Computer-Aided Validation of Formal Conceptual Models

Grau Vázquez, Antonio José

Die konzeptionelle Modellierung ist die Phase im Softwareentwurf, die sich mit der Identifikation und der Spezifikation von Systemanforderungen befasst. Formale Spezifikationssprachen ermöglichen präzisere und eindeutigere Spezifikationen. Trotzdem werden Techniken zur Validierung von formalen Spezifikationen bezüglich der informellen Benutzeranforderungen weiterhin benötigt. Ein Nachteil von formalen Spezifikationen ist, dass sie für Benutzer ohne entsprechende Vorkenntnisse nicht leicht verständlich sind. Die Einbeziehung der Benutzer in den Validierungsprozess kann jedoch durch die Ausführung der Spezifikation vereinfacht werden. Diese Arbeit liefert einen systematischen Ansatz und eine Entwicklungsumgebung für die Konstruktion von TROLL-Spezifikationen und deren Validierung durch Animation. Unser Ansatz basiert auf einem iterativen Prozess zur Anforderungsdefinition bestehend aus der formalen Spezifikation von Anforderungen, der automatischen Übersetzung der Spezifikation in eine ausführbare Form, und der interaktiven Animation um die Benutzeranforderungen zu validieren. Um die Objektzustände in der Animationsumgebung persistent zu halten, wird untersucht, wie die statische Struktur von TROLL-Objekten in relationale Tabellen umgesetzt werden kann. Um die Spezifikationen auszuführen, wird die operationale Bedeutung von TROLL-Zustandsübergängen analysiert und ein Ausführungsmodell festgelegt. Anschließend wird die Übersetzung von den Spezifikationen in C++ beschrieben. Wir zeigen eine prototypische Implementierung der Animationsumgebung.

Conceptual modelling is the process of the software life cycle concerned with the identification and specification of requirements for the system to be built. The use of formal specification languages provides more precise and concise specifications. Nevertheless, there is still a need for techniques to support the validation of formal specifications against the informal user requirements. A limitation of formal specifications is that they cannot readily be understood by users unless they have been specially trained. However, user validation can be facilitated by exploiting the executable aspects of formal specification languages. This thesis presents a systematic approach and workbench environment to support the construction and validation through animation of TROLL specifications. Our approach is an iterative requirements definition process consisting of the formal specification of requirements, the automatic transformation of the specification into an executable form, and the interactive animation of the executable version to validate user requirements. To provide objects with persistence in the animation environment, we analyse how the static structure of TROLL objects can be mapped into relational tables. In order to execute the specification, we analyse the operational meaning of state transitions in TROLL, determine an execution model, and describe the transformation of the specifications into C++ code. We present a prototype implementation of the workbench environment.

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Grau Vázquez, Antonio José: Computer-Aided Validation of Formal Conceptual Models. 2001.

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