[논문 리뷰] Verification of Concurrent Engineering Software Using CSM Models

Jerzy Mieścicki, Mikołaj Baszun외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 04. 20.

Model-Driven Software Engineering Techniques참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 동기화 오류를 방지하기 위해 동시 공학 소프트웨어 검증을 위한 방법을 제시한다. Concurrent State Machine(CSM) 모델을 사용하여 상태 다이어그램 모델링, CSM로의 변환, 정식 분석을 통한 정확성 검증, 코드 생성을 통합함으로써, 검증된 정확성 보장을 갖춘 새로운 동시 CASE 도구를 통해 신뢰할 수 있는 동시 공학 시스템 개발이 가능해진다.

ABSTRACT

An engineering design process may involve software modules that can executed concurrently. Concurrent modules can be very easily subject to some synchronization errors. This paper discusses verification process for such engineering software. We present a method for verification that requires several steps. First, the state diagram models are constructed that describe the design iterations and interactions with the designer. Next, the state diagram models are transformed into concurrent state machines (CSM). After that, the CSM models are analyzed in order to verify their correctness. In this phase, the modifications are performed in necessary. In the last phase the code is generated. The tools to support our method can be called new concurrent CASE tools. Using these tools the engineering software can be created that is verified for correctness in respect to concurrent execution.

연구 동기 및 목표

• 동시 공학 소프트웨어 모듈에서의 동기화 오류를 해결하기 위해.
• 공학 설계에서 동시 소프트웨어를 위한 체계적인 검증 프로세스를 개발하기 위해.
• 형식적 모델링 기법을 활용해 정확도 보장된 동시 공학 응용 프로그램을 구축할 수 있도록 하기 위해.
• 모델 기반 검증 및 코드 생성을 지원하는 새로운 동시 CASE 도구를 도입하기 위해.

제안 방법

• 설계 반복과 설계자 상호작용을 표현하기 위해 상태 다이어그램 모델을 구축하기 위해.
• 상태 다이어그램을 정식 분석을 위한 Concurrent State Machines(CSM)로 변환하기 위해.
• CSM 모델의 정식 검증을 수행하여 논리적 모순과 동기화 위험 요소를 탐지하고 수정하기 위해.
• 검증 결과를 바탕으로 CSM 모델에 필요한 수정을 가하기 위해.
• 검증된 CSM 모델에서 정확도 보장된 코드를 생성하기 위해.
• 전체 개발 및 검증 파이프라인을 지원하기 위해 새로운 동시 CASE 도구를 활용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 동시 공학 소프트웨어를 어떻게 정식적으로 검증하여 동기화 오류를 방지할 수 있는가?
• RQ2 어떤 모델링 접근 방식이 동시 설계 프로세스와 인간 상호작용을 정확하게 표현할 수 있는가?
• RQ3 상태 다이어그램을 체계적으로 CSM로 변환하여 검증할 수 있는가?
• RQ4 어떤 정식 분석 기법이 동시 상태 기계 모델의 정확성을 보장하는가?
• RQ5 검증된 CSM 모델을 어떻게 신뢰성 있게 정확한 소프트웨어 실행 구현으로 컴파일할 수 있는가?

주요 결과

• 이 방법은 검증에 적합한 형식적 CSM 모델로 설계 프로세스 모델을 성공적으로 변환한다.
• CSM 모델의 정식 분석은 실제 구현 이전에 논리적 모순과 동기화 위험 요소를 탐지한다.
• 검증 과정 중 CSM 모델에 가해진 수정은 시스템의 정확성과 신뢰성을 향상시킨다.
• 모델링, 분석 및 코드 생성의 통합은 검증된 동시 소프트웨어를 생성한다.
• 이 방법은 런타임 오류를 줄이며, 정확도 보장된 공학 소프트웨어 개발을 가능하게 한다.
• 새로운 동시 CASE 도구의 사용은 내장된 검증 기능을 통해 개발 생애 주기를 간소화한다.