Spesifikasi Formal

REKAYASA PERANGKAT
LUNAK
Spesifikasi Formal
MUHLIS TAHIR
092904033
PTIK A 2009
TUJUAN :

Untuk menjelaskan mengapa teknik spesifikasi formal membantu
menemukan masalah dalam persyaratan sistem

Untuk
menggambarkan
penggunaan
teknik
aljabar
untuk
spesifikasi antarmuka

Untuk menggambarkan penggunaan teknik berbasis model untuk
spesifikasi perilaku
TOPIK YANG
DIBAHAS :
•
Spesifikasi formal dalam proses perangkat
lunak
•
Sub-sistem spesifikasi interface
•
Perilaku spesifikasi
METODE FORMAL

Spesifikasi formal merupakan bagian dari koleksi yang lebih umum
teknik yang dikenal sebagai 'metode formal'.

Ini semua didasarkan pada representasi matematis dan analisis
perangkat lunak.

Metode formal termasuk

Spesifikasi formal;

Spesifikasi analisis dan bukti;

Transformasional pembangunan;

Program verifikasi.
PENERIMAAN METODE FORMAL

Metode formal belum menjadi mainstream teknik pengembangan perangkat
lunak seperti yang pernah diperkirakan

Perangkat lunak lain rekayasa teknik telah berhasil meningkatkan kualitas
sistem. Karena itu membutuhkan metode formal telah berkurang;

Perubahan pasar telah membuat waktu-ke-pasar bukan perangkat lunak
dengan kesalahan rendah menghitung faktor kunci. Metode formal tidak
mengurangi waktu ke pasar;

Ruang lingkup metode formal terbatas. Mereka tidak cocok untuk
menentukan dan menganalisis user interface dan interaksi pengguna;

Metode formal masih sulit untuk skala sampai dengan sistem yang besar.
PENGGUNAAN METODE FORMAL

Manfaat utama dari metode formal dalam mengurangi jumlah kesalahan
pada sistem.

Akibatnya, daerah utama mereka diterapkan dalam rekayasa sistem
kritis. Ada beberapa proyek yang berhasil di mana metode formal telah
digunakan di daerah ini.

Di daerah ini, penggunaan metode formal yang paling mungkin untuk
biaya-biaya sistem efektif karena kegagalan yang tinggi harus dihindari.
SPESIFIKASI DALAM PROSES
PERANGKAT LUNAK
•
Spesifikasi dan desain erat bercampur.
•
Desain arsitektur sangat penting untuk struktur spesifikasi
dan proses spesifikasi.
•
Spesifikasi formal dinyatakan dalam notasi matematika
dengan tepat didefinisikan, sintaks dan semantik kosakata.
SPESIFIKASI DAN DESAIN
PESIFIKASI DALAM PROSES
PERANGKAT LUNAK
PENGGUNAAN SPESIFIKASI
FORMAL

Spesifikasi formal melibatkan investasi lebih banyak upaya dalam
fase awal pengembangan perangkat lunak.

Hal ini mengurangi kesalahan persyaratan sebagai memaksa analisis
rinci tentang persyaratan.

Ketidaklengkapan
dan
inkonsistensi
dapat
ditemukan
dan
diselesaikan.

Oleh karena itu, tabungan yang dibuat sebagai jumlah pengerjaan
ulang karena masalah persyaratan berkurang.
BIAYA PROFIL

Penggunaan spesifikasi formal berarti bahwa profil biaya sebuah
perubahan proyek

Ada biaya depan lebih besar sebagai lebih banyak waktu dan
usaha yang dihabiskan mengembangkan spesifikasi;

Namun, pelaksanaan dan validasi biaya harus dikurangi sebagai
proses spesifikasi mengurangi kesalahan dan ambiguitas dalam
persyaratan.
BIAYA PENGEMBANGAN DENGAN
SPESIFIKASI FORMAL
SPESIFIKASI TEKNIK

Spesifikasi aljabar


Sistem ini ditetapkan dalam hal operasi dan hubungan mereka.
Model berbasis spesifikasi

Sistem ini ditetapkan dalam hal model negara yang dibangun
menggunakan konstruksi matematika seperti set dan urutan.
Operasi didefinisikan oleh modifikasi negara sistem.
FORMAL SPESIFIKASI BAHASA
SPESIFIKASI INTERFACE
o
Sistem yang besar dipecah menjadi subsistem dengan antarmuka
yang terdefinisi dengan baik antara subsistem.
o
Spesifikasi antarmuka subsistem memungkinkan pengembangan
independen dari subsistem yang berbeda.
o
Interface dapat didefinisikan sebagai tipe data abstrak atau kelas
objek.
o
Pendekatan aljabar untuk spesifikasi formal sangat cocok untuk
antarmuka spesifikasi seperti yang difokuskan pada operasi
didefinisikan dalam suatu objek.
SUB-SISTEM ANTARMUKA
STRUKTUR SPESIFIKASI
ALJABAR
SPESIFIKASI KOMPONEN

Pengantar

Mendefinisikan jenis (nama jenis) dan menyatakan spesifikasi lainnya
yang digunakan.

Deskripsi


Informal menjelaskan operasi pada jenis.
Tanda tangan

Mendefinisikan sintaks dari operasi dalam antarmuka dan parameter
mereka.

Aksioma

Mendefinisikan semantik operasi dengan mendefinisikan aksioma yang
mencirikan perilaku.
SISTEMATIS ALJABAR SPESIFIKASI

Spesifikasi aljabar suatu sistem dapat dikembangkan secara
sistematis

Spesifikasi penataan;

Spesifikasi penamaan;

Operasi seleksi;

Informal operasi spesifikasi;

Sintaks definisi;

Definisi aksioma.
SPESIFIKASI OPERASI

Pembuat operasi. Operasi yang menciptakan entitas dari jenis
yang ditentukan.

Inspeksi operasi. Operasi yang mengevaluasi entitas dari jenis
yang ditentukan.

Untuk menetapkan perilaku, menentukan inspektur operasi untuk
setiap operasi konstruktor.
OPERASI PADA DAFTAR ADT

Pembuat operasi yang mengevaluasi untuk mengurutkan Daftar


Membuat, Kontra dan Tail.
Pemeriksaan operasi yang mengambil daftar semacam sebagai
parameter dan pengembalian semacam lainnya


Kepala dan Panjang.
Ekor dapat didefinisikan dengan menggunakan konstruktor yang
sederhana? Membuat dan Cons. Tidak perlu mendefinisikan Kepala
dan Panjang dengan Tail.
DAFTAR SPESIFIKASI
REKURSI DALAM SPESIFIKASI

Operasi sering ditentukan secara rekursif.

Ekor (Cons (L, v)) = jika L = Buat kemudian Buat? lain Cons (Tail (L), v).

Kontra ([5, 7], 9) = [5, 7, 9]

Ekor ([5, 7, 9]) = Tail (Cons ([5, 7], 9)) =

Kontra (Tail ([5, 7]), 9) = Cons (Tail (Kekurangan ([5], 7)), 9) =

Kontra (Cons (Ekor ([5]), 7), 9) =

Kontra (Cons (Ekor (Kekurangan ([], 5)), 7), 9) =

Kontra (Cons ([Buat], 7), 9) = Cons ([7], 9) = [7, 9]
INTERFACE SPESIFIKASI SISTEM
KRITIS

Pertimbangkan sebuah sistem kontrol lalu lintas udara di mana
pesawat terbang melalui sektor dikelola wilayah udara.

Setiap sektor dapat mencakup sejumlah pesawat tetapi, untuk alasan
keamanan, ini harus dipisahkan.

Dalam contoh ini, pemisahan vertikal sederhana 300m diusulkan.

Sistem tersebut harus memperingatkan controller jika pesawat
diinstruksikan untuk bergerak sehingga pemisahan aturan dilanggar.
SEBUAH OBJEK SEKTOR

operasi Kritis pada objek yang mewakili sektor yang dikendalikan

Enter. Tambahkan pesawat udara ke wilayah udara yang
dikendalikan;

Tinggalkan. Hapus pesawat terbang dari wilayah udara yang
dikendalikan;

Pindah. Memindahkan pesawat dari satu ketinggian ke yang lain;

Lookup. Mengingat pesawat identifier, kembali tinggi saat ini;
PRIMITIF OPERASI

Hal ini kadang diperlukan untuk memperkenalkan operasi tambahan untuk
menyederhanakan spesifikasi.

Operasi lain maka dapat didefinisikan menggunakan operasi yang lebih
primitif.

Primitif operasi

Buat. Bawa sebuah instance dari suatu sektor menjadi ada;

Put. Tambahkan pesawat tanpa pemeriksaan keamanan;

Dalam-ruang. Menentukan apakah sebuah pesawat yang diberikan dalam
sektor ini;

Pendudukan. Mengingat ketinggian, menentukan apakah ada pesawat
dalam ketinggian 300m itu.
SEKTOR SPESIFIKASI (1)
SEKTOR SPESIFIKASI (2)
SPESIFIKASI KOMENTAR

Gunakan konstruktor dasar Buat dan Pasang untuk menentukan
operasi lainnya.

Tentukan Pendudukan dan In-ruang angkasa yang menggunakan
Membuat dan Pasang dan gunakan mereka untuk membuat cek
dalam definisi operasi lain.

Semua operasi yang mengakibatkan perubahan sektor ini harus
memeriksa bahwa kriteria keselamatan berlaku.
PERILAKU SPESIFIKASI

Aljabar spesifikasi bisa rumit ketika operasi objek tidak
independen dari negara objek.

Spesifikasi Model berbasis memperlihatkan keadaan sistem dan
mendefinisikan operasi dalam hal perubahan ke negara itu.

Notasi Z adalah teknik matang untuk spesifikasi model yang
berbasis. Ini menggabungkan deskripsi formal dan informal dan
menggunakan grafis menyoroti saat menyajikan spesifikasi.
STRUKTUR DARI SEBUAH SKEMA
Z
PEMODELAN POMPA INSULIN

Skema Z untuk pompa insulin menyatakan sejumlah variabel negara
termasuk:

Input
variabel
seperti
switch?
(saklar
perangkat),
InsulinReservoir? (jumlah saat ini insulin dalam reservoir) dan
Membaca? (pembacaan dari sensor);

Output variabel seperti alarm! (alarm system), display1,
display2! (menampilkan pada pompa) dan dosis! (dosis insulin
akan dikirimkan).
SKEMA INVARIAN
•
Setiap skema Z memiliki bagian invarian yang mendefinisikan kondisi
yang selalu benar.
•
Untuk skema pompa insulin itu selalu benar bahwa

Dosis harus kurang dari atau sama dengan kapasitas reservoir
insulin;

Tidak ada dosis tunggal bisa lebih dari 4 unit insulin dan total dosis
disampaikan dalam jangka waktu tidak boleh melebihi 25 unit
insulin. Ini adalah kendala keamanan;

Display2! menunjukkan jumlah insulin akan dikirimkan.
POMPA INSULIN SKEMA
NEGARA INVARIANTS
PERHITUNGAN DOSIS

Pompa insulin menghitung jumlah insulin yang diperlukan dengan
membandingkan saat ini dengan membaca dua bacaan sebelumnya.

Jika ini menunjukkan bahwa glukosa darah meningkat maka insulin
disampaikan.

Informasi tentang dosis total dikirimkan dipertahankan untuk
memungkinkan
invariant
pengecekan
keamanan
yang
akan
diterapkan.

Perhatikan bahwa invarian ini selalu berlaku - tidak perlu mengulang
dalam perhitungan dosis.
LARI SKEMA (1)
LARI SKEMA (2)
GULA OK SKEMA
HAL-HAL PENTING

Spesifikasi sistem formal melengkapi spesifikasi teknik informal.

Spesifikasi formal tepat dan jelas. Mereka menghapus bidang
keraguan dalam spesifikasi.

Spesifikasi formal kekuatan analisis kebutuhan sistem pada tahap
awal. Mengoreksi kesalahan pada tahap ini lebih murah daripada
memodifikasi sistem disampaikan.

Spesifikasi
teknik
formal
yang
paling
pengembangan sistem kritis dan standar.
diterapkan
dalam
HAL-HAL PENTING

Teknik aljabar cocok untuk antarmuka spesifikasi antarmuka mana
didefinisikan sebagai satu set kelas objek.

Model-model teknik berdasarkan sistem dengan menggunakan set
dan fungsi. Ini menyederhanakan beberapa jenis spesifikasi
perilaku.

Operasi
didefinisikan
dalam
model
berbasis
spec.
dengan
mendefinisikan kondisi sebelum dan sesudah pada keadaan sistem.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH