Testing synchronous software specified in Lustre
Test de logiciels synchrones spécifiés en Lustre
Résumé
The specification, implementation, verification and validation of reactive software by means of the Lustre synchronous language is performed in a formal framework. This work aims at enhancing the present development environment by adding new tools which allow us to validate formal specifications and to test the software. We have devised a technique for randomly simulating both the software environment and the software behaviors preserving the safety properties. The concurrent execution of these simulators make possible the validation of the software specifications. The environment simulation provides a means to randomly test the software. Moreover, this technique can be improved in order to force the simulation to preferably generate test data revealing safety property violations. Finally, we have defined structure-based coverage criteria on the operator net associated with a Lustre program. The execution conditions of the net components satisfying a criterion are automatically computed. This allows us to automatically generate test data and to assess the effective coverage. All these techniques are formally defined. Their use is illustrated on a software example specifically developed for this study.
Ce travail s'inscrit dans le cadre des méthodes formelles et des outils pour la spécification, la programmation, la vérification et la validation des logiciels réactifs à l'aide du langage synchrone Lustre. Nous avons étendu l'environnement de développement actuel de ces logiciels en lui adjoignant des outils de validation de spécifications et de test de programmes. Nous proposons une technique de construction automatique d'un simulateur aléatoire de l'environnement externe du logiciel ainsi que d'un simulateur des comportements sûrs de ce dernier. Exécutés conjointement, ces deux simulateurs permettent, par observation, la validation des spécifications de l'environnement et des propriétés de sûreté. La simulation de l'environnement constitue également un moyen de test aléatoire du logiciel. Une variante de cette technique est le test des propriétés de sûreté. Ce type de test favorise l'exécution des comportements de l'environnement du logiciel qui peuvent mettre en évidence avec une plus grande probabilité des violations des propriétés de sûreté. Enfin, nous définissons des critères de couverture pour le test structurel en s'appuyant sur le réseau d'opérateurs associé à un programme Lustre. Les conditions d'exécution des composants du réseau satisfaisant les critères sont calculées automatiquement ce qui permet la génération automatique de données de test ainsi que la mesure du taux de couverture obtenu. Toutes ces techniques sont formellement définies. Une illustration de leur application sur un exemple de logiciel synchrone que nous avons développé à cet effet complète notre étude.
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