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Estilos de Especificação

Estilos de Especificação. Orientados a Propriedades (Algébricas) Baseados em Modelos Concorrente. Especificação Algébrica. Uma Especificação consiste de Um conjunto de nomes de tipos (sorts) Um conjunto de funções Um conjunto de axiomas (semântica). Um Exemplo Clássico: pilhas.

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Estilos de Especificação

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  1. Estilos de Especificação • Orientados a Propriedades (Algébricas) • Baseados em Modelos • Concorrente

  2. Especificação Algébrica Uma Especificação consiste de • Um conjunto de nomes de tipos (sorts) • Um conjunto de funções • Um conjunto de axiomas (semântica)

  3. 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 • Axiomas pop (push (i, p)) = p top (push (i, p)) = i e_vazia (p) = (p = vazia)

  4. Métodos Baseados em Modelos • Componentes de uma Especificação • Um Modelo matemático é usado para descrever o estado do sistema.

  5. 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 = [])

  6. 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

  7. 10 20 30 40 50 60 0 Cookoo 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

  8. Um Exemplo Simples Contador(min) = tick  Contador(min + 1) Contador(60) = sincroniza  Contador(0) Passaro = sincroniza  cuco  Passaro Relogio = Contador(0) || Passaro {sincroniza}

  9. Especificação de Sistemas Concorrentes • Tanto CCS como CSP influenciaram trabalhos futuros. Exemplos: • CSP: occam, trasputer • LOTOS foi influenciada por CCS + ACT ONE

  10. 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

  11. 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)

  12. 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, ...

  13. Considerações Finais • Mas podemos fazer muito mais • Padrões: Z, LOTOS, etc. • Literatura • Formação de pessoal • Ambiente de apoio • Formalização de práticas informais

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