Guidelines for analysis and modelling of reactive software systems

Abstract

Reactive software systems are distinguished by their ability to interact with the environment in which they operate. Their behaviour is affected by a finite set of events that change the system global state. Such systems can be divided into three components: Controller, Users and Physical Entities; this division allows to model the particular behaviour of each component separately. Coloured Petri Nets (CPNs) are a modeling language suitable for behavioural modelling, thus it can be used in the context of these systems. Among several advantages (and some shortcomings), they allow CPN models to be simulated and the formally verified. This dissertation presents a set of guidelines for analysis and modeling of reactive software systems. The guidelines suggest how different components of a system can be identified and characterised. The guidelines also recommend various alternatives for modelling the system components with the CPN modelling language. The guidelines are illustrated with a practical example, which is modelled by means of CPN Tools, a tool for designing CPN models. The application of the guidelines allows CPN models specifically targeted for reactive software systems to benefit from executability, modularity, parameterization, and configurability.

Os sistemas de software reativos são caracterizados pela sua capacidade de interagir com o meio em que se inserem. O comportamento dum sistema deste tipo é influenciado por eventos que, quando ocorrem, alteram o estado global desse sistema. Tais sistemas podem ser divididos em três componentes: Controlador, Entidades Físicas e Utilizadores; o que permite modelar sepa- radamente o comportamento que caracteriza cada um desses componentes. As Redes de Petri Coloridas (RdP Coloridas) são uma linguagem de mo- delação adequada a sistemas com uma significativa componente comporta- mental, pelo que podem ser usadas no contexto dos sistemas de software reativos. Entre diversas vantagens (e algumas limitações) elas permitem que os modelos sejam simulados e formalmente verificados. Este trabalho apresenta um conjunto de diretrizes de analise e modelação de sistemas de software reativos. No processo de analise, sugere-se como podem ser identificados e caracterizados os diferentes componentes de um sistema. No processo de modelação, recomendam-se varias formas de modelar cada componente com RdP Coloridas. As diretrizes são ilustradas com um exemplo pratico, o qual é modelado com o auxílio da ferramenta de desenho de RdP Coloridas, CPN Tools. A aplicação das diretrizes no contexto referido permite obter modelos que beneficiam de executabilidade, modularidade, parameterização e configurabilidade.