Verificação distribuída de modelos: investigando o uso de grades computacionais.

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: BARBOSA, Paulo Eduardo e Silva.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO; UFCG
• Palavras-chave em Português: Grades computacionais; Violação das especificações; Requisitos de projeto; Engenharia de software; Verificação de modelos - computação; Model-checking; Explosão de espaço de estados; Aplicações bag-of-tasks; Checking models - computing; Ciência da Computação.
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1589

Todo programador ou engenheiro de software lida com um problema crônico na concepção de seus sistemas: violações das especificações ou requisitos de projeto. Essas violações necessitam de uma captura imediata, pois geralmente originam falhas que só podem ser descobertas tardiamente, a um custo de reparo bastante elevado. Nos últimos anos, pesquisadores da ciência da computação estão conseguindo um progressonotávelnodesenvolvimentodetécnicaseferramentasqueverificamautomaticamente requisitos e projeto. A abordagem em maior evidência chama-se verificação de modelos (model-checking). Verificação de modelos é uma técnica formal e algorítmica de se fazer verificação de propriedades de sistemas com um espaço de estados finito. Suas principais vantagens são o poder de automação e a qualidade dos resultados produzidos. Porém, esta técnica sofre de um problema fundamental — a explosão do espaço de estados — que se deve ao crescimento exponencial na estrutura que representa o comportamento de sistemas e à falta de recursos computacionais disponíveis para lidar com grandes quantidades de informação sobre o comportamento dos sistemas sob verificação. Este trabalho concentra-se em verificação de modelos utilizando plataformas de distribuição como tentativa de aliviar o problema citado. Mais detalhadamente, investigamos o uso de grades computacionais que rodam aplicações bag-of-tasks e formulamos algoritmos específicos para o processo de verificação. Aplicações bag-of-tasks são aplicações paralelas cujas tarefas são independentes entre si. Elas são as aplicações mais apropriadas para grades computacionais por permitirem heterogeneidade dos recursos. Aplicamos ferramentas de grades computacionais como uma camada entre a ferramenta de verificação e os recursos distribuídos compartilhados existentes e comparamos os quesitos desempenho e escala nos sistemas a serem verificados em relação às versões centralizadas de verificadores. A plataforma empregada na distribuição é muito atrativa no quesito custo, controle e escala. Através do compartilhamento de uma simples máquina, o engenheiro de sistemas ganha acesso a uma comunidade provedora de uma grande quantidade de recursos heterogêneos e automaticamente gerenciados para se fazer computação paralela seguindo sua filosofia. Durante o trabalho, essas vantagens são comparadas com suas desvantagens, como o alto custo de comunicação e a dificuldade de particionar o processo, por exemplo. O trabalho envolveu a produção das seguintes ferramentas: uma API genérica para a geração distribuída de grafos que representam o comportamento de sistemas concorrentes sobre plataformas de grades computacionais bag-of-tasks, um protótipo de verificação CTL que age de duas maneiras distintas, sendo on-the-fly durante a geração do espaço de estados ou sobre esse espaço de estados distribuído representado explicitamente seguindo a mesma filosofia de comunicação e versões simplificadas de simuladores de sistemas concorrentes sob alguns formalismos baseados em redes de Petri. Resultados experimentais sobre a aplicação deste ferramental são apresentados.