Dependabilidade em Sistemas Computacionais

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1 Dependabilidade em Sistemas Computacionais 1 Objetivo Dependabilidade (do termo Dependability em inglês) é a propriedade que define a capacidade dos sistemas computacionais de prestar um serviço que se pode justificadamente confiar. Entre os atributos estão: confiabilidade, segurança (safety), disponibilidade e mantenabilidade. Atualmente essa propriedade é um dos focos em praticamente todas as áreas de Ciência da Computação. Devido à sua importância ao usuário e ao ambiente de execução do software, o interesse em dependabilidade tem sido alvo de muitas pesquisas que envolvem todos os ciclos de desenvolvimento do software: desde a análise que antecede a implementação até o teste do software. Apesar da sua abrangência, importância e crescente relevância na geração de software com qualidade, poucos centros acadêmicos no mundo oferecem oportunidade ao aluno de Ciência da Computação de conhecer melhor como entender e analisar o software sob a perspectiva de dependabilidade. Visando dar essa importante formação ao aluno do DCC, estamos oferecendo essa disciplina que visa abordar os vários aspectos relacionados à análise quantitativa e qualitativa de dependabilidade. Essa disciplina visa fornecer ao aluno o estado da arte do tópico explorando os mais recentes trabalhos de pesquisa. Dessa forma, isso permitirá ao aluno conhecer e potencialmente contribuir para o enriquecimento da pesquisa nos tópicos que vamos focar ao longo da disciplina. O curso visa focar os aspectos de dependabilidade em nível de arquitetura do software, métodos de previsão de atributos de dependabilidade como confiabilidade, segurança (no sentido de safety) e disponibilidade para sistemas baseados em componentes. Caso haja tempo hábil, pretendemos explorar também aspectos de desempenho de sistema seguindo a mesmo nível de enfoque dado à aqueles atributos de dependabilidade. 2 Ementa 1. Sistemas Baseados em Componentes e Arquitetura de Software (propriedades de componentes, composição, concorrência, exemplos) 2. Dependabilidade 1

2 conceitos, métricas, escopo, análise (incluindo técnicas e ferramentas disponíveis) para os seguintes atributos: confiabilidade, segurança crítica, disponibilidade, desempenho Técnicas de tolerância a falhas 4. Validação e Verificação (teste) - esse último tem um enfoque menos relevante na disciplina. O objetivo é tornar o aluno ciente das maneiras de validar a previsão. 3 Pré-Requisitos Conhecimentos de Sistemas Distribuídos e de Engenharia de Software são desejáveis para o acompanhamento do aluno. No entanto, iremos cobrir ao longo do curso os tópicos relacionados a aqueles pré-requisitos. 4 Referências Por envolver vrios aspectos de dependabilidade, esse curso irá dispor de uma bibliografia relativamente extensa. O foco da disciplina é em confiabilidade, segurança crítica, tolerância as falhas, modelos de análise desses atributos em nível de arquitetura. Dividimos então as referências entre os livros a serem utlizados e artigos que serão indicados para leitura ao longo do curso. Livros: 1. J.Magee and J. Kramer. Concurrency: State Models and Java Programs. John Wiley, New York, Nancy G. Leveson Safeware: System Safety and Computers, Addison- Wesley Publishing Company, Inc M. R. Lyu. Software Fault Tolerance. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA, M. R. Lyu. Handbook of Software Reliability Engineering. IEEE Computer Society Press and McGraw-Hill, Mesmo não sendo um atributo de dependabilidade, alguns modelos usados em dependabilidade podem ser também aplicados a análise de desempenho. Esse tópico será abordado caso seja possível cobrir os aspectos de dependabilidade.) 2

3 5. D. A. Menascé, V. A. F. Almeida and L. W. Dowdy. Capacity Planning and Performance Modelling. From Mainframes to Client-Server Systems Prentice Hall PTR, J. D. Musa, A. Iannino, and K. Okumoto. Software reliability: measurement, prediction, application. McGraw-Hill, Inc., C. Szyperski. Component Software: Beyond Object-Oriented Programming. Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., R. A. Sahner, K. S. Trivedi and A. Puliafito - Performance and Reliability Analysis of Computer Systems: An Example-Based Approach Using the SHARPE Software Package (The Red Book). Kluwer Academic Publishers, Artigos: 1. Laprie, J. and Randell, B Basic Concepts and Taxonomy of Dependable and Secure Computing. IEEE Trans. Dependable Secur. Comput. 1, 1 (Jan. 2004), R. C. Cheung. A User-Oriented Software Reliability Model. In IEEE Transactions on Software Engineering, volume 6(2), pages IEEE, March V. Cortellessa, H. Singh, and B. Cukic. Early reliability assessment of uml based software models. In Proceedings of the 3rd WOSP, pages ACM Press, V. Cortellessa and V. Grassi. A modeling approach to analyze the impact of error propagation on reliability of component-based systems. In Heinz Schmidt, Ivica Crnkovic, George Heineman, and Judith Stafford, editors, Proceedings of the 10 th International Symposium, CBSE 2007, volume 4608 of Lecture Notes in Computer Science, pages Springer, W. Emmerich. Software Engineering and Middleware: A Roadmap. In A. Finkelstein, editor, The Future of Software Engineering, pages ACM Press, April W. Emmerich. Distributed Component Technologies and Their Software Engineering Implications. In Proc. of the 24th ICSE, Orlando, Florida, pages ACM Press, May

4 7. S. Gokhale, M. Lyu, and K. Trivedi. Reliability Simulation of Component Based Software Systems. In Reliability Simulation of Component Based Sofware Systems, pages Proc. of the 9th ISSRE, K. Goševa-Popstojanova, M. Hamill, and R. Perugupalli. Large empirical case study of architecture-based software reliability. In ISSRE 05: Proceedings of the 16th IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering, pages 4352, Washington, DC, USA, IEEE Computer Society. 9. K. Goševa-Popstojanova, A. P. Mathur, and K. S. Trivedi. Comparison of Architecture-Based Software Reliability Models. In Proc. of the 12th ISSRE. Elsevier Science, K. Goševa-Popstojanova and K. S. Trivedi. Architecture-Based Approach to Reliability Assessment of Software Systems. In Proc. of the 12th I S S RE, pages IEEE Computer Society, Grunske, L Early quality prediction of component-based systems - A generic framework. J. Syst. Softw. 80, 5 (May. 2007), J. C. Knight Safety Critical Systems: Challenges and Directions In Proceedings of the 24rd International Conference on Software Engineering, 2002 pp IEEE Computer Society. 13. M. Kwiatkowska, G. Norman, and D. Parker. Prism 2.0: A tool for probabilistic model checking. In QEST 04: Proceedings of the The Quantitative Evaluation of Systems, First International Conference on (QEST04), pages , Washington, DC, USA, IEEE Computer Society. 14. P. Kubat. Assessing reliability of modular software. Operations Research Letters, 8(1):3541, H. Lo, C-Y. Huang, I-Y. Chen, S-Y. Kuo, and M. R. Lyu. Reliability assessment and sensitivity analysis of software reliability growth modeling based on software module structure. Journal of Systems Software, 76(1):313, M. R. Lyu. Software reliability engineering: A roadmap. In FOSE 07: 2007 Future of Software Engineering, pages , Washington, DC, USA, IEEE Computer Society. 4

5 17. J. D. Musa. Operational profiles in software-reliability engineering. IEEE Software, 10(2):1432, Heimdahl, M. P Safety and Software Intensive Systems: Challenges Old and New. In 2007 Future of Software Engineering (May 23-25, 2007). International Conference on Software Engineering. IEEE Computer Society, Washington, DC, G. Rodrigues, D. Rosenblum, and S. Uchitel. Using Scenarios to Predict the Reliability of Concurrent Component-Based Software Systems. In Proc. ETAPS 2005 Conference on Formal Approaches to Software Engineering, pages Springer, LNCS 3442, G. Rodrigues, D. Rosenblum, and S. Uchitel. Reliability prediction in model driven development. In Proc. of ACM/IEEE 8th International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems, LNCS 3713, pages Springer, October J. Skene and W. Emmerich. A Model Driven Architecture Approach to Analysis of Non-Functional Properties of Software Architecture. In Proc. of the 18th ASE. Toronto, CA. IEEE Computer Society, October A. Sokolova and E.P. de Vink. Probabilistic automata: system types, parallel composition and comparison. In C. Baier, B.R. Haverkort, H. Hermanns, J.-P. Katoen,nd M. Siegle, editors, Validation of Stochastic Systems: A Guide to Current Research, pages 143. LNCS 2925, S. Uchitel, J. Kramer, and J. Magee. Incremental Elaboration of Scenarios-Based Specifications and Behavior Models Using Implied Scenarios. In ACM Transactions on Software Engineering and Methodologies, volume 13(1), pages ACM Press, January W. L. Wang, Y. Wu, and M. H. Chen. An Architecture-Based Software Reliability Model. In Proc. Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing. Washington, DC, USA, pages IEEE Computer Society, S. M. Yacoub, B. Cukic, and H. H. Ammar. Scenario-Based Reliability Analysis of Component-Based Software. In Proc. of the 10th ISSRE, Boca Raton, FL, USA. IEEE, November

6 26. Ivica Crnkovic Component Based Development Process and Component Life Cycle, 27th International Conference on Information Technology Interfaces, IEEE, Caretat, Croatia, Avaliação Apresentação de projeto (30%), trabalho prático (60%) e participação (10%). Haverá dois projetos ao longo do curso, sendo um para o dia 15 de Setembro e outro para o dia 26 de Novembro. A especificação dos projetos será definida ao longo do curso. 6