Komponentová architektura cílového software

Ing. Oldřich Faldík

Doctoral thesis

Component-based software architecture

Abstract:

Cílem této práce je přispět k vývoji v oblasti formální analýzy komponentových systémů ve dvou směrech, a to z pohledu teorie systému a teorie vyčíslitelnosti. Práce se zabývá možností deskripce komponentových systémů a verifikačními úlohami nad těmito systémy. V první části disertační práce je uveden přehled současných publikací, které se zaměřují na verbální deskripci komponentových systémů. V této kapitole jsou popsány základní pojmy z oblasti komponentových systémů, jako je například komponenta, komponentová architektura a kontrakt komponenty. V další části disertační práce je uveden přehled publikací, které se zaměřují na formalismy využitelné k deskripci komponentových systémů, zde je nejvýznačnější část, která se zabývá deskripcí komponentových systémů pomocí interface automatů. Dále následují kapitoly, které vedou k naplnění cíle práce. Je to kapitola, která uplatňuje prostřednictvím množinové platformy zákony teorie systémů a formálními definicemi upřesňuje používané pojmy (komponentový systém, rozhraní, propojení, orchestrace, konformita, konfigurace, rekurzivita komponent). Další kapitola se zaměřuje na definici specifického interface automatu, který umožňuje, převod komponentového systému do interface automatů a zpět a vykonání specifických úloh, které lze jen s obtížemi v UML realizovat. Pro podporu převodu z UML do interface automatů je definován formální jazyk, jehož výsledkem je protokol, popisující komponentový systém v interface automatech. Výsledný jazyk také podporuje provádění typických úloh nad komponentovými systémy v jazyce interface automatů. Dále se disertační práce zabývá možnostmi uplatnění interface automatů v oblasti Cyber-physical systems (System of Systems). V této části je navrženo vylepšení používaného Contract pattern, dále je definován rozšířený interface automat jako jedna z možností verifikace System of Systems.

Abstract:

The object of this dissertation thesis is to contribute to the development of formal analysis of component systems from the perspective of the system theory and computability theory. The thesis deals with various ways in which component systems are described and tasks verified. The first part of the thesis presents an overview of recent publications focusing on a description of component-based systems. This first part describes the basic terminology of component-based systems, such as the component itself, component architecture and component contract. The next section of the thesis comprises a literature review aimed at formalisms which can be used to describe component systems by means of Interface Automata. This is the most important section. The following sections describe the implementation of the principles of the theory of systems using a platform of sets, and specifications of the used terminology (component system, interface, interconnection, orchestration, conformity, configuration, recursivity of components) by means of formal definitions. The next section defines a specific Interface Automaton which allows the conversion of the component system to the Interface Automata and back, and the execution of specific tasks that are difficult to implement in UML. In order to support the conversion from UML to Interface Automata, a formal language is defined, the result of which is a protocol describing the component system in Interface Automata. The resulting language also supports the execution of typical tasks over component systems in the Interface Automata-based language. The thesis further deals with the various Interface Automata applications in the field of Cyber-physical systems (System of Systems). Finally, the improvement to the Contract pattern in use is proposed and the extended Interface Automaton is defined as one of the System of Systems verification options.

Keywords

Interface automata, Cyber-physical systems, Systems of Systems, Komponentové systémy, Kontrakt, Komponentová architektura

Keywords

Component-Based Systems, Interface automata, Contract, Component-based software architecture, Cyber-physical systems, Systems of Systems

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 5. 2017

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Oldřich Trenz, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Business and Economics

Doctoral programme / field:
System engineering and informatics / Economic informatics