Use Case Maps and Lotos for the prototyping and validation of a mobile group call system

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Thereza Alencar Tuschinski
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1 Universidade Federal do Ceará (UFC) Mestrado e Doutorado em Ciência da Computação (MDCC) Espeficicação Formal e Validação de Protocolos de Comunicação Professora Rossana Andrade Use Case Maps and Lotos for the prototyping and validation of a mobile group call system Simão Melo Gurgel simao@lia.ufc.br Outubro de 2007

2 Índice Desafios de projeto e padronização Definições: UCMs, LOTOS e GPRS SPEC VALUE (+ exemplo) Conclusão

3 Desafios de projeto e padronização Nos estágios iniciais dos processos convencionais de projeto muitas características, serviços e funcionalidades são descritas informalmente e/ou utilizando notações visuais (Message Sequence Charts (MSCs)) Propenso a erros Difícil manutenção É importante documentar precisamente todos os estágios do processo

4 Desafios de projeto e padronização Detalhes irrelevantes levantados nos primeiros estágios do projeto ofuscam a identificação das idéias principais MSCs são úteis, mas focam na troca de mensagens que podem não ser conhecidas nos estágios iniciais Possibilidade de ambigüidades, inconsistências ou interações indesejáveis dentro ou entre a descrição dos serviços entre níveis de abstração de um dado serviço

5 Desafios de projeto e padronização Cenários e técnicas de descrição formal (FDTs) O objetivo é transformar/traduzir descrições informais em especificações formais (LOTOS, SDL, etc.)

6 UCMs Use Case Maps Escolha ideal para descrição de sistemas distribuídos e de comunicação Abordagem utilizada para preencher o gap entre os requisitos informais e o projeto abstrato do sistema Descrever cenários sem descrever a troca de mensagens entre os componentes do sistema

7 LOTOS Language of Temporal of Ordering Specification Especificação algébrica padronizada pela isso Integração de comportamento e estrutura num único modelo executável Capaz de expressar comportamentos de muitos níveis estágios do projeto ou de níveis de abstração UCM podem ser facilmente traduzidos para LOTOS

8 LOTOS Especificações em LOTOS são protótipos executáveis que podem ser analisados e validados Linguagem madura

9 GPRS Serviço (orientado a conexão) da telefonia móvel Construído sobre os conceitos e tecnologia GSM (Global System of Mobile Communications) Permite que aos usuários enviar e receber dados utilizando a transmissão de pacotes fim a fim. Transferir pacotes dentro da PLMN (Public Land Mobile Network) Duas categorias de serviços: Point To Point (PTP) e Point To Multipoint (PTM)

10 SPEC VALUE Specification Validation Approach with LOTOS and UCMs Ciclo iterativo e incremental

11 SPEC VALUE

12 SPEC VALUE: Vantagens Separação das funcionalidades (UCMs) e da estrutura (arquitetura) Níveis de abstração diferentes Prototipagem rápida (em LOTOS) Dado: estrutura e cenários selecionados e documentados Dado: responsabilidades (UCMs) alocadas aos respectivos componentes Geração de casos de teste Documentação do projeto

13 SPEC VALUE: Exemplo GPRS Point To Multipoint Group Call (PTM G) Este serviço permite a transmissão de mensagens para um dado grupo de usuários, numa dada área geográfica Seis operações básicas Operação Initiate Call Criar um grupo de chamada

14 SPEC VALUE: Exemplo Requisitos (descrição informal) Quando uma operação de Initiate Call é requisitada (Req_Init), temos duas possibilidades: aceitação (Ack_Init) ou rejeição (Err_Init) A rejeição ocorre quando: área geográfica incorreta IMGI (International Mobile Group Identity) inválido falta de privilégios de acesso. No caso de aceitação, uma indicação (Ind_Init) é enviada em multicast para os outros membros do grupo

15 SPEC VALUE: Exemplo Requisitos (descrição informal) Pré condições Só será possível iniciar um Initiate Call se o GPRS estiver presente se o grupo estiver registrado na PLMN (databases) Inclusão do parâmetro send_to_all (não definido no padrão) Necessário para permitir o multicast da indicação de entrada/saída para todos os membros de uma chamada

16 SPEC VALUE: Exemplo Estrutura Buhr's notation Paralelogramos: processos ativos Retângulos arredondados: objetos passivos (databases) Retângulos: containers (teams) Setas: canais de comunicação uni e bidirecionais Componentes pontilhados são dinamicamente instanciados quando necessário

17 SPEC VALUE: Exemplo Estrutura Controller Team gerencia o mecanismo de controle e recepção de requisições Answer Team envia respostas de volta ao Requester Sender Team envia indicações do Requester para outros participantes (Receivers)

18 SPEC VALUE: Exemplo Cenários (Allocation)

19 SPEC VALUE: Exemplo Cenários Nove cenários possíveis (6 básicos e 3 artificiais) Allocation OR Fork para expressar a escolha entre as responsabilidades : a e r Dois AND Forks para expressar caminhos concorrentes (ex.: u1 e a ).

20 SPEC VALUE: Exemplo LOTOS (Synthesis) O comportamento de cada componente do UCM é traduzido para LOTOS preservando características, relacionamentos, etc. Síntese da especificação em UCMs

21 SPEC VALUE: Exemplo LOTOS (Synthesis) Guia de tradução de UCM para LOTOS Start points e end points são usualmente representados como gates Componentes são implementados como processos sincronizados nos canais/gates compartilhados Tipos abstratos de dados são utilizados para representar bancos de dados, operações e condições (Expressões de guarda de LOTOS)...

22 SPEC VALUE: Exemplo LOTOS Estrutura da especificação aplicando as regras sugeridas Construção dos processos

23 SPEC VALUE: Exemplo Validação Criação dos casos de teste a partir dos UCMs Explorar os caminhos do UCM Testing patterns (seleção de estratégias) Alternatives: todos os resultados; todos os caminhos; todas as combinações de caminho; todas as combinações de sub condição dentro de uma condição complexa Cuncurrent: uma combinação (seqüência temporal); algumas combinações; todas as combinações Loops: uma iteração; mais duas iterações; 0, 1, n e n+1 iterações Entre outras...

24 SPEC VALUE: Exemplo Validação Ferramenta de teste: LOLA (LOTOS Laboratory) Ferramenta de exploração de estados para simulação e teste de especificações LOTOS. Testando o GPRS group call Configuração do teste Número de mobile stations, papeis, privilégios de acesso dentro do grupo, configuração da representação dos databases, etc. Escolher os padrões de teste Alternative All Paths Concurrent One combination

25 Problemas detectados no PTM G Utilizando o SPEC VALUE no padrão foram encontrados erros, inconsistências e ambigüidades Sending of indications Rejection cause Restrictions of joining calls No padrão foram apresentados cenários de forma parcial e faltou uma visualização das funcionalidades do sistema. Sugerido o uso de UCMs

26 Conclusão Demostração de uma abordagem de projeto interativa e incremental baseada em UCMs e LOTOS. Detecção de descrições ambíguas e incompletas no estágio 1 do documento de padronização do serviço GPRS Group Call Cenários descritos em UCM podem ser desenvolvidos independentemente da estrutura.

27 Conclusão Acredita se que o SPEC VALUE possa facilitar os estágios iniciais dos requisitos Melhor documentação

28 Referências D. Amyot and L. Logrippo, Use Case Maps and for the prototyping and validation of a mobile group call system, Computer Communications, Volume 23, Issue 12, 1 July 2000, Pages Brahim Ghribi and Luigi Logrippo, Understanding GPRS: the GSM packet radio service, Computer Networks, Volume 34, Issue 5, Future Wireless Networks, November 2000, Pages

29 Perguntas?!

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