Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Методы и средства разработки автоматизированных информационных систем на основе онтологии «Управление качеством программно-технических комплексов»

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2019-31(5)-13

Полный текст:

Аннотация

Представлены методы и средства реализации программно-управляемого процесса разработки и верификации формальных моделей требований и проектных решений автоматизированных информационных систем критической информационной инфраструктуры.  Процессы выполняются в единой для всех его участников модельно-языковой и информационно-программной среде автоматизированным способом на основе предметно-ориентированной онтологий. Онтологии описывают  процессы управления качеством программно-технических комплексов на этапах обоснования требований и проектирования систем, разработаны с помощью конструкций и механизмов языков моделирования и проектирования SysML, FUML, OCL, а также математического аппарата сетей Петри, временных автоматов и временных логик. Для валидации и верификации комплекса требований и проектных решений разработаны алгоритмы построения и анализа трассы выполнения модели в среде виртуальной машины VM FUML. Предложены способы интеграции и использования специализированных средств верификации CPN Tools, Rodin, SPIN и Modelica для автоматизированного тестирования моделей комплекса требований и проектных решений.  Данный комплекс обеспечивает более эффективное взаимодействие заказчика и исполнителя как при  разработке требований, так и при проектировании системы, обнаружение и устранение дефектов посредством реализации автоматизированных процедур верификации, валидации и коррекции. Применение данного подхода позволит повысить качество требований и проектных решений, а также улучшить экономические показатели путем снижения финансовых и временных затрат, связанных с выполнением дополнительных работ как в случае обнаружения дефектов, так и при изменении требований или условий эксплуатации.

Об авторе

Александр Валерьянович Самонов
Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Россия
Кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник


Список литературы

1. The Standish Group report. URL: https://www.standishgroup.com/store/services/10-chaos-report-decision-latency-theory-2018-package.html, accessed 21.05.2019.

2. Systems Engineering and Software Engineering [online]. URL: https://www.sebokwiki.org/wiki/Systems_Engineering_and_Software_Engineering, accessed 25.05.2019.

3. Laura E. Hart. Introduction To Model-Based System Engineering (MBSE) and SysML [online]. URL: https://www.incose.org/docs/default-source/delaware-valley/mbse-overview-incose-30-july-2015.pdf, accessed 21.05.2019.

4. Ковалёв С.П. Теоретико-категорный подход к метапрограммированию. М.: ИПУ РАН, 2014, 112 стр./ S.P. Kovalev. Category-theoretic approach to metaprogramming. M.: ICS RAS, 2014, 112 p. (in Russian).

5. Ковалeв С.П. Теоретико-категорный подход к проектированию программных систем. Фундаментальная и прикладная математика, том 19, вып. 3, 2014 г., стр. 111–170 / Kovalev S.P. Category-theoretic approach to the design of software systems. Fundamental and Applied Mathematics, vol. 19, issue 3, 2014, pp. 111-170 (in Russian).

6. Peter H. Feiler, David P. Gluch. Model-Based Engineering with AADL: An Introduction to the SAE Architecture Analysis & Design Language. Addison-Wesley Professional, 2012, 479 p.

7. Д.В. Буздалов, С.В. Зеленов, Е.В. Корныхин, А.К. Петренко, А.В. Страх, А.А. Угненко, А.В. Хорошилов. Инструментальные средства проектирования систем интегрированной модульной авионики. Труды ИСП РАН, том 26, вып. 1, 2014 г., стр. 201-230 / D.V. Buzdalov, S.V. Zelenov, E.V. Kornykhin, A.K. Petrenko, A.V. Strakh, A.A. Ugnenko, A.V. Khoroshilov. Design tools for integrated modular avionics systems. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 26, issue 1, 2014, pp. 201-230 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2014-26(1)-6.

8. Зеленов С.В., Зеленова С.А. Моделирование программно-аппаратных систем и анализ их безопасности. Труды ИСП РАН, том 29, вып. 5, 2017 г., стр. 257-282 / S.V Zelenov, S.A. Zelenova Modeling of software and hardware systems and analysis of their safety. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 29, vol. 5, 2017, pp. 257-282 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(5)-13

9. An Orchestrated Survey on Automated Software Test Case Generation. Journal of Systems and Software, vol. 86, issue 8, 2013, pp. 1978-2001.

10. Photchana Sawprakhon, Yachai Limpiyakorn. Sequence Diagram Generation with Model Transformation Technology. In Proc. of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists, 2014, pp. 584-589.

11. Thomas Buchmann and Alexander Rimer. Unifying Modeling and Programming with ALF. In Proc. of the Second International Conference on Advances and Trends in Software Engineering, 2016, pp. 10-15.

12. Li S., Balaguer S., David A. et al. Scenario-based verification of real-time systems using Uppaal. Formal Methods in System Design, vol. 37, Issue 2–3, 2010, pp 200–264.

13. Ермакова В.О., Ломазова И.А. Трансляция вложенных сетей Петри в классические сети Петри для верификации разверток. Труды ИСП РАН, том 28, вып, 4, 2016, стр. 115-136 / Ermakova V.O., Lomazova I.A. Translation of Nested Petri Nets into Petri Nets for Unfoldings Verification. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 28, issue 4, 2016, pp. 115-136 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(4)-7.

14. Девянин П.Н., Кулямин В.В., Петренко А.К., Хорошилов А.В., Щепетков И.В. Сравнение способов декомпозиции спецификаций на Event-B. Программирование, том 42, № 4, 2016 г., стр. 17-26 / Comparison of specification decomposition methods in Event-B Devyanin P.N., Kulyamin V.V., Petrenko A.K., Khoroshilov A.V., Shchepetkov I.V. Programming and Computer Software, vol. 42, № 4, 2016, pp. 198-205.

15. Самонов А.В., Самонова Г.Н. Методика и средства разработки и верификации формальных FUML моделей требований и архитектуры сложных программно-технических систем. Труды ИСП РАН, том 30, вып. 5, 2018, стр. 125-148 / Samonov A.V., Samonova G.N. Methodology and Tools for Development and Verification of formal fUML models of Requirements and Architecture for complex software and hardware systems. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, 2018, vol. 30, issue 5, pp.125-148. DOI: 10.15514/ISPRAS-2018-30(5)-8.

16. Eclipse GEMOC Studio [online]. URL: https://projects.eclipse.org/projects/modeling.gemoc, accessed 20.06 2019.

17. Meyers B., Deshayes R., Lucio L., Syriani E., Vangheluwe H., Wimmer M. ProMoBox: A Framework for Generating Domain-Specific Property Languages. Lecture Notes in Computer Science, vol. 8706, 2014, pp. 1-20.

18. Bousse E., Mayerhofer T., Combemale B., Baudry B. Advanced and efficient execution trace management for executable domain-specific modeling languages. Software & Systems Modeling, vol. 18, issue 1, 2019, pp 385–421.

19. CPN Tools Homepage. CPN Tools is a tool for editing, simulating, and analyzing Colored Petri nets URL: http://cpntools.org/, accessed 27.05.2019.

20. Rodin. URL: http://www.event-b.org/, accessed 11.05.2019.

21. SPIN. URL: http://spinroot.com/spin/whatispin.html, accessed 11.06.2019.

22. Ю.Г. Карпов, И.В. Шомшина. Введение в язык Promela и систему комплексной верификации Spin: учебное пособие. Изд-во Политехнического ун-та, 2010, 110 стр. / Y.G. Karpov, I.V. Shamshina. Introduction to the language Promela and the verification system of the comprehensive Spin: a training manual. Publishing house of Polytechnic University, 2010, 110 p. (in Russian).

23. Timed Automata: Semantics, Algorithms and Tools. Johan Bengtsson and Wang Yi. Lecture Notes in Computer Science, vol. 3098, 2003, pp. 87-124.

24. Твардовский А.С., Лапутенко А.В. О возможностях автоматного описания параллельной композиции временных автоматов. Труды ИСП РАН, том 30, вып. 1, 2018 г., стр. 25-40. / A.S Twardowski., AV. Lopotenco. On the possibilities of automaton description of parallel composition of time automata. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, volume 30, vol. 1, 2018, pp. 25-40 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2018-30(1)-2.

25. Openmodelica. URL: https://www.openmodelica. org/, accessed 27.05.2019.


Для цитирования:


Самонов А.В. Методы и средства разработки автоматизированных информационных систем на основе онтологии «Управление качеством программно-технических комплексов». Труды Института системного программирования РАН. 2019;31(5):165-182. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2019-31(5)-13

For citation:


Samonov A.V. Methods and Means for Automated Information Systems Development based on Ontology «Software and Hardware Complexes Quality Management». Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2019;31(5):165-182. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2019-31(5)-13

Просмотров: 172


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)