REKAYASA PERANGKAT LUNAK. Spesifikasi Formal

Spesifikasi Formal

REKAYASA PERANGKAT

LUNAK

MUHLIS TAHIR 092904033

PTIK A 2009

TUJUAN :

 Untuk menjelaskan mengapa teknik spesifikasi formal membantu menemukan masalah dalam persyaratan sistem

 Untuk menggambarkan penggunaan teknik aljabar untuk spesifikasi antarmuka

 Untuk menggambarkan penggunaan teknik berbasis model untuk spesifikasi perilaku

TOPIK YANG DIBAHAS :

•

Spesifikasi formal dalam proses perangkat lunak

•

Sub-sistem spesifikasi interface

•

Perilaku spesifikasi

METODE FORMAL

 Spesifikasi formal merupakan bagian dari koleksi yang lebih umum teknik yang dikenal sebagai 'metode formal'.

 Ini semua didasarkan pada representasi matematis dan analisis perangkat lunak.

 Metode formal termasuk

 Spesifikasi formal;

 Spesifikasi analisis dan bukti;

 Transformasional pembangunan;

 Program verifikasi.

PENERIMAAN METODE FORMAL

 Metode formal belum menjadi mainstream teknik pengembangan perangkat lunak seperti yang pernah diperkirakan

 Perangkat lunak lain rekayasa teknik telah berhasil meningkatkan kualitas sistem. Karena itu membutuhkan metode formal telah berkurang;

 Perubahan pasar telah membuat waktu-ke-pasar bukan perangkat lunak dengan kesalahan rendah menghitung faktor kunci. Metode formal tidak mengurangi waktu ke pasar;

 Ruang lingkup metode formal terbatas. Mereka tidak cocok untuk menentukan dan menganalisis user interface dan interaksi pengguna;

 Metode formal masih sulit untuk skala sampai dengan sistem yang besar.

PENGGUNAAN METODE FORMAL

 Manfaat utama dari metode formal dalam mengurangi jumlah kesalahan pada sistem.

 Akibatnya, daerah utama mereka diterapkan dalam rekayasa sistem kritis. Ada beberapa proyek yang berhasil di mana metode formal telah digunakan di daerah ini.

 Di daerah ini, penggunaan metode formal yang paling mungkin untuk biaya-biaya sistem efektif karena kegagalan yang tinggi harus dihindari.

SPESIFIKASI DALAM PROSES PERANGKAT LUNAK

•

Spesifikasi dan desain erat bercampur.

•

Desain arsitektur sangat penting untuk struktur spesifikasi dan proses spesifikasi.

•

Spesifikasi formal dinyatakan dalam notasi matematika

dengan tepat didefinisikan, sintaks dan semantik kosakata.

SPESIFIKASI DAN DESAIN

SPESIFIKASI DALAM PROSES

PERANGKAT LUNAK

PENGGUNAAN SPESIFIKASI FORMAL

 Spesifikasi formal melibatkan investasi lebih banyak upaya dalam fase awal pengembangan perangkat lunak.

 Hal ini mengurangi kesalahan persyaratan sebagai memaksa analisis rinci tentang persyaratan.

 Ketidaklengkapan dan inkonsistensi dapat ditemukan dan diselesaikan.

 Oleh karena itu, tabungan yang dibuat sebagai jumlah pengerjaan ulang karena masalah persyaratan berkurang.

BIAYA PROFIL

 Penggunaan spesifikasi formal berarti bahwa profil biaya sebuah perubahan proyek

 Ada biaya depan lebih besar sebagai lebih banyak waktu dan usaha yang dihabiskan mengembangkan spesifikasi;

 Namun, pelaksanaan dan validasi biaya harus dikurangi sebagai proses spesifikasi mengurangi kesalahan dan ambiguitas dalam persyaratan.

BIAYA PENGEMBANGAN DENGAN

SPESIFIKASI FORMAL

SPESIFIKASI TEKNIK

 Spesifikasi aljabar

 Sistem ini ditetapkan dalam hal operasi dan hubungan mereka.

 Model berbasis spesifikasi

 Sistem ini ditetapkan dalam hal model negara yang dibangun menggunakan konstruksi matematika seperti set dan urutan.

Operasi didefinisikan oleh modifikasi negara sistem.

FORMAL SPESIFIKASI BAHASA

SPESIFIKASI INTERFACE

o Sistem yang besar dipecah menjadi subsistem dengan antarmuka yang terdefinisi dengan baik antara subsistem.

o Spesifikasi antarmuka subsistem memungkinkan pengembangan independen dari subsistem yang berbeda.

o Interface dapat didefinisikan sebagai tipe data abstrak atau kelas objek.

o Pendekatan aljabar untuk spesifikasi formal sangat cocok untuk antarmuka spesifikasi seperti yang difokuskan pada operasi didefinisikan dalam suatu objek.

SUB-SISTEM ANTARMUKA

STRUKTUR SPESIFIKASI

ALJABAR

SPESIFIKASI KOMPONEN

 Pengantar

 Mendefinisikan jenis (nama jenis) dan menyatakan spesifikasi lainnya yang digunakan.

 Deskripsi

 Informal menjelaskan operasi pada jenis.

 Tanda tangan

 Mendefinisikan sintaks dari operasi dalam antarmuka dan parameter mereka.

 Aksioma

 Mendefinisikan semantik operasi dengan mendefinisikan aksioma yang mencirikan perilaku.

SISTEMATIS ALJABAR SPESIFIKASI

 Spesifikasi aljabar suatu sistem dapat dikembangkan secara sistematis

 Spesifikasi penataan;

 Spesifikasi penamaan;

 Operasi seleksi;

 Informal operasi spesifikasi;

 Sintaks definisi;

 Definisi aksioma.

SPESIFIKASI OPERASI

 Pembuat operasi. Operasi yang menciptakan entitas dari jenis

yang ditentukan.

 Inspeksi operasi. Operasi yang mengevaluasi entitas dari jenis

yang ditentukan.

 Untuk menetapkan perilaku, menentukan inspektur operasi untuk setiap operasi konstruktor.

OPERASI PADA DAFTAR ADT

 Pembuat operasi yang mengevaluasi untuk mengurutkan Daftar

 Membuat, Kontra dan Tail.

 Pemeriksaan operasi yang mengambil daftar semacam sebagai parameter dan pengembalian semacam lainnya

 Kepala dan Panjang.

 Ekor dapat didefinisikan dengan menggunakan konstruktor yang sederhana? Membuat dan Cons. Tidak perlu mendefinisikan Kepala dan Panjang dengan Tail.

DAFTAR SPESIFIKASI

REKURSI DALAM SPESIFIKASI

 Operasi sering ditentukan secara rekursif.

 Ekor (Cons (L, v)) = jika L = Buat kemudian Buat? lain Cons (Tail (L), v).

 Kontra ([5, 7], 9) = [5, 7, 9]

 Ekor ([5, 7, 9]) = Tail (Cons ([5, 7], 9)) =

 Kontra (Tail ([5, 7]), 9) = Cons (Tail (Kekurangan ([5], 7)), 9) =

 Kontra (Cons (Ekor ([5]), 7), 9) =

 Kontra (Cons (Ekor (Kekurangan ([], 5)), 7), 9) =

 Kontra (Cons ([Buat], 7), 9) = Cons ([7], 9) = [7, 9]

INTERFACE SPESIFIKASI SISTEM KRITIS

 Pertimbangkan sebuah sistem kontrol lalu lintas udara di mana pesawat terbang melalui sektor dikelola wilayah udara.

 Setiap sektor dapat mencakup sejumlah pesawat tetapi, untuk alasan keamanan, ini harus dipisahkan.

 Dalam contoh ini, pemisahan vertikal sederhana 300m diusulkan.

 Sistem tersebut harus memperingatkan controller jika pesawat diinstruksikan untuk bergerak sehingga pemisahan aturan dilanggar.

SEBUAH OBJEK SEKTOR

 operasi Kritis pada objek yang mewakili sektor yang dikendalikan

 Enter. Tambahkan pesawat udara ke wilayah udara yang

dikendalikan;

 Tinggalkan. Hapus pesawat terbang dari wilayah udara yang

dikendalikan;

 Pindah. Memindahkan pesawat dari satu ketinggian ke yang lain;

 Lookup. Mengingat pesawat identifier, kembali tinggi saat ini;

PRIMITIF OPERASI

 Hal ini kadang diperlukan untuk memperkenalkan operasi tambahan untuk menyederhanakan spesifikasi.

 Operasi lain maka dapat didefinisikan menggunakan operasi yang lebih primitif.

 Primitif operasi

 Buat. Bawa sebuah instance dari suatu sektor menjadi ada;

 Put. Tambahkan pesawat tanpa pemeriksaan keamanan;

 Dalam-ruang. Menentukan apakah sebuah pesawat yang diberikan dalam sektor ini;

 Pendudukan. Mengingat ketinggian, menentukan apakah ada pesawat dalam ketinggian 300m itu.

SEKTOR SPESIFIKASI (1)

SEKTOR SPESIFIKASI (2)

SPESIFIKASI KOMENTAR

 Gunakan konstruktor dasar Buat dan Pasang untuk menentukan operasi lainnya.

 Tentukan Pendudukan dan In-ruang angkasa yang menggunakan Membuat dan Pasang dan gunakan mereka untuk membuat cek dalam definisi operasi lain.

 Semua operasi yang mengakibatkan perubahan sektor ini harus memeriksa bahwa kriteria keselamatan berlaku.

PERILAKU SPESIFIKASI

 Aljabar spesifikasi bisa rumit ketika operasi objek tidak independen dari negara objek.

 Spesifikasi Model berbasis memperlihatkan keadaan sistem dan mendefinisikan operasi dalam hal perubahan ke negara itu.

 Notasi Z adalah teknik matang untuk spesifikasi model yang berbasis. Ini menggabungkan deskripsi formal dan informal dan menggunakan grafis menyoroti saat menyajikan spesifikasi.

STRUKTUR DARI SEBUAH SKEMA

Z

PEMODELAN POMPA INSULIN

 Skema Z untuk pompa insulin menyatakan sejumlah variabel negara termasuk:

 Input variabel seperti switch? (saklar perangkat), InsulinReservoir? (jumlah saat ini insulin dalam reservoir) dan Membaca? (pembacaan dari sensor);

 Output variabel seperti alarm! (alarm system), display1, display2! (menampilkan pada pompa) dan dosis! (dosis insulin akan dikirimkan).

SKEMA INVARIAN

• Setiap skema Z memiliki bagian invarian yang mendefinisikan kondisi yang selalu benar.

• Untuk skema pompa insulin itu selalu benar bahwa

 Dosis harus kurang dari atau sama dengan kapasitas reservoir insulin;

 Tidak ada dosis tunggal bisa lebih dari 4 unit insulin dan total dosis disampaikan dalam jangka waktu tidak boleh melebihi 25 unit insulin. Ini adalah kendala keamanan;

 Display2! menunjukkan jumlah insulin akan dikirimkan.

POMPA INSULIN SKEMA

NEGARA INVARIANTS

PERHITUNGAN DOSIS

 Pompa insulin menghitung jumlah insulin yang diperlukan dengan membandingkan saat ini dengan membaca dua bacaan sebelumnya.

 Jika ini menunjukkan bahwa glukosa darah meningkat maka insulin disampaikan.

 Informasi tentang dosis total dikirimkan dipertahankan untuk memungkinkan invariant pengecekan keamanan yang akan diterapkan.

 Perhatikan bahwa invarian ini selalu berlaku - tidak perlu mengulang dalam perhitungan dosis.

LARI SKEMA (1)

LARI SKEMA (2)

GULA OK SKEMA

HAL-HAL PENTING

 Spesifikasi sistem formal melengkapi spesifikasi teknik informal.

 Spesifikasi formal tepat dan jelas. Mereka menghapus bidang keraguan dalam spesifikasi.

 Spesifikasi formal kekuatan analisis kebutuhan sistem pada tahap awal. Mengoreksi kesalahan pada tahap ini lebih murah daripada memodifikasi sistem disampaikan.

 Spesifikasi teknik formal yang paling diterapkan dalam pengembangan sistem kritis dan standar.

HAL-HAL PENTING

 Teknik aljabar cocok untuk antarmuka spesifikasi antarmuka mana didefinisikan sebagai satu set kelas objek.

 Model-model teknik berdasarkan sistem dengan menggunakan set dan fungsi. Ini menyederhanakan beberapa jenis spesifikasi perilaku.

 Operasi didefinisikan dalam model berbasis spec. dengan mendefinisikan kondisi sebelum dan sesudah pada keadaan sistem.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH