Contributions à la validation des systèmes à composants adaptatifs par génération de tests

Contributions to the validation of adaptive component systems by test generation

• Auteur / Autrice : Jean-Philippe Gros
• Direction : Olga Kouchnarenko, Frédéric Dadeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 15/12/2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Cyrille Héam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olga Kouchnarenko, Frédéric Dadeau, Pierre-Cyrille Héam, Antoine Rollet, Christian Attiogbé, Jean-Francois Weber
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Antoine Rollet, Christian Attiogbé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes adaptatifs (technologie)

Logiciels -- Validation

Mots clés libres

Test

Validation

Systèmes à composants

Systèmes adaptatifs

Test

Validation

Component-Based systems

Adaptative systems

Résumé

Les systèmes adaptatifs peuvent se reconfigurer en fonction de politiques d'adaptation qui sont vues comme des artefacts qui décrivent les comportements souhaitables du système sans les imposer. Une politique d'adaptation est conçue comme un ensemble de règles qui indiquent, pour un ensemble donné de configurations, quelles opérations de reconfiguration peuvent être déclenchées, dont la priorité est donnée avec des valeurs floues représentant leurs utilités respectives. La politique d'adaptation doit être fidèlement implémentée par le système et spécialement vis-à-vis du respect des priorités des règles.Nous proposons une approche originale de validation d'un système adaptatif à composants, basée sur du test boîte noire, et visant àassurer le respect d'une politique d'adaptation par le système.Pour ce faire, nous présentons notre approche qui vise à générer de grandes suites de tests afin de mesurer les occurrences de reconfigurations et de les comparer à leurs valeurs d'utilité spécifiées dans les règles d'adaptation. Tout d'abord, nous présentons la génération automatisée d'états initiaux, afin de produire des configurations structurées à partir desquelles un système adaptatif démarre et qui visent à provoquer des reconfigurations significatives. Ensuite, nous présentons un générateur de tests en ligne basé sur un modèle d'utilisation du système utilisé pour stimuler le système et provoquer des reconfigurations. Comme le système peut se reconfigurer dynamiquement, ce générateur de test en ligne observe les réponses et l'évolution du système afin de décider de la prochaine étape de test appropriée à effectuer.Des mesures de couverture de la politique d'adaptation et des propriétés du système sont établies pour s'assurer que tous les états pertinents du système sont parcourus.Au final, les fréquences relatives des reconfigurations sont mesurées afin de déterminer si la politique d'adaptation est fidèlement mise en œuvre.Les expériences sont menées sur le cas d'un peloton de véhicules autonomes.

Adaptive systems can reconfigure themselves according to adaptation policies which are seen as artefacts that describe desirable system behaviours without imposing them. An adaptation policy is conceived as a set of rules that indicate, for a given set of configurations, which reconfiguration operations can be triggered, prioritised with fuzzy values representing their respective utility. The adaptation policy must be faithfully implemented by the system and especially with respect to the rules' priorities.We propose an original approach to validate adaptive component-based systems, based on black box testing, and aiming to ensure the respect of an adaptation policy by the system.To do so, we present our approach which aims at generating large test suites in order to measure the occurrences of reconfigurations and to compare them to their utility values specified in the adaptation rules. First, we present the automated generation of initial states, in order to produce structured configurations from which an adaptive system starts and which aim at provoking significant reconfigurations. Secondly, we present an online test generator based on a system usage model used to stimulate the system and cause reconfigurations. As the system can reconfigure itself dynamically, this online test generator observes the responses and evolution of the system in order to decide on the next appropriate test step to perform.Coverage measures of the adaptation policy and system properties are established to ensure that all relevant system states are covered.Finally, the relative frequencies of reconfigurations are measured to determine whether the adaptation policy is being implemented accurately.The experiments are conducted in the case of a platoon of autonomous vehicles.