Testing concurrent systems through event structures
Test de systèmes concurrents à l'aide de structures d'événements
Résumé
Complex systems are everywhere and are part of our daily life. As a consequence, their failures can range from being inconvenient to being life-threatening. Testing is one of the most widely accepted techniques (especially in industry) to detect errors in a system. When the requirements of the system are described by a formal specification, conformance testing is used to guarantee a certain degree of confidence in the correctness of an implementation- in this setting a conformance relation formalizes the notion of correctness. This thesis focuses on conformance testing for concurrent systems. Conformance testing for concurrent system has mainly focused on models that interpret concurrency by interleavings. This approach does not only suf- fer from the state space explosion problem, but also lacks the ability to test properties of the specification such as independence between actions. For such reasons, we focus not only on partial order semantics for concurrency, but also propose a new semantics that allows to interleave some actions while forcing others to be implemented as independent. We propose a generalization of the ioco conformance relation, based on Petri nets specifications and their partial order semantics given by their unfoldings, preserving thus independence of actions from the specification. A complete testing framework for this conformance relation is presented. We introduce the notion of global test cases which handle concurrency, reducing not only the size of the test case, but also the number of tests in the test suite. We show how global test cases can be constructed from the unfolding of the specification based on a SAT encoding and we reduce the test selection problem to select a finite prefix of such unfolding: different testing criteria are defined based on the notion of cut-off events. Finally, we show that assuming each process of a distributed system has a local clock, global conformance can be tested in a distributed testing architecture using only local testers without any communication.
Les systèmes logiciels complexes sont omniprésents dans notre vie quotidienne. De ce fait, un dysfonctionnement peut occasionner aussi bien une simple gêne qu'un danger mettant en péril des vies humaines. Le test est l'une des techniques les plus répandues (en particulier dans l'industrie) pour détecter les erreurs d'un système. Lorsque le cahier des charges d'un système est décrit par une spécification formelle, le test de conformité est utilisé pour garantir un certain niveau de confiance dans la correction d'une implémentation de ce système - dans ce cadre, la relation de conformité formalise la notion de correction. Cette thèse se focalise sur le test de conformité pour les systèmes concurrents. Le test de conformité pour les systèmes concurrents utilise principalement des modèles qui interprètent la concurrence par des entrelacements. Néanmoins, cette approche souffre du problème de l'explosion de l'espace d'états et elle n'offre pas la possibilité de tester certaines propriétés de la spécification telle que l'indépendance entre actions. Pour ces raisons, nous utilisons une sémantique d'ordres partiels pour la concurrence. De plus, nous proposons une nouvelle sémantique qui permet à certaines actions concurrentes d'être entrelacées et en force d'autres à être implémentées indépendamment. Nous proposons une généralisation de la relation de conformité ioco où les spécifications sont des réseaux de Petri et leur sémantique d'ordres partiels est donnée par leur dépliage. Cette relation de conformité permet de préserver l'indépendance, dans l'implémentation, des actions spécifiées comme concurrentes. Nous présentons un cadre de test complet pour cette relation. Nous définissons la notion de cas de test globaux gérant la concurrence, réduisant ainsi non seulement la taille des cas de test mais aussi celle de la suite de tests. Nous montrons comment les cas de test globaux peuvent être construits à partir du dépliage de la spécification en s'appuyant sur une traduction SAT, et nous réduisons le problème de la sélection de tests à la sélection d'un préfixe fini de ce dépliage : nous définissons différents critères de sélection à partir de la notion d'événement limite (cut-off event). Enfin, en supposant que chaque processus d'un système distribué possède une horloge locale, nous montrons que la conformité globale peut être testée dans une architecture de test distribuée en utilisant seulement des testeurs locaux ne communiquant pas entre eux.
Origine : Version validée par le jury (STAR)