Проектирование моделей вариабельности для программных, операционных систем и их семейств

Сложность существующих систем и их сопровождения привела к созданию новой концепции вариабельности систем, определяемой с помощью модели характеристик (МХ). В статье мы рассматриваем подходы к формальному определению МХ и созданию на их основе вариантов программных систем (ПС), операционных систем (ОС) и их семейств. Мы рассмотрим методы создания ПС в линейке продуктов (ProductFamily/ProductLines), конвейере К.Чарнецки для сборки артефактов в пространстве проблем и решений, логико-математическое моделирование ПС из функциональных и интерфейсных элементов в объектно-компонентном методе (ОКМ), выделение функциональных элементов в ОС в МХ для генерации новых вариантов этой системы. Обсуждаются подходы формализации вариабельности существующих, новых ПС и их семейств. Определена новая концепция управления вариабельностью с помощью ОКМ. Предложены подходы к верификации МХ для ПС, ОС, их семейств и конфигурирования функциональных и интерфейсных объектов для получения новых вариантов системы. Изучены характеристики процесса тестирования ПС, ОС и их семейств. Ключевые слова: модель вариабельности; программная система; семейство систем; конфигурация; вариант; функциональный, интерфейсный элемент; требование; управление.

модель вариабельности, программная система, семейство систем, конфигурация, вариант, функциональный, интерфейсный элемент, требование, управление

1. Pohl K., Böckle G., van der Linden F. J. Software Product Line Engineering: Foundations, Principles and Techniques. Springer-Verlag, 2005. DOI: 10.1007/3-540-28901-1.

2. Bachmann F., Clements P. Variability in software product lines. CMU/SEI Technical Report CMU/SEI-2005-TR-012, 2005.

3. Lotufo R., She S., Berger T., Czarnecki K., Wąsowski A. Evolution of the Linux kernel variability model. Proc. of SPLC’10, LNCS 6287:136-150, Springer, 2010. DOI: 10.1007/978-3-642-15579-6_10.

4. Лаврищева Е.М., Грищенко В.Н. Методы и средства объектно-компонентного программирования. Кибернетика и системный анализ. 2003.-№1, с. 39-55.

5. Kang K., Cohen S., Hess J., Novak W., Peterson S. Feature-oriented domain analysis (FODA) feasibility study. CMU/SEI Technical Report CMU/SEI-90-TR-21, 1990.

6. Berger T., She S., Lotufo R., Wąsowski A., Czarnecki K. A study of variability models and languages in the systems software domain. IEEE Transactions on Software Engineering, 39(12):1611-1640, 2013. DOI: 10.1109/TSE.2013.34.

7. Zippel R. et al. Kconfig language. https://www.kernel.org/doc/Documentation/kbuild/ kconfig-language.txt.

8. Wang H., Li Y., Sun J., Zhang H., Pan J. A semantic web approach to feature modeling and verification. Proc. of Workshop on Semantic Web Enabled Software Engineering (SWESE’05), p. 44, 2005.

9. Лаврищева Е.М., Слабоспицькая О.А., Коваль Г.И., Колесник А.А. Теоретические аспекты управления вариабельностью в семействах ПС. Весник КНУ, серия физ.–мат. наук, 2011, № 1, стр. 151-158.

10. Berger T. Variability mining with LEADT. DOI TSE 2014.

11. Lavrischeva, E.: Formal Fundamentals of Component Interoperability in Programming. In: Cybernetics and Systems Analysis, vol. 46, no. 4, pp. 639–652. Springer, Heidelberg (2010) http://link.springer.com/article/10.1007/s10559-010-9240-z

12. Лаврищева Е.М., Грищенко В.Н. Сборочное программирование. Основы индустрии программных продуктов. К.: Наук. Думка, 2009, 371 c.

13. Ekaterina Lavrischeva, Andrey Stenyashin, Andriy Kolesnyk, Object-Component Development of Application and Systems. Theory and Practice, Journal of Software Engineering and Applications, 2014, 7, Published Online August 2014 in SciReshttp://www.scirp.org/journal/jsea

14. Kolesnyk A., Slabospitskaya O. Tested Approach for Variability Management Enhancing in Software Product Line. – In: ICT in Education, Research and Industrial Applications: Integration and Knowledge, Proc. 8 –th Int. Conf. ICTERI 2012, CEUR –WS.org/Vol –848, ISSN 1613 –0073, urn:nbn:de:0074 –848-8. – P. 125 –133.

15. Колесник А.Л. Модели и методы разработки семейств вариантных программных систем.-Автореф.- КНУ.- 2013. 22 с.

16. Cohen M.B., Gibbons P.B., Mugridge W.B., Colbourn C.J. Constructing test suites for interaction testing. Proc. of 25-th Intl. Conf. on Software Engineering, pp. 38-48. IEEE, 2003. DOI: 10.1109/ICSE.2003.1201186.

17. Lotufo R., She S., Berger T., Czarnecki K., Wąsowski A. Evolution of the Linux kernel variability model. Proc. of SPLC’10, LNCS 6287:136-150, Springer, 2010. DOI: 10.1007/978-3-642-15579-6_10.

18. C.Käster, A. Dreiling and K. Ostermann’s ,Variability Mining with LEADT/- work is supported by ERC grant #203099

19. Grindal M., Offutt A.J., Andler S.F. Combination testing strategies: a survey. Software Testing, Verification, and Reliability, 15(3):167-199, 2005. DOI: 10.1002/stvr.319.

20. Лаврищева Е.М., Слабоспицкая О.А. Подход к построению объектно-компонентной модели семейства программных продуктов. Проблемы программирования, 2013, №3, cтр. 14–26 (укр.).

21. Лаврищева Е.М. Теория объектно-компонентного моделирования программных систем. Препринт ИСП РАН № 29, 2016. http://www.ispras.ru/preprints/docs/prep_29_2016.pdf.

22. Deming E. New economics for manufactures, governments and education, 1993.

23. Gruler A., Leucker M., Scheidemann K. Modeling and model checking software product lines. Proc. of IFIP Intl. Conf. on Formal Methods for Open Object-based Distributed Systems (FMOODS), pp. 113-131. Springer, 2008. DOI: 10.1007/978-3-540-68863-1_8.

24. Ekaterina M. Lavrischeva. Assemblling Paradigms of Programming in Software Engineering, 2016, 9, pp.296-317, http://www.scrip.org/journal/jsea, http://dx.do.org/10.4236/ jsea.96021

25. Кулямин В.В. Лаврищева Е.М., Мутилин В.С., Петренко А.К. Верификация и анализ вариабельных операционных систем. Труды ИСП РАН. Том 28. вып. 3, стр. 189-209. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(3)-12

26. Лаврищева Е.М. Петренко А.К. Моделирование семейств программных систем. Труды ИСП РАН, 2016, том 28. вып. 6, стр. 180 -190. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(6)-4

27. C. Kästner, A. Dreiling, K. Ostermann, Variability Mining with LEADT, In Proc. Int’l Conf. Generative Programming and Component Engineering (GPCE), pp. 157–166. 2009.

28. Korotun T.M. Methods and tools testing families system in resource-limited settings (ukr.), 2005, Autoref. Dis. ICNANU, 22 pages.

29. Лаврищева Е.М. Программная инженерия. Парадигмы, Технологии, CASE-средства программирования.2 изд. М: Юрайт, 2016, 280 с.