Le Test Des Systèmes Temps Réel

Résumé: Les systèmes temps réel deviennent de plus en plus complexe et sont aussi parfois critiques, au sens où leur défaillance peut avoir des conséquences dramatiques et lourdes. Le problème de la fiabilité de ces systèmes revêt d'une grande importance. Ceci rend difficiles et coûteuses leur conception, leur développement et leur maintenance. On est donc parfois amené à faire des compromis entre la qualité et le coût de leur développement. Dans ce cas, on ne voudra pas sacrifier à la qualité, mais on souhaite diminuer le coût à qualité constante, voire croissante. On peut voir la solution sous l’angle de la conception et de l'implémentation en améliorant les techniques de conception et de programmation. On peut aussi l'appréhender sous l’angle de l’analyse des programmes produits (ou de modèles de ceux-ci), par l’utilisation de techniques de vérification, de validation, de simulation, etc. Le test est la technique la plus utilisée. C’est aussi la phase la plus consommatrice en temps, et donc en argent dans le cycle de vie du logiciel. Le but principal du test est de détecter des erreurs (de conception ou de réalisation, suivant le niveau d’application du test) qui se caractérisent par des anomalies. Inversement, à travers le test, on souhaite aussi acquérir une certaine confiance dans la réalisation. C’est le cas lorsque le test ne détecte plus d’erreur. Son automatisation, en particulier celle de la génération de tests, augmente la confiance dans les résultats des tests. Pour ce faire, l’utilisation de techniques formelles s’impose et permet non seulement de gagner en qualité de logiciel, mais, de surcroît, de gagner en temps et en coût. Les techniques de test varient selon le niveau d’observabilité de l'implémentation, depuis le test boîte blanche jusqu’au test boîte noire. Les méthodes de test diffèrent aussi suivant les aspects ou les propriétés testés : les fonctionnalités, les performances, la robustesse, etc. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés au test de conformité. Notre vision repose sur la formalisation mathématique du test et l’utilisation de techniques de vérification pour la sélection des suites de test. Le test de conformité à base de modèles est un test fonctionnel de type boîte noire. Il permet de tester un système en utilisant un modèle de son comportement. Il consiste à tester si une implémentation est conforme à sa spécification (l’implémentation n’est connue que par son interface). La sélection des tests est basée sur une spécification de référence. Les travaux de recherche sur le test ont pris en compte le caractère réactif des systèmes temps réel assorti du nécessaire respect de contraintes temporelles. Les travaux de cette thèse vont plus loin en prenant en compte aussi le caractère interruptible de ces systèmes et les mécanismes de suspension/reprise qui vont de pair. Les Réseaux de Petri Temporels et à Chronomètres ont été retenus comme formalismes mathématiques pour décrire les spécifications. La sélection des tests est aussi basée sur une description précise de la notion de conformité par une relation entre implémentations et spécification. Les contributions premières de nos travaux résident dans la définition de deux relation de conformité relativisées rtioco et swrtioco ainsi que les algorithmes de génération de tests. Pour la génération de tests, nous nous sommes basés sur des techniques de vérification de modèles qui permettent d’identifier des comportements ciblés à partir de la spécification de référence donnée sous la forme d'un réseau de Petri composé de deux sous réseaux spécifiant respectivement le comportement du système sous test et son environnement. Les algorithmes d’analyse des réseaux de Petri temporels et à chronomètres ont été étendus pour qu’ils supportent la composition des sous-réseaux concurrents. Pour la génération des cas de test, nous avons utilisé deux approches : (1) utilisation des objectifs de test, formulés manuellement, ou des critères de couverture structurels du modèle qui sont tous les deux spécifiés dans la logique SE-LTL. (2) utilisation d'un algorithme qui génère et exécute à la volée les cas de test et les résultats du test obtenus ne concernent que l'environnement considéré ainsi que les environnements les plus restreints.

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