Object-oriented graph grammars - Ferreira, Ana Paula Ludtke (2005)
Esta tese apresenta um modelo conceitual para modelagem e vericação de espe- cificações de sistemas orientados a objeto. Mais especificiamente, uma extensão da abordagem algébrica baseada em single-pushouts para gramáticas de grafos tipadas é desenvolvida, onde os morfismos de tipagem são compatíveis com as relações de ordem sobre os nodos e (hiper)arcos de um grafo, e que representam, respectivamente, as relações de herança entre classes e sobrescrita de métodos. O trabalho é dividido em trÊs linhas principais: especificações de sistemas, comportamento dinâmico de programas, e verificaçaõ formal de sistemas orientados a objeto. A hierarquia de classes de um sistema orientado a objetoé modelada por um hipergrafo rotulado chamado grafo de classes, cujos conjuntos de nodos e arcos possuem uma relação de ordem parcial restrita, com o objetivo de modelar herança e sobrescrita de métodos. Restrições adicionais garantem que grafos de classes provÊm um modelo fiel e adequado da maneira como as classes de um sistema orientado a objetos s~ao efetivamente organizadas e combinadas. Grafos orientados a objeto são hipergrafos tipados sobre um grafo de classes. O morfismo de tipagem exige que hiperarcos mapeados preservem as relações existentes entre os seus nodos de origem e destino. Esta característica modela a heran»ca de forma adequada, visto que qualquer objeto pode fazer uso de atributos ou mensagens herdadas. Mor¯smos entre grafos orientados a objeto asseguram que o polimorfismo de subclasses seja uma característica intrínseca do formalismo aqui apresentado. Regras orientadas a objeto respeitam os princípios de encapsulamento e oclusão da informação do paradigma. Uma derivação direta (ou aplicação de regra)é uma soma amalgamada (pushout) na categoria de grafos orientados a objeto e seus morfismos. Gramáticas de grafos orientados a objeto modelam o comportamento dinâmico de sistemas. Uma semântica observacional para gramáticas de grafos orientados a objeto, baseada em sistemas de transição rotulados, é definida. Tal semântica é baseada na noção de entidades visíveis (objetos ou mensagens), e que representam os elementos importantes no processo de verificação de propriedades do sistema especificado pela gramática. Finalmente, uma tradução formal de gramáticas de grafos orientados a objeto para programas na linguagem Promela é definida. Objetos são traduzidos como pro- cessos em Promela, e a troca de mensagens entre objetos é implementada com canais de comunicação. Herança, polimorfismo e ligação dinÂmica são implementados no programa Promela, que originalmente não suporta nenhuma dessas caraterísticas. A verificação de propriedades do programa pode ser efetuada tanto sobre estados como sobre eventos.