Damrts : une méthodologie pour la vérification formelle des propriétés de sûreté de fonctionnement de systèmes temps réel

Darmts : a methodology for formal checking of dependablity properties of real time systems

• Auteur / Autrice : Nawal Addouche
• Direction : Jacky Montmain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et productique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Markov, Processus de

UML (informatique)

Fiabilité

Temps réel (informatique)

Mots clés libres

Automates temporisés

Contrôle de modèles

Résumé

Le rapport de thèse présente une méthodologie d'analyse des systèmes temps réel qui propose à l'analyste un moyen de contourner les difficultés de la modélisation formelle pour vérifier formellement les propriétés de sûreté de fonctionnement (SdF) du système. D'un point de vue pratique, nous avons défini la méthodologie DAMRTS (Dependability Analysis Models for Real-Time Systems) dont les trois étapes principales sont basées sur la proposition d'une démarche d'analyse et de modélisation, la réalisation d'un translateur automatique « modèles UMU modèles formels» et enfin, la vérification des propriétés de SdF via un model checker. Pour obtenir un modèle de systèmes temps réel qui représente les aspects fonctionnels et dysfonctionnels du système, nous avons défini, puis construit à l'aide de l'outil de métamodélisation GME, le profil DAMRTS. En plus des contraintes temporelles propres à ce type de système, ce dernier permet la modélisation des données qualitatives et quantitatives de SdF. Le comportement du système est décrit par deux types de machines d'états UML étendues; il s'agit de machines d'états stochastiques et de machines d'états temps réel probabilistes destinées respectivement à être translatées vers des chaînes de Markov à temps continu et des automates temporisés probabilistes. Ces modèles formels sont exploités pour la vérification des propriétés de SdF grâce au model checker probabiliste PRISM. Enfin, nous avons illustré notre proposition à travers l'analyse de SdF d'une chaîne d'assemblage de micro-moteurs. L'exemple est extrait d'un projet Européen nommé PABADIS (Plant Automation Based on Distributed Systems) développé au sein du laboratoire LGI2P.

Ln the thesis report, we present a methodology dedicated to the analysis of real time systems which provides the analyst with a means to get round the difficulties of formai modelling for formally checking the dependability properties of system. From a practical point of view, we have defined the methodology DAMRTS (Dependability Analysis Models for Real-Time Systems) whose the three main stages are based on an analysis and modelling process, the realization of an automatic translator« UML models formal models» and finally, the verification of dependability properties via a model checker. To achieve a model of a real time system which represents both functional and dysfunctional aspects of the system, we have defined then built the profile DAMRTS using the tool of metamodelling GME. Ln additior to the specific temporal constraints inherent to real time systems, this profile allows modelling qualitative and quantitative data relative to the dependability of the system. The system behaviour is described by two types of extended UML statecharts : the stochastic statecharts and the probabilistic real time statecharts respectively intended to be translated towards continuous time Markov chains and probabilistic timed automata. These formal models are then exploited for the verification of dependability properties via the probabilistic model checkel PRISM. Lastly, we illustrated our proposai through the dependability analysis of an automated chain assembly of micro-motors. The example is excerpted from a European project named PABADIS (Plant Automation Based on Distributed Systems) developed at the LGI2P laboratory.