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Estilos de Especificação

Orientados a Propriedades (Algébricas)

Baseados em Modelos

Concorrente

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Especificação Algébrica

Uma Especificação consiste de

– Um conjunto de nomes de tipos (sorts)

– Um conjunto de funções

– Um conjunto de axiomas (semântica)

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Um Exemplo Clássico: pilhas Tipo: pilha-int Funções

vazia: -> pilha-int

push: int pilha-int -> pilha-int

pop: pilha-int -> pilha-int

top: pilha-int -> int

e_vazia: pilha-int -> bool

Axiomaspop (push (i, p)) = p

top (push (i, p)) = i

e_vazia (p) = (p = vazia)

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Métodos Baseados em Modelos

Componentes de uma Especificação

Um Modelo matemático é usado para descrever o estado do sistema.

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Um Modelo Matemático para Pilhas

var

pilha, pilha' : seq[Int]

operações (procedimentos, métodos)

vazia = (pilha' = [])

push(i? : Int) = pilha'=[i?]^pilha

pop() = (pilha []) => pilha'= tail pilha

top(i! : Int) = (pilha []) => i! = head pilha

e_vazia (b! : Bool) = b! <=> (pilha = [])

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Especificação de sistemas concorrentes

Modelos - Exemplos – CSP (Communicating Sequential Processes)– CCS (Calculus of Communicating Systems)

Um sistema é uma rede de processos independentes e comunicantes

Rigor matemático permite especificações, provas e transformações

Algumas diferenças: – notação

– conceito de equivalência

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Um Exemplo Simples Relógio de parede com cuco

– Modelado por dois componentes:• Contador de 1 a 60• Cuco: aparece a cada 60 minutos

– A interação entre esses componentes se dá a cada 60 minutos

Cookoo

0102030405060

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Um Exemplo Simples

Contador(min) = tick Contador(min + 1)

Contador(60) = sincroniza Contador(0)

Passaro = sincroniza cuco Passaro

Relogio = Contador(0) || Passaro {sincroniza}

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Especificação de Sistemas Concorrentes

Tanto CCS como CSP influenciaram

trabalhos futuros. Exemplos:

– CSP: occam, trasputer

– LOTOS foi influenciada por CCS + ACT

ONE

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Uso Prático de Métodos Formais

Escolha a notação apropriada Estime os custos/benefícios Não abandone métodos tradicionais (use

métodos semi-formais em conjunto com métodos formais). Ex. UML + Z (OCL)

Documente Não esqueça as medidas usuais de

qualidade Teste Reuse

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Considerações Finais

Um aspecto unificador de estilos: evitar tradução entre linguagens sempre que possível.– Cálculo de Refinamentos [Morgan]– Extendend ML [Sannella]

Na prática, nem sempre é possível usar uma única liguagem. Mas deve haver uma unificação semântica.– Exemplo: De CSP-Z para Java (CTJ)

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Considerações Finais

Integração de formalismos– Z + CSP – Z + Timed CSP – Object-Z, MooZ – UML + Z (OCL)

Aplicações práticas podem ser citadas– CICS (IBM) – TRANSPUTER (INMOS)– Protocolos – Sistemas de aviação, ...

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Considerações Finais Mas podemos fazer muito mais

– Padrões: Z, LOTOS, etc. – Literatura – Formação de pessoal– Ambiente de apoio

Formalização de práticas informais