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Relatório Interno Inpe

Responsáveis:	Ana Maria Ambrosio
	Fátima Mattielllo Francisco

1. Introdução

O objetivo deste projeto é a exploração de técnicas e métodos de teste de software em aplicações espaciais. Esta exploração é apoiada no desenvolvimento de ferramentas de testes que usa a técnica de injeção de falhas por software e conceitos de teste de conformidade de protocolos de comunicação. As áreas cobertas pelo projeto são:

• geração automática de casos de teste a partir de especificação formal, seja emmáquina de estados finita, seja em statecharts,
• suporte à execução dos testes através de uma arquitetura em software que permita configuração da mesma para diferentes implementações em teste,
• facilidade de injeção de falhas de forma controlada para validação de sistemas tolerantes a falhas,
• armazenamento, tratamento e análise dos dados coletados durante os testes,
• manutenção de histórico de testes,
• medidas de eficiência de mecanismos de tolerância a falhas, como por exemplo, o fator de cobertura (probabilidade do sistema continuar corretamente na presença de uma falha), cujo valor é importante na avaliação da confiabilidade do software em teste.

2. Principais Resultados e Atividades Desenvolvidas

2.1. Projetos/trabalhos concluídos

As atividades do projeto ATIFS concluídas neste ano são:

a) Definição de uma estratégia de teste baseada em risco e em casos de uso.
A estratégia STER foi aplicada ao estudo de caso real, no “Software de apoio à elaboração do Plano de Vôo do Satélite de Aplicações Científicas (SACI)”. Os resultados encontram-se publicadas em [6].

b) Definição de uma metodologia de teste baseada em artefatos UML para serviços de software em aplicações espaciais.
A metodologia CoFI foi aplicada nas especificações reais da área espacial: serviço de Verificação de Telecomando especificado na norma ECSS-E-70-41A, protocolo de comunicação entre estação terrena e centro de controle definido pelo CNES e o protocolo OBD-EXP de satélites científicos definido pelo INPE. Os resultados encontram-se publicadas em [1], [2] e [3].

c) Adaptação da ferramenta PerformCharts, desenvolvida no Laboratório Associado de Computação (LAC) à ferramenta Condado e definição de uma técnica para evitar a explosão de estados quando transformando statecharts em máquinas de estados clássica.
Este trabalho permitiu o uso integrado de análise de desempenho e geração automática de casos de teste. A ferramenta pode ser usada tanto para fins acadêmicos como para aplicações reais. Os resultados estão publicados em [5].

d) Proposição de uma arquitetura de teste usando padrões de projeto para sistemas espaciais. Este trabalho mostra a viabilidade de construção de uma ferramenta para teste de software de bordo, seja de computadores ou de experimentos científicos, reutilizável e escalável. A ferramenta comporta execução de casos de teste especificados em um script e execução de casos por injeção de falhas. Os resultados estão publicados em [4].

2.2. Resultados parciais obtidos.

Defesa de quatro teses, nas quais, os estudos de caso em aplicações reais aproximaram o trabalho acadêmico da realidade dos problemas de validação de software principalmente no INPE. Como resultado indireto, este projeto tem motivado os trabalhos acadêmicos e reduzido a distância entre a prática e a teoria, com benefícios para ambas as partes.


2.3. Principais campanhas técnico-científicas realizadas:

Campanhas:

As ferramentas e metodologias de teste em andamento no projeto ATIFS foram divulgadas nos workshops do projeto Plavis realizados em março e novembro de 2005, no INPE.


Principais parceiros e intercâmbios.

Este projeto da Divisão de Desenvolvimento de Sistemas de Solo - DSS, tem motivado cooperação com as seguintes divisões e áreas do INPE:

• Laboratório Associado de Computação e Matemática Aplicada - LAC,
• Divisão de Eletrônica Aeroespacial - DEA,
• Divisão de Mecânica Espacial e Controle – DMC,
• Coordenação Geral de Ciências Espaciais e Atmosféricas – CEA.

Objetivo e local da campanha.

O objetivo das apresentações relacionadas ao projeto ATIFS é promover o uso das ferramentas e metodologias de teste nas aplicações espaciais, visando divulgar os resultados positivos e a experiência adquirida.


Apoio financeiro (interno ou externo).

Instalações do INPE e do Instituto de Computação da UNIACMP.


2.4. Comparação entre metas previstas e realizadas.

As metas de pesquisa previstas para 2005 foram atingidas como pode ser constatado nos trabalhos publicados. Do ponto de vista de software desenvolvidos e outras atividades, pode-se citar a conclusão de:

• extensão da arquitetura de teste da ferramenta Fsofist para testes multi-ponto, necessária para o sistema de teste de computadores de bordo. [4]. A conclusão da ferramenta contemplando esta extensão está prevista para 2006,
• integração das ferramentas PerfromCharts e ConDado [5],
• comparação de casos de testes gerados pela Condado e por outras ferramentas equivalentes, publicado inicialmente em [1],
• exploração de algoritmos evolutivos para geração de dados de teste,
• atualização do site do projeto,
• workshops do projeto ATIFS aconteceram junto com os eventos de divulgação do projeto PLAVIS,
  
• divulgação em dos resultados em eventos nacionais e internacionais na área de teste de software.

2.5. Análise e comentários sobre os principais destaques e problemas verificados no período, e comparação com o desempenho do ano anterior.

O envolvimento da Divisão de Desenvolvimento de Sistemas de Solo - DSS neste projeto tem trazido benefícios diretos às atividades de desenvolvimento de sistemas computacionais e softwares caracterizadas como área de competência da divisão, uma vez que ele tem permitido a aplicação do estado da arte no que concerne a testes de software aos projetos de missões espaciais em andamento.

A possibilidade de aplicar as ferramentas e metodologias de teste a implementações reais em projetos de desenvolvimento em andamento no INPE, ilustra que a cooperação entre pesquisa e desenvolvimento é factível e traz vantagens para ambas as partes.

Estudos de caso com protocolos de comunicação solo-bordo de satélites, com sistemas de teste de computadores de bordo e sobre as normas de padronização de aplicações espaciais é fundamental para a capacitação das equipes da divisão uma vez que mantém o foco de especialização consonante com a atividade fim da instituição em aplicações espaciais.

Através deste projeto de pesquisa aplicada contribuímos com outros setores da instituição como:

• o Setor de Lançamento de Balão do INPE – sob a Coordenadoria de Ciências Espaciais (CEA), no aprimoramento da validação e modelagem de software a bordo de experimentos científicos,
• a Divisão de Engenharia Espacial (DEA), na orientação para realização de uma arquitetura reutilizável para sistemas de teste de computadores de bordo;
• a Divisão de Mecânica Espacial e Controle (DMC), na orientação de algoritmos evolutivos usados para teste de software;
• o Laboratório Associado de Computação e Matemática Aplicada (LAC), na definição e orientação de teses de mestrado e doutorado em assuntos diretamente relacionados com a área de engenharia e tecnologia espacial.

2.6. Publicações Técnico-Científicas

Os trabalhos publicados durante o ano de 2005 estão listados a seguir:


2.7. Atividades de Divulgação Técnico-Científica

Os trabalhos relacionados ao projeto ATIFS foram apresentados nos seguintes eventos:

• 19. Simpósio Brasileiro de Engenharia de Software – SBES, 3-7 de Outubro de 2005. Uberlândia - MG;
• Workshops do projeto Plavis realizados no INPE,
• Workshop on Dependable Software - Tools and Methods in DSN2005 Conference, Yokihama, Japan, 28-june – 1st july, 2005. (Apresentação dos slides sonorizados, sem participação de um representante no evento).

2.8. Comentários e Metas para 2006

Dando continuidade aos resultados alcançados no ano anterior, pretendem-se no próximo ano atingir as seguintes metas:

• continuidade dos trabalhos de mestrado e doutorado em cooperação com Unicamp LAC e DMC,
• implementação da FSofist com padrões de projeto e uso da mesma,
• avaliação do potencial de detecção e erros de casos de teste gerados pela Condado, seja a partir de modelos em máquinas clássicas seja com statecharts, ambos em aplicações reais.

As atividades a serem realizadas para atingir as metas no próximo ano são relacionadas na tabela abaixo.

Atividades previstas para o ano 2006

Modelar o comportamento de uma aplicação existente, gerar casos de teste com a Condado e aplicar os testes na implementação equivalente, para avaliar o potencial dos casos de teste.

Gerar testes com a Condado, usando modelos em Statecharts.

Implementar a FSofist sob a plataforma Eclipse da IBM.

Estender a interface usuário da Condado para edição das restrições na geração de teste

Converter a saída dos casos de teste da Condado para um formato XML, para substituir o TCL

Pesquisar e projetar uma ferramenta que estenda a Condado para gerar dados mais coerentes ao invés de aleatórios, usando algoritmos evolutivos. Estudos com algoritmos evolutivos foram realizados em 2005 para teste caixa-branca [7].

Aplicar e avaliar a metodologia CoFI em projeto na área espacial, fazendo uso das ferramentas disponíveis.