Elaboration d'une approche de vérification et de validation de logiciel embarqué automobile, basée sur la génération automatique de cas de test PDF Download
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Un système embarqué est un système électronique et informatique autonome dédié à une tâche précise. Dans le secteur de l'automobile, le nombre de systèmes embarqués dans les voitures a considérablement augmenté au cours de ces dernières années et va certainement continuer à augmenter. Ces systèmes sont dédiés entre autres, à la sécurité, au confort de conduite,et à l'assistance à la conduite. Cette croissance des systèmes est associée avec une croissance en taille des logiciels qui les contrôlent. En conséquence, leur gestion(système et logiciel) devient de plus en plus complexe et problématique. Par ailleurs, la concurrence dans le secteur automobile est très féroce et les temps de mise sur le marché sont de plus en plus courts. Ainsi, pour garantir le bon fonctionnement des systèmes en général et du logiciel en particulier, étant donné leur complexité,et aussi les délais courts de mise sur le marché des produits automobiles, de nouvelles méthodes de développement doivent être considérées. Ainsi, de nombreuses méthodes de développement, incluant de nouveaux standards (de développement) et approches automatiques ont émergé au cours de ces dernières années. Dans le cas particulier de la vérification et validation de logiciel, une des activités critiques qui a connu une avancée significative est la génération de cas de test, avec l'avènement d'approches automatiques.Malgré cela, ces approches peinent souvent à s'imposer en milieu industriel. Une des raisons est que celles ci sont souvent peu adaptées ou peu utilisées dans un contexte industriel.Dans ce contexte, cette thèse vise à proposer une approche de vérification et de validation de logiciels embarqués, basée sur la génération automatique de cas de test. Pour cela, nous avons mis en place une approche permettant de représenter sous forme de modèles abstraits les spécifications d'un logiciel, puis de générer à partir de ces modèles un ensemble de cas de test en considérant en particulier le critère de couverture MC/DC.
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Un système embarqué est un système électronique et informatique autonome dédié à une tâche précise. Dans le secteur de l'automobile, le nombre de systèmes embarqués dans les voitures a considérablement augmenté au cours de ces dernières années et va certainement continuer à augmenter. Ces systèmes sont dédiés entre autres, à la sécurité, au confort de conduite,et à l'assistance à la conduite. Cette croissance des systèmes est associée avec une croissance en taille des logiciels qui les contrôlent. En conséquence, leur gestion(système et logiciel) devient de plus en plus complexe et problématique. Par ailleurs, la concurrence dans le secteur automobile est très féroce et les temps de mise sur le marché sont de plus en plus courts. Ainsi, pour garantir le bon fonctionnement des systèmes en général et du logiciel en particulier, étant donné leur complexité,et aussi les délais courts de mise sur le marché des produits automobiles, de nouvelles méthodes de développement doivent être considérées. Ainsi, de nombreuses méthodes de développement, incluant de nouveaux standards (de développement) et approches automatiques ont émergé au cours de ces dernières années. Dans le cas particulier de la vérification et validation de logiciel, une des activités critiques qui a connu une avancée significative est la génération de cas de test, avec l'avènement d'approches automatiques.Malgré cela, ces approches peinent souvent à s'imposer en milieu industriel. Une des raisons est que celles ci sont souvent peu adaptées ou peu utilisées dans un contexte industriel.Dans ce contexte, cette thèse vise à proposer une approche de vérification et de validation de logiciels embarqués, basée sur la génération automatique de cas de test. Pour cela, nous avons mis en place une approche permettant de représenter sous forme de modèles abstraits les spécifications d'un logiciel, puis de générer à partir de ces modèles un ensemble de cas de test en considérant en particulier le critère de couverture MC/DC.
Author: Jonathan Lasalle Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 179
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Les travaux présentés dans ce mémoire proposent une méthode originale de génération automatique de tests à partir de modèles SysML pour la validation de systèmes embarqués. Un sous-ensemble du langage SysML (appelé SysML4MBT) regroupant les éléments de modélisation pris en compte dans notre approche a été défini et une stratégie de génération de tests dédiée (intitulée ComCover) a été créée. Cette stratégie, basée sur les principes du critère de couverture de modèles bien connu Def-Use, s'intéresse à la couverture des communications (envois / réceptions) au sein du système et entre le système et son environnement. La mise en œuvre opérationnelle d'un prototype, basé sur un générateur de tests à partir de modèle UML, a nécessité la définition de règles de réécriture permettant la transformation du modèle SysML4MBT vers le format d'entrée natif du générateur de tests tout en conservant l'expressivité de SysML4MBT. Finalement, les étapes de concrétisation des tests en scripts exécutables et l'établissement automatique du verdict lors de l'exécution sur banc de test définis durant le projet VETESS permettent l'établissement d'une chaîne outillée opérationnelle de génération et d'exécution automatique de tests à partir de spécifications SysML. Cette chaîne outillée a été étrennée sur plusieurs cas d'étude automobile tels que l'éclairage avant, les essuie-glaces ou la colonne de direction de véhicule. Sur ce dernier exemple, nous avons eu l'opportunité d'exécuter les tests sur un banc de test physique. Ces cas d'étude ont permis de valider chacune des étapes de l'approche proposée.
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Ce travail porte sur le problème de la validation des logiciels réactifs synchrones par rapport à des propriétés de sûreté. Les propriétés de sûreté permettent de spécifier les comportements sûrs d'un logiciel. D'une manière générale, notre approche aborde la validation par le test. Dans ce cadre, nous avons défini une technique qui permet de déterminer, à partir des propriétés de sûreté seulement, toutes les données de test favorisant l'observation d'une violation de ces propriétés. Cette technique permet d'anticiper une violation future. Différentes heuristiques ont été implantées pour sélectionner les données de test de façon efficace. Notre proposition a été intégrée à l'outil Lutess. Ce dernier est capable de générer automatiquement et dynamiquement des données de test en s'appuyant sur divers guides. La capacité de nos heuristiques à guider le test vers des situations où la propriété de sûreté peut être violée a été évaluée sur une étude de cas significative proposée par un consortium d'industriels du secteur des télécommunications.
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Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le contexte de la validation et vérification de logiciels numériques dans pour la certification aéronautique. Dans cette thèse, nous proposons une solution de génération automatique de tests numériques fiables qui respectent les règles de développement imposées par le processus de certification. Les tests, composés de stimulations associées à un comportement attendu, sont ainsi générés à partir d'une spécification du comportement fonctionnel du logiciel. Valider le logiciel par le test revient à lui donner les stimulations en entrée et comparer le résultat obtenu (binaire) au comportement déterminé à l'aide de la spécification fonctionnelle (décimal). La solution proposée utilise la programmation par contraintes (numériques) et une méthode combinatoire de résolution en domaine continu (intervalles) pour construire un pavage de l'espace réalisable par des boîtes intérieures (ne contenant que des solutions) et des boîtes frontières englobant généralement la frontière de la zone réalisable. L'ensemble des tests est ensuite élaboré à l'aide du test par mutation sur les contraintes, qui permet d'évaluer la qualité de la campagne de test courante et d'ajouter de nouveaux tests si nécessaire. Les conversions entre les formats binaires et décimaux sont inévitables et introduisent des erreurs de calculs pouvant avoir un impact sur la fiabilité des résultats des tests. Nous renforçons notre solution grâce à l'utilisation et le développement d'arithmétiques fiables (arithmétique d'intervalles décimale multi-précision et arithmétique en bases mixtes binaire/décimale).
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Un des plus grands défis dans la conception matérielle et logicielle est de s'assurer que le système soit exempt d'erreurs. La moindre erreur dans les systèmes embarqués réactifs peut avoir des conséquences désastreuses et coûteuses pour certains projets critiques, nécessitant parfois de gros investissements pour les corriger, ou même conduire à un échec spectaculaire et inattendu du système. Prévenir de tels phénomènes en identifiant tous les comportements critiques du système est une tâche assez délicate. Les tests en industrie sont globalement non exhaustifs, tandis que la vérification formelle souffre souvent du problème d'explosion combinatoire. Nous présentons dans ce contexte une nouvelle approche de génération exhaustive de jeux de test qui combine les principes du test industriel et de la vérification formelle académique. Notre approche construit un modèle générique du système étudié à partir de l'approche synchrone. Le principe est de se limiter à l'analyse locale des sous-espaces significatifs du modèle. L'objectif de notre approche est d'identifier et extraire les conditions préalables à l'exécution de chaque chemin du sous-espace étudie. Il s'agit ensuite de générer tout les cas de tests possibles à partir de ces pré-conditions. Notre approche présente un algorithme de quasi-aplatissement plus simple et efficace que les techniques existantes ainsi qu'une compilation avantageuse favorisant une réduction considérable du problème de l'explosion de l'espace d'états. Elle présente également une manipulation symbolique des données numériques permettant un test plus expressif et concret du système étudié.
Author: Hamza Samih Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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L'ingénierie des lignes de produits est une approche utilisée pour développer une famille de produits. Ces produits partagent un ensemble de points communs et un ensemble de points de variation. Aujourd'hui, la validation est une activité disjointe du processus de développement des lignes de produits. L'effort et les moyens fournis dans les campagnes de tests de chaque produit peuvent être optimisés dans un contexte plus global au niveau de la ligne de produits. Le model-based testing est une technique de génération automatique des cas de test à partir d'un modèle d'états et de transitions construit à partir des exigences fonctionnelles. Dans cette thèse, nous présentons une approche pour tester une ligne de produits logiciels avec le model-based testing. La première contribution consiste à établir un lien entre le modèle de variabilité et le modèle de test, à l'aide des exigences fonctionnelles. La deuxième contribution est un algorithme qui extrait automatiquement un modèle de test spécifique à un produit membre de la famille de produits sous test. L'approche est illustrée par une famille de produits de tableaux de bord d'automobiles et expérimentée par un industriel du domaine aéronautique dans le cadre du projet Européen MBAT.
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AVEC LA GENERALISATION DE LEUR EMPLOI ET DES EXIGENCES DE QUALITE CROISSANTES, LA VALIDATION DES SYSTEMES LOGICIELS DEVIENT PROBLEMATIQUE. LES METHODES FORMELLES SONT CONSIDEREES COMME LA SOLUTION A UTILISER POUR VERIFIER LES SYSTEMES DITS CRITIQUES. TOUTEFOIS, SAUF DANS DES CAS TRES PRECIS, ELLES N'ONT JUSQU'A PRESENT PAS ETE CAPABLES DE FAIRE FACE A LA TAILLE ET A LA COMPLEXITE DES APPLICATIONS INDUSTRIELLES. PARALLELEMENT AU DEBUT DE CETTE THESE, LPV, UNE NOUVELLE TECHNOLOGIE DE VALIDATION DU LOGICIEL BASEE SUR LA PROGRAMMATION LINEAIRE, NAISSAIT A L'UNIVERSITE DE CAEN ET NOUS AVONS PARTICIPE A SA MISE AU POINT EN TRAVAILLANT POUR LE CNET CAEN A LA MODELISATION D'UNE CARTE A MICROPROCESSEUR DANS LE BUT DE GENERER DES SCENARIOS DE TEST NON TRIVIAUX. LE PREMIER CHAPITRE PRESENTE LE CONTEXTE ET LES TECHNIQUES VISANT A AMELIORER LA QUALITE DU LOGICIEL. IL SE TERMINE EN SITUANT CE TRAVAIL DANS LE MONDE DES CARTES A MICROPROCESSEUR ET EN DONNANT LES OBJECTIFS DE LA THESE. APRES AVOIR EXPOSE LES PRINCIPES DE LPV, LE DEUXIEME CHAPITRE PRESENTE L'UTILISATION INFORMELLE EN ECLAIREUR DE CETTE TECHNOLOGIE DANS LE CADRE DE LA GENERATION DE SCENARIOS DE TEST NON TRIVIAUX POUR LES CARTES A MICROPROCESSEUR. L'OBJECTIF ETAIT DE VOIR LES PROBLEMES RENCONTRES LORS D'UNE TELLE APPLICATION. LES SOLUTIONS AD HOC ET PRAGMATIQUES PROPOSEES ONT SERVI, D'UNE PART, A DEFINIR LES ELEMENTS ESSENTIELS POUR OBTENIR UNE TECHNOLOGIE DE VALIDATION APPLICABLE A DES PROBLEMES INDUSTRIELS ET, D'AUTRE PART, A ALIMENTER LE TRAVAIL THEORIQUE QUI A CONDUIT L'ENSEMBLE DE L'EQUIPE LPV A PRODUIRE DES SOLUTIONS PRATICABLES AUX PROBLEMES SOULEVES LORS DE CES EXPERIENCES. NOUS CONCLUONS LA THESE EN PRESENTANT DES EXTENSIONS NECESSAIRES POUR FAIRE DE LPV UN VERITABLE OUTIL DE GENIE LOGICIEL.
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Les systèmes hybrides, systèmes combinant à la fois une dynamique continue et discrète, s'avèrent être un modèle mathématique utile pour différents phénomènes physiques, technologiques, biologiques ou économiques. Beaucoup d'efforts ont été consacrés à l'élaboration de méthodes automatiques d'analyse pour de tels systèmes, basées sur la vérification formelle. Néanmoins, l'applicabilité de ces méthodes est encore limitée aux systèmes de petite taille en raison de la complexité de l'analyse exhaustive. Le test est une autre approche de validation, qui peut être employée pour des systèmes beaucoup plus grands. En dépit de ses limitations comparées à la vérification algorithmique et déductive, le test reste l'outil standard dans l'industrie. Nous proposons dans cette thèse une méthodologie formelle pour le test de conformité des systèmes hybrides, qui est définie selon la norme internationale pour le test formel de conformité (FMCT). Ensuite, nous abordons le problème de la définition de mesures de couverture de test. Pour cela, deux mesures de couverture sont proposées, qui sont non seulement utiles comme critère pour évaluer la qualité de test mais peuvent être aussi employées pour guider la génération de test vers une meilleur couverture. Des algorithmes de génération de test guidés par les mesures de couverture sont proposés. Ces algorithmes sont basés sur une combinaison des algorithmes de planification de trajectoires dans la robotique, de la théorie d'équidistribution, de la géométrie algorithmique et de la simulation numérique. L'outil HTG (Hybrid test generation) pour la génération de cas de test pour les systèmes hybrides implémente ces algorithmes, et a été appliqué avec succès pour traiter plusieurs études de cas provenant de différentes domaines (circuits analogiques et mixtes, systèmes de commande, etc.).
Author: North Atlantic Treaty Organization. Advisory Group for Aerospace Research and Development Publisher: ISBN: 9789283600046 Category : Aeronautics Languages : en Pages :
Author: Aditya Johri Publisher: Cambridge University Press ISBN: 1107785855 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 1124
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The Cambridge Handbook of Engineering Education Research is the critical reference source for the growing field of engineering education research, featuring the work of world luminaries writing to define and inform this emerging field. The Handbook draws extensively on contemporary research in the learning sciences, examining how technology affects learners and learning environments, and the role of social context in learning. Since a landmark issue of the Journal of Engineering Education (2005), in which senior scholars argued for a stronger theoretical and empirically driven agenda, engineering education has quickly emerged as a research-driven field increasing in both theoretical and empirical work drawing on many social science disciplines, disciplinary engineering knowledge, and computing. The Handbook is based on the research agenda from a series of interdisciplinary colloquia funded by the US National Science Foundation and published in the Journal of Engineering Education in October 2006.
Author: Sékou Kangoye
Author: Sékou Kangoye
Author: Jonathan Lasalle
Author: Jérôme Vassy
Author: Clothilde Jeangoudoux
Author: Mariem Abdelmoula
Author: Hamza Samih
Author: Christophe Broult
Author: Tarik Nahhal
Author: North Atlantic Treaty Organization. Advisory Group for Aerospace Research and Development
Author: Aditya Johri