem de coordena¸˜o
                                    ...
HTL

Caracter´
        ısticas



      Refinamento de tarefas por Modes
      Sequential Composition (Modes Switch)
      ...
HTL

LET - Logical Execution Time


O LET ´ uma abstrac¸˜o que permite dividir o comportamento temporal
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HTL

Well Formed


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HTL

Well Timed



      O WCET de uma tarefa tem de ser menor ou igual ao WCET da sua
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HTL

O que falta?


Como verificar que:
   uma tarefa n˜o acontece simultaneamente que outra?
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UPPAAL




1     Objectivos

2     HTL

3     UPPAAL

4     HTL2XTA




    J. Carvalho, S. Melo de Sousa ()   Modela¸˜o e...
UPPAAL

A Ferramenta




      O Uppaal ´ uma ferramenta de modela¸˜o, simula¸˜o e verifica¸˜o
               e            ...
UPPAAL

Modela¸˜o
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UPPAAL

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HTL2XTA




1     Objectivos

2     HTL

3     UPPAAL

4     HTL2XTA




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HTL2XTA

O Tradutor

      Tradutor Automatizado de HTL para UPPAAL
      Proof Obligation Generator




                 ...
HTL2XTA

Demo




J. Carvalho, S. Melo de Sousa ()   Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica
                                  ...
HTL2XTA

Perspectivas futuras




      Estudar a possibilidade de simplificar ainda mais o modelo gerado
      pelo tradut...
HTL2XTA

Perguntas?




J. Carvalho, S. Melo de Sousa ()   Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica
                            ...
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Verificação Automatizada de STR com UPPAAL

  1. 1. Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica de Programas HTL ca ca a Sistemas de Tempo Real e Linguagens de Coordena¸˜o ca Joel Carvalho, Sim˜o Melo de Sousa a RELEASE - Reliable and Secure Computation Group, LIACC Computer Science Department University of Beira Interior, Portugal 12/05/2009 J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 1 / 20
  2. 2. Conte´do u 1 Objectivos 2 HTL 3 UPPAAL 4 HTL2XTA J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 2 / 20
  3. 3. Objectivos 1 Objectivos 2 HTL 3 UPPAAL 4 HTL2XTA J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 3 / 20
  4. 4. Objectivos Objectivo da apresenta¸˜o ca Introduzir Conceitos de base da linguagem HTL Cria¸˜o de redes de aut´matos temporizados (RAT) atrav´s do HTL ca o e Especifica¸˜o de propriedades TCTL do modelo RAT ca Verifica¸˜o de propriedades pela t´cnica do Model Checking ca e J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 4 / 20
  5. 5. HTL 1 Objectivos 2 HTL 3 UPPAAL 4 HTL2XTA J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 5 / 20
  6. 6. HTL A Linguagem O HTL (Hierarchical Timing Language) ´ uma linguagem de coordena¸˜o e ca hier´rquica para sistemas de tempo real cr´ a ıticos, capaz de verificar a time-safety dos programas produzidos no que toca essencialmente ao escalonamento. J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Figura:o Compilador HTL Modela¸˜ e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 6 / 20
  7. 7. HTL Caracter´ ısticas Refinamento de tarefas por Modes Sequential Composition (Modes Switch) Parallel Composition (Modules) C´digo funcional das tarefas independente do HTL o Direct (Ports) e Inter (Communicators) Task Communication No¸˜o de precedˆncia de tarefas com os Ports ca e Especifica¸˜o de WCET e WCTT ca J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 7 / 20
  8. 8. HTL LET - Logical Execution Time O LET ´ uma abstrac¸˜o que permite dividir o comportamento temporal e ca de uma tarefa da sua execu¸˜o f´ ca ısica definindo um intervalo entre o ultimo ´ port de entrada e o primeiro port de sa´ ıda. Figura: LET J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 8 / 20
  9. 9. HTL Well Formed S´ existe um Top-Level Program o Cada communicator n˜o pode ser redefinido num sub-programa a Quando n˜o definido no pr´prio programa, a utiliza¸˜o de um a o ca communicator implica que esteja definido num super-programa Para cada invoca¸˜o de uma tarefa o tempo de leitura ´ pr´vio ao ca e e tempo de escrita No mesmo modo duas invoca¸˜es de tarefas n˜o podem escrever no co a mesmo communicator ou no mesmo port. Se um programa refina um modo, ent˜o o per´ a ıodo de todos os modos desse programa ´ igual ao per´ e ıodo do modo que se refina ... J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 9 / 20
  10. 10. HTL Well Timed O WCET de uma tarefa tem de ser menor ou igual ao WCET da sua tarefa pai Idem para o WCTT Ao contr´rio da Well-Formedness a Well-Timedness ´ dependente da a e plataforma Assim um Programa em HTL pode ser Well-Formed independentemente da plataforma, mas pode n˜o ser Well-Timed a para todas as plataformas J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 10 / 20
  11. 11. HTL O que falta? Como verificar que: uma tarefa n˜o acontece simultaneamente que outra? a um modo n˜o ´ executado simultaneamente que outro? a e uma tarefa tem de ser executada quando outra tamb´m ´? e e uma dada tarefa ´ alguma vez executada? e uma tarefa nunca vai ser executada numa janela temporal? o per´ ıodo de uma tarefa corresponde ao pretendido? o compromisso entre os requisitos e o que foi programado bate certo? ... J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 11 / 20
  12. 12. UPPAAL 1 Objectivos 2 HTL 3 UPPAAL 4 HTL2XTA J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 12 / 20
  13. 13. UPPAAL A Ferramenta O Uppaal ´ uma ferramenta de modela¸˜o, simula¸˜o e verifica¸˜o e ca ca ca com uma interface gr´fica simples de manusear. a O Model Checker ´ independente da componente gr´fica do Uppaal. e a O Uppaal enquadra-se no contexto deste tradutor fornecendo simula¸˜o e verifica¸˜o ca ca O tradutor fica respons´vel pela descri¸˜o automatizada do modelo a ca bem como de algumas propriedades J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 13 / 20
  14. 14. UPPAAL Modela¸˜o ca Figura: RAT Exemplo J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 14 / 20
  15. 15. UPPAAL Verifica¸˜o ca Figura: F´rmulas de caminho suportadas o J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 15 / 20
  16. 16. HTL2XTA 1 Objectivos 2 HTL 3 UPPAAL 4 HTL2XTA J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 16 / 20
  17. 17. HTL2XTA O Tradutor Tradutor Automatizado de HTL para UPPAAL Proof Obligation Generator Figura: Tool Chain J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 17 / 20
  18. 18. HTL2XTA Demo J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 18 / 20
  19. 19. HTL2XTA Perspectivas futuras Estudar a possibilidade de simplificar ainda mais o modelo gerado pelo tradutor Avaliar se vale a pena aumentar o grau de complexidade do modelo acrescentando anota¸˜es ao HTL sobre quest˜es como as do Switch co o Arranjar uma forma simples de lidar com a situa¸˜o de m´ltiplos ports ca u numa s´ invoca¸˜o de tarefa o ca J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 19 / 20
  20. 20. HTL2XTA Perguntas? J. Carvalho, S. Melo de Sousa () Modela¸˜o e Verifica¸˜o Sistem´tica ca ca a 20 / 20
  1. A particular slide catching your eye?

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