Modelagem e Análise de Requisitos de Sistemas Automatizados Usando UML e Redes de Petri

164 Pages·2017·3.61 MB·Portuguese

Modelagem e Análise de Requisitos de Sistemas Automatizados
Usando UML e Redes de Petri
Arianna Zoila Olivera Salmon

SERVIÇODEPÓS-GRADUAÇÃODAPOLI-USP
DatadeDepósito: 22/03/2017
Assinatura: ________________________
Modelagem e Análise de Requisitos de Sistemas Automatizados
Usando UML e Redes de Petri
Arianna Zoila Olivera Salmon
Orientador: Prof. Dr.JoséReinaldoSilva
TeseapresentadaàEscolaPolitécnica
da Universidade de São Paulo, para
obtenção do título de Doutor em
Ciências. Área de Concentração:
EngenhariadeControleeAutomação
Mecânica.
USP–EscolaPolitécnica
Marçode2017
Este exemplar foi revisado e corrigido em relação à versão original, sob
responsabilidade única do autor e com a anuência de seu orientador.
São Paulo, ______ de ____________________ de __________
Assinatura do autor: ________________________
Assinatura do orientador: ________________________
Catalogação-na-publicação
Salmon, Arianna Zoila Olivera
Modelagem e Análise de Requisitos de Sistemas Automatizados
Usando UML e Redes de Petri / A. Z. O. Salmon -- versão corr. -- São Paulo,
2017.
162 p.
Tese (Doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos.
1.modelagem de sistemas automatizados 2.modelagem e análise de
requisitos 3.redes de Petri 4.verificação formal I.Universidade de São Paulo.
Escola Politécnica. Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas
Mecânicos II.t.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente,gostariadeagradeceraomeuorientadorProf. Dr. JoséReinaldoSilva,
pela sua orientação, apoio, dedicação e compreensão durante todos estes anos de pesquisa e
trabalho. Seus ensinamentos, conselhos, críticas e discussões foram essenciais para minha
superaçãoacadêmica.
AtodosmeusprofessoresdaUSP,porteremcontribuídonaminhaformação. Emespecial
agradeçoaoprofessorDr. DiolinoJosédosSantos,suasconversasesugestõessempreforamde
grandeajudaeenriquecerammeusconhecimentos.
Agradeço também a todos meus colegas de Dlab, a convivência e troca constante de
conhecimentoscontribuírammuitonapesquisa.
Não posso deixar de agradecer aos meus amigos Ariagna Ramon, Daniel Mendoza,
Helena Castro, José Ruben Sichar, Margarita Gonzalez, Michael Prieto, Oscar Rodriguez e
YahilinaSilveira,portodooapoioincondicionaleincentivos.
Aomeuesposo PedroM.González,por suaamizade,ensinamentos, eporacompanhare
criticarcadadetalhedestetrabalho.
AgradeçoàCoordenaçãodeAperfeiçoamentodePessoaldeNívelSuperior(Capes),e
à Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis- ANP - da Financiadora de
EstudoseProjetos-FINEP-edoMinistériodaCiência,TecnologiaeInovação-MCTIpormeio
doProgramadeRecursosHumanosdaANPparaoSetorPetróleoeGás-PRH-ANP/MCTI,pelo
suporteatravésdebolsasdeestudo.
Porfim,umagradecimentoespecialàminhafamília,emespecialaosmeuspaís,irmãse
avós,quemesmodesdemuitolongesempreestiverampresentesparameincentivaredartodo
seuapoioemocional.

RESUMO
OLIVERA SALMON, A. Z.. Modelagem e Análise de Requisitos de Sistemas Automati-
zados Usando UML e Redes de Petri. 2017. 162 f. Tese (Doutorado em Ciências. Área
de Concentração: Engenharia de Controle e Automação Mecânica) – Escola Politécnica (PO-
LI/USP),SãoPaulo.
Resumo
Afaseinicialdeprojetodesistemas,baseadanaelicitação,modelagemeanálisedosrequisitosé
consideradaamaiscomplexaeamaisestratégicaparaobtençãodebonsresultados. Porconse-
guinte,errosprecisamserdetectadosduranteestafaseinicial,antesdecomeçaraimplementação,
evitandoassimodesperdíciodetempoerecursos.
Este trabalho propõe um método formal de modelagem, análise e verificação de requisitos,
partindodeumarepresentaçãosemi-formalderequisitosemUML,eutilizandooformalismo
dasRedesdePetriparaprocederàmodelagem,análiseeverificação. Propriedadesdasredesde
Petri, tais como invariantes, são usadas para analisar os requisitos, permitindo uma validação
antecipadadosrequisitosnoprocessodedesign.
OobjetivodestetrabalhoéestenderaaplicaçãodasredesdePetricomorepresentaçãoformal
paraa modelageme análisede requisitos,endereçando assima faseanterior àsespecificações.
Pressupõe-sea existência deumadisciplina deprojetobaseadaem modelos(modeldriven)que
abrangeafaseinicialdoprojetoesepropagaparaamodelagemeverificaçãodesoluções. Assim,
aabordagempropostanestatesese encaixaplenamenteemumprocessoorientadoamodelos
queuseamesmalinguagem: asredesdePetri.
Palavras-chave: modelagem de sistemas automatizados, modelagem e análise de requisitos,
RedesdePetri,verificaçãoformal.

ABSTRACT
OLIVERASALMON, A.Z.. Modelageme Análise deRequisitosde Sistemas Automatiza-
dosUsandoUMLeRedesdePetri. 2017. 162f. Tese(Doutorado emCiências. ÁreadeCon-
centração: EngenhariadeControleeAutomaçãoMecânica)–EscolaPolitécnica(POLI/USP),
SãoPaulo.
Abastract
The first stage of system design, which includes elicitation, modeling, and analysis of re-
quirements is considered at the same time, very complex and very strategic to achieve proper
results.Thereforeitisimportanttodetectmistakesboth,conceptualandinrequirements,before
implementationbegins,avoidingthewasteoftimeandresources.
This work proposes a formal method for modeling, analysis and verification of requirements,
startingwithasemi-formalrepresentationofrequirementsinUML.Petrinetanditsproperties
suchasinvariantsareusedtoanalyzerequirements,therebyallowingthatrequirementscanbe
validatedearlier.
ThemainobjectiveofthisworkistoextendtheapplicationofPetriNets,asaformalrepresen-
tation, to requirements phase, addressing specification building. It is assumed that there is a
modeldrivendesignapproachthatencompasstheinitial(requirements)phaseandgoesthrough
themodelingandverificationofsolutions. Thereforetheapproachproposedinthisworkfitsa
modeldrivengeneralapproachwhichcouldusethesameformallanguage: PetriNets.
Key-words: automated systems modeling, modeling and analysis of requirements, Petri nets,
formalverification.