Hybrid fuml: a hybrid synchronous language

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alessandro Gerlinger Romero
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/plutao/2014/11.13.11.40
Resumo: A noção de um sistema híbrido é centrada em torno de uma composição de comportamentos discretos e contínuos, Enquanto a dificuldade na modelagem de sistemas híbridos vem da diversidade destes sistemas, a mais promissora abordagem para mitigar este problema é desenvolver linguagens de modelagem expressivas e precisas. No entanto, desenvolver linguagens de modelagem expressivas e precisas não significa a necessidade de novas linguagens, pelo contrário, esta tese propõe semânticas precisas para subconjuntos de linguagens existentes. Subconjuntos são definidos porque expressividade e precisão geralmente conflitam. por exemplo, o tamanho e a complexidade de uma linguagem (relacionados à expressividade) podem ter consequências diretas no tamanho e complexidade de sua semântica (relacionados à precisão). Precisão significa uma semântica definida de acordo com um método formal estabelecido, além disso, reconhecendo a natureza de tempo real dos sistemas híbridos, a linguagem de modelagem deve permitir determinismo, previsibilidade e composição simples. Nesta tese, duas linguagens complementares são formalmente definidas por máquinas de estado abstrato (A8Ms). A primeira delas é chamada synchronous fUML e ela combina recursos síncronos para controle na fUML (foundational subset for- executable UML models) padronizada. A segunda delas, Hybrid fUML, é uma extensão conservativa da synchronous fUML, na qual equações algébrico-diferenciais (DAEs) são descritas usando-se um subconjunto da sintaxe concreta da Modelica, O subconjunto da Modelica é selecionado de tal forma que sua semântica é definida pela semântica matemática padrão. Hybrid fUML é uma linguagem de modelagem definida para permitir descrição e análise de visões sistêmicas de sistemas híbridos. A principal contribuição inovadora é o novo modelo de computação para extensões híbridas de linguagens síncronas, que é formalmente definido para Hybrid fUML. O novo modelo de computação é baseado no conceito enichrony, uma propriedade de modelos que permite a sincronização do tempo físico no ambiente e nos modelos. O novo modelo da computação permite determinismo, previsibilidade e composição simples de sistemas híbridos.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisHybrid fuml: a hybrid synchronous languageHybrid fuml: uma linguagem síncrona híbrida2014-12-18Mauricio Goncalves Vieira FerreiraKlaus SchneiderAdriana CarnielloAndreia CarnielloEmillia VillaniAlessandro Gerlinger RomeroInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Engenharia e Gerenciamento de Sistemas EspaciaisINPEBRUMLfUMLhybrid modelingsynchronous languageshigh level languagesmodelagem híbridalinguagens síncronaslinguagens de alto nívelA noção de um sistema híbrido é centrada em torno de uma composição de comportamentos discretos e contínuos, Enquanto a dificuldade na modelagem de sistemas híbridos vem da diversidade destes sistemas, a mais promissora abordagem para mitigar este problema é desenvolver linguagens de modelagem expressivas e precisas. No entanto, desenvolver linguagens de modelagem expressivas e precisas não significa a necessidade de novas linguagens, pelo contrário, esta tese propõe semânticas precisas para subconjuntos de linguagens existentes. Subconjuntos são definidos porque expressividade e precisão geralmente conflitam. por exemplo, o tamanho e a complexidade de uma linguagem (relacionados à expressividade) podem ter consequências diretas no tamanho e complexidade de sua semântica (relacionados à precisão). Precisão significa uma semântica definida de acordo com um método formal estabelecido, além disso, reconhecendo a natureza de tempo real dos sistemas híbridos, a linguagem de modelagem deve permitir determinismo, previsibilidade e composição simples. Nesta tese, duas linguagens complementares são formalmente definidas por máquinas de estado abstrato (A8Ms). 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O novo modelo da computação permite determinismo, previsibilidade e composição simples de sistemas híbridos.The notion of a hybrid system is centered around a composition of discrete and continuous behaviors. Although the difficulty in modeling hybrid systems comes from the diversity of these systems, the most promising approach to mitigate this issue is developing expressive and precise modeling languages. Nevertheless, developing expressive and precise modeling languages does not necessarily mean the emergence of a new language, on the contrary, this thesis proposes precise semantics for subsets of existent languages. Subsets of existent languages are defined since expressivity and precision usually conflict, e.g., the size and complexity of a language (related to expressivity) may have direct consequences on the size and complexity of its semantics (related to precision). Precision means a semantics defined according to a well stablished formal method, furthermore, recognizing the real-time nature of hybrid systems, the modeling language have to enable determinism, predictability and straightforward composition. In this thesis, two complementary languages are formally defined by abstract state machines (ASMs). The first one is called synchronous fUML and it blends synchronous features for control into the standardized fUML (foundational subset for executable UML models). The second one, hybrid fUML, is a conservative extension of synchronous fUML in which differential algebraic equations (DAEs) are described using a subset of Modelica concrete syntax. The subset of Modelica concrete syntax is selected in such a way that its semantics is defined by the standart mathematical semantics. Hybrid fUML is a modeling language defined to enable description and analysis of system views from hybrid systems. The main innovative contribution lies in the novel model of computation for hybrid extensions of synchronous languages, which is formally defined for hybrid fUML. The novel of computation enables determinism, predictability and straightforward composition of hybrid systems.http://urlib.net/sid.inpe.br/plutao/2014/11.13.11.40info:eu-repo/semantics/openAccessengreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:56:28Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/plutao/2014/11.13.11.40.31-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:56:30.212Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
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