Gráflekérdezésekkel támogatott architektúra kiértékelés és szintézis szolgáltatásbiztonsági jellemzők alapján

A kritikus rendszerek, például a vasúti infrastruktúra, autonóm járművek, vagy okos városok, hibás működése súlyos anyagi károkon túl akár emberi életet is veszélyeztethet. Így ezen rendszerek tervezése során matematika precizitással kell igazolni nem csak funkcionális követelmények, hanem olyan, extra-funkcionális követelményeket teljesítését is, mint a szolgáltatásbiztonság vagy teljesítmény. Ezeket a sok esetben egymásnak ellentmondó jellemzőket jelentős mértékben a megvalósított rendszer architektúra befolyásolja, így a megfelelő architektúra kiválasztása kulcsfontosságú.

A modellvezérelt rendszertervezésben a az extra-funkcionális jellemzők közötti megfelelő kompromisszumok megkeresésére elterjedtek a tervezésitér-bejáró (Design-Space Exploration, DSE) algoritmusok, melyekkel architektúra javaslatok igen nagy, akár végtelen méretű halmaza is automatikusan bejárható. Ehhez azonban szükséges az extra-funkcionális követelmények automatizált kiértékelése teljes vagy félkész architektúra-javaslatokon. A komplex, szolgáltatásbiztonsággal kapcsolatos extra-funkcionális követelményeket általában valamilyen alacsony szintű, sztochasztikus matematikai formalizmusra történő transzformációval kell megfogalmazni. Így a DSE használata a sztochasztikus modellezéssel kapcsolatos specializált szaktudást igényelhet, valamint kapott analízis modellek sztochasztikus megoldóval való kiértékelése sok esetben skálázhatósági problémákhoz vezet.

A dolgozat célja a magas szintű leíráson alapuló, skálázható architektúra szintézis támogatása. Ennek eléréséhez a dolgozat javasol egy módszert, mellyel a szolgáltatásbiztonsági követelmények közvetlenül a teljes vagy félkész architektúra modelleken, gráfmodell lekérdezésekkel írhatók le. Ezen követelmények kiértékeléséhez a dolgozat a gráfminta-illesztő algoritmusokat a döntési diagrammokon alapuló hibafa-analízis technikákkal kombinálja. Ezen felül a dolgozat kiterjeszt egy logikai megoldón alapuló DSE eszközt a lekérdezésekkel specifikált követelmények szerinti hatékony architektúra-szintézishez.

Az eredményekkel egyrészt lehetővé válik a mérnökök számára a kövelemények megfogalmazása egy magas szintű nyelven, másrészt a szintézis során kihasználhatóak a skálázható modell lekérdező eszközök olyan jellemzői, mint a lekérdezés-optimalizálás és az inkrementális kiértékelés. A javasolt módszert és prototípus implementációját a NASA JPL által bemutatott interferometriai konstelláció szintézis esettanulmányon keresztül vizsgálom és összehasonlítom egy modell transzformáción és sztochasztikus kiértékelőn alapuló módszerrel.

szerző

• 
  Földiák Máté
  Mérnök informatikus szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Dr. Marussy Kristóf
  tudományos segédmunkatárs, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
  

helyezés