La sfida della progettazione di sistemi incorporati
Anche se i personal computer sono forse l'artefatto più visibile della rivoluzione dei microprocessori, esistono molti più dispositivi dietro le quinte: telefoni cellulari, pacemaker, sistemi di domotica e persino elettrodomestici. Tutti questi dispositivi in tempo reale e incorporati necessitano di un software per espletare le proprie funzioni. Tuttavia, il software per i dispositivi in tempo reale e incorporati può essere particolarmente complicato. Devono interagire con il mondo reale, solitamente caotico e imprevedibile. Inoltre, devono farlo in modo affidabile, con severi vincoli temporali, specialmente nel caso dei sistemi life-critical. In base a questa esperienza, l'opinione generale è che, nonostante sia uno strumento utile, lo standard UML usato per lo sviluppo di sistemi critici è carente in alcune aree fondamentali. Fortunatamente, e a dispetto di un'opinione espressa troppo spesso, il progetto OMEGA ha scoperto che l'UML ha tutti i prerequisiti necessari per trattare problematiche che preoccupano in modo particolare gli sviluppatori. L'acronimo UML sta per "linguaggio di modellazione unificato". Questo linguaggio di modellazione di terza generazione rappresenta un notevole sforzo da parte di molti metodologi per costruire un mezzo comune per descrivere sistemi complessi. Di conseguenza non era necessario aggiungere nuovi concetti di modellazione a UML. Il lavoro dei partner del progetto OMEGA si è concentrato sulla definizione di un metodo standard di utilizzo dei suoi servizi di estensibilità. In primo luogo, hanno selezionato un sottolinguaggio sufficientemente espressivo che consente di catturare le caratteristiche particolari dei sistemi time-critical, quali timer e algoritmi di pianificazione. Sono poi state proposte piccole estensioni alle notazioni UML scelte ed è stata specificata la semantica formale. Questa era la prima fase del processo di costruzione di una comprensione comune della semantica alla base della modellazione dei sistemi in tempo reale. I partner di progetto della Università Radboud sono andati oltre. Hanno sviluppato una metodologia con un set di strumenti per verificare che le diverse proprietà fossero in linea con i modelli UML. L'analisi e altri metodi di convalida possono accrescere la fiducia nei confronti dei sistemi sviluppati e contribuire a trovare bug, ma non possono garantire la correttezza. È stato quindi adottato un approccio di verifica formale che consente ai progettatori di ottenere la prova matematica della correttezza usando un "sistema di verifica dei prototipi" (PVS), un potente dimostratore di problemi. Durante il progetto OMEGA, la nuova metodologia di verifica sviluppata è stata testata su due campioni. Si tratta dell'algoritmo setaccio di Eratostene per identificare i numeri primi e un modello del "sistema di ricognizione ad altitudine media" (MARS). Il sistema MARS viene usato per controllare il movimento di una telecamera su un aeroplano per contrastare la degradazione della qualità delle immagini causata dal movimento in avanti. Migliorando la qualità del software e riducendo i costi della fase di convalida, i frutti del progetto OMEGA potrebbero aumentare l'efficienza dell'industria europea del software.
