Koordinering og verifisering av heterogene atferdsmodeller

Se avhandlinga i HVL Open

I løpet av de siste 50 årene har databehandling dyptgående forvandlet verden og endret en rekke industrier. Som resultat har dataprogrammer gjennomsyret nesten alle aspekter av det moderne liv, inkludert produksjon, transport, infrastruktur, helsevesen, vitenskap, finans, administrasjon, forsvar og underholdning.

For å møte stadig økende behov, blir programvaresystemer ikke bare mer komplekse individuelt, men også stadig mer sammenkoblet. Samtidig har deres utbredte suksess  og vår påfølgende avhengighet av dem  gjort dem avgjørende for vår sikkerhet, trygghet, helse og generelle velferd.

Høyere abstraksjonsnivå og modelldrevet programvareutvikling

For å håndtere økende kompleksitet har programvareingeniører gradvis utviklet høyere nivåer av abstraksjon, fra overgangen fra maskinkode til programmeringsspråk, og senere til fullt gjenbrukbare komponenter som databaser og webservere. Modell-drevet programvareutvikling (Model-Driven Software Engineering, MDSE) hever abstraksjonsnivået ytterligere ved å introdusere modeller for å definere systemer eller deres mest kritiske deler. En modell er en delvis representasjon av virkeligheten som samtidig beskriver og foreskriver et systems struktur og oppførsel. En samling modeller som beskriver strukturen og oppførselen til et programvaresystem kalles ofte en multi-modell.

Ved å utnytte modellers foreskrivende natur, er målet mitt å verifisere og ideelt sett garantere at et system oppfører seg som tiltenkt før noen kode tas i bruk i produksjon. Dermed bidrar MDSE og forskningen presentert i denne avhandlingen til å håndtere kompleksiteten i programvaresystemer for å møte deres økende krav til pålitelighet, sikkerhet og trygghet. Den presise og formelle naturen til MDSE står i kontrast til de nåværende utviklingene der naturlig språk, et enda høyere abstraksjonsnivå, brukes til å implementere systemer ved hjelp av KI (vibe-coding).

Koordinering og verifisering av heterogene modeller

Denne avhandlingen fokuserer på atferdsmodeller innenfor multi-modellen som beskriver hvordan ulike deler av et system reagerer på input (brukerinteraksjoner eller endringer i omgivelsene).

Individuelle modeller representerer distinkte bevegelige deler av et system som til slutt må samhandle for å realisere systemets helhetlige oppførsel. Å analysere og verifisere den globale oppførselen som oppstår fra disse interaksjonene  altså koordineringen av heterogene modeller er en åpen forskningsutfordring vi adresserer i denne avhandlingen.

Vårt foreslåtte koordineringsrammeverk muliggjør spesifikasjon av koordinering av heterogene atferdsmodeller i en multi-modell ved hjelp av et domenespesifikt språk. Deretter kan man formelt verifisere om det overordnede systemet utviser ønsket oppførsel. I  tillegg legger rammeverket til rette for datautveksling mellom heterogene modeller og støtter sanntidsfunksjonalitet for å dekke alle typiske systeminteraksjoner.

Personalia

Tim Kräuter (f. 1997) har en Bachelor of Science i Business Computing og en Master of Science i Information Engineering fra FHDW Hannover i Tyskland. Under studiene fikk han flere års erfaring som programvareutvikler i både forsikrings- og teknologiselskaper. I 2020 flyttet Tim til Norge for å ta en doktorgrad ved Ph.d-programmet i Datateknologi, som blant annet inkluderte et forskningsopphold ved National Institute for Research in Digital Science and Technology (Inria) i Frankrike. Etterpå kom han tilbake til industrien og jobber nå som senior programvareutvikler hos Microsoft i Oslo.

Prøveforelesning

Tid: 22. september klokka 10.25
Sted: HVL, campus Bergen, K2, rom M006
Tema for prøveforelesning: Model Repair in Software Engineering: Contrasting Structural and Behavioral Approaches and the Role of AI.

Disputas

Tid: 22. september klokka 13.15
Sted: HVL, campus Bergen, K2, rom M006

Disputasleder

Dekan Jens Kristian Fosse.

Lenke til strømming (Zoom).

Møte-ID: 691 8271 4263
Passord: 177215

Veiledere

• Professor Adrian Rutle, HVL (hovedveileder)
• Professor Harald König, FHDW Hannover, Tyskland (biveileder)
• Professor Yngve Lamo, HVL (biveileder)

Bedømmelseskomité

• Førsteamanuensis Violet Ka i Pun, HVL (komitéleder)
• Førsteamanuensis Artur Boronat, University of Leicester, Storbritannia (førsteopponent)
• Førsteamanuensis Salvador Martinez, IMT Atlantique, Frankrike (andreopponent)