Interaktív tanulás a modell alapú szoftverfejlesztés elősegítésére
A modell alapú technológiák növelik az IT rendszerek tervezésének hatékonyságát azáltal, hogy lehetővé teszik a verifikáció, kódgenerálás és rendszeranalízis automatizálását egy formális modellen keresztül. Az informatikai rendszerek viselkedésének leírására nyílik egyszerűen lehetőségünk az úgynevezett állapot alapú modellezés segítségével, ahol - köszönhetően a formális módszerek fejlődésének az utóbbi években - a modellek széleskörűen és hatékonyan alkalmazhatóak a rendszer tulajdonságainak vizsgálatára. Ilyen modellek létrehozásának egy lehetséges módja az aktív automatatanuló algoritmusok alkalmazása.
Egy rendszer formális modelljének előállítása több okból is kihívást jelenthet. Egyrészt, a modellezést végző mérnöknek nehéz az elképzelt rendszer minden tulajdonságát észben tartania részben a rendszer komplexitása, részben a lehetséges rejtett implikációk és ellentmondások miatt. Másfelől léteznek teljesen automatizált megoldások, mint például az aktív automatatanulás, ahol a modell építését végző algoritmust két komponens karakterizálja: egy tanító - amely ismeri a tanulni kívánt rendszer teljes viselkedését - továbbá egy tanuló - mely a tanítóhoz intézett kérdések alapján szintetizálja a modellt. Azonban gyakorlati határt jelent ezen megoldásoknál a rendszer következtetett viselkedésének validációja. Munkánkban egy olyan, részben automatizált megoldást javaslunk, mely az automatatanulást interaktív környezetben használja fel a modellezés elősegítése érdekében.
Ezen dolgozat célja, hogy támogassa az informatikai rendszertervezést az alapoktól fölfelé InterAktív automatatanulás segítségével. Ez a technika kihasználja a tervező mérnökök gyakori közreműködését - akik az algoritmus tanító komponensének felelnek meg - ugyanakkor automatizált technikákat is alkalmaz, ezzel orvosolva az automatizált ekvivalencia lekérdezések jelentős nehézségeit. Az ilyen módon előálló részben automatizált koncepció lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy a rendszer elvárt viselkedésére koncentrálhassanak a viselkedési követelmények deklaratív megadásán és az algoritmus által javasolt modellek kiértékelésén keresztül.
Ebben a dolgozatban bemutatunk egy adaptív, állapot alapú modellező keretrendszert, melybe megterveztük és integráltuk az interaktív algoritmust. Az ez által előállt keretrendszer egyesíti a manuális és automatizált megoldások előnyeit. Ezen felül kiterjesztettük a keretrendszert, hogy képes legyen különböző formalizmusok kezelésére és összeegyeztetésére is, elősegítve a modellvezérelt tervezést támogató interaktív automatatanuló algoritmusok fejlesztését és elemzését kiterjesztett alkalmazási területen.
szerzők
-
Barcsa-Szabó Áron
Mérnök informatikus szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc) -
Várady Balázs
Mérnök informatikus szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Farkas Rebeka
doktorandusz, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék -
Dr. Molnár Vince
Adjunktus, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék -
Dr. Vörös András
egyetemi docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
