Підвищення ефективності динамічного аналізу комбінованої імітаційної моделі програмного забезпечення з паралелізмом

Автор(и)

  • Оксана Олександрівна Супруненко Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0002-4917-2431
  • Борис Олегович Онищенко Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0001-5685-7597
  • Юлія Євгеніївна Гребенович Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0001-7841-5191

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.283075

Ключові слова:

системи з паралелізмом, мережі Петрі, критичні властивості, синтез моделі ПЗ, динамічний аналіз

Анотація

При проєктуванні програмного забезпечення (ПЗ) використовується набір засобів для побудови та аналізу моделей, що не дозволяє вирішити комплексно задачу підвищення якості проектних рішень. Ця задача включає на тільки синтез моделі ПЗ з паралелізмом, виявлення та локалізацію помилок для корекції моделі, але і візуальний аналіз моделі для синтезу нових чи корегованих проектних рішень. Об’єктом дослідження є процеси побудови та аналізу моделей ПЗ з паралелізмом.

Пропонуються способи та методика для синтезу та аналізу моделі ПЗ з паралелізмом, які базуються на комбінованому підході до імітаційного моделювання систем з паралелізмом. Аналіз моделі ПЗ з паралелізмом починається на етапі створення та статичного аналізу моделей компонентів. У пропонованій методиці передбачено проведення динамічного аналізу моделей компонентів та часткової моделі у процесі збірки цілісної моделі ПЗ.

Побудова моделей компонентів проводиться на основі правил побудови PN-моделей, PN-патернів та принципу структурної подібності, при цьому перевіряються їх статичні властивості. Динамічний аналіз моделей компонентів ПЗ здійснюється з використанням імітаційного моделювання та методу інваріантів. При збірці поступово формується цілісна модель шляхом її складання з моделей компонентів ПЗ, проводиться аналіз її динамічних властивостей. При цьому використовуються метод згортки, метод інваріантів та імітаційне моделювання.

Представлена методика завдяки поглибленому динамічному аналізу надає можливість перевірити статичні та динамічні властивості досліджуваних моделей, що забезпечує підвищення якості проєктних рішень на етапі проєктування ПЗ. Вона може застосовуватись для зниження витрат на розробку ПЗ, а також при аналізі розробленого ПЗ для підвищення ефективності супроводу

Біографії авторів

Оксана Олександрівна Супруненко, Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмного забезпечення автоматизованих систем

Борис Олегович Онищенко, Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра програмного забезпечення автоматизованих систем

Юлія Євгеніївна Гребенович, Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького

Старший викладач

Кафедра програмного забезпечення автоматизованих систем

Посилання

  1. Shakhovska, N., Yakovyna, V. (2021). Feature Selection and Software Defect Prediction by Different Ensemble Classifiers. Database and Expert Systems Applications, 307–313. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-86472-9_28
  2. Suprunenko, O. O., Onyshchenko, B. O., Grebenovych, J. E. (2022). Analysis of Hidden Errors in the Models of Software Systems Based on Petri Nets. Èlektronnoe Modelirovanie, 44 (2), 38–50. doi: https://doi.org/10.15407/emodel.44.02.038
  3. Esparza, J. (1994). Model checking using net unfoldings. Science of Computer Programming, 23 (2-3), 151–195. doi: https://doi.org/10.1016/0167-6423(94)00019-0
  4. Nesterenko, B. B., Novotarskiy, M. A. (2007). Algebra protsessov dlya modelirovaniya slozhnykh sistem s real'noy rabochey nagruzkoy. Reiestratsiya, zberihannia ta obrobka danykh, 9 (4), 49–59. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/50907
  5. Will van der Aalst, Kees van Hee. (2002). Workflow management: Models, Methods, and Systems. MIT Press, 359. doi: https://doi.org/10.7551/mitpress/7301.001.0001
  6. Duarte, L. M., Kramer, J., Uchitel, S. (2015). Using contexts to extract models from code. Software & Systems Modeling, 16 (2), 523–557. doi: https://doi.org/10.1007/s10270-015-0466-0
  7. Yakovyna, V. S., Seniv, M. M., Symets, I. I., Sambir, N. B. (2020). Algorithms and software suite for reliability assessment of complex technical systems. Radio Electronics, Computer Science, Control, 4, 163–177. doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-4-16
  8. Kozina, Y., Maevskiy, D. (2015). Where and When Is Formed of Software Quality? Electrotechnic and Computer Systems, 18, 55–59. Available at: https://eltecs.op.edu.ua/index.php/journal/article/view/1597/803
  9. Drozd, O., Kharchenko, V., Rucinski, A., Kochanski, T., Garbos, R., Maevsky, D. (2019). Development of Models in Resilient Computing. 2019 10th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT). doi: https://doi.org/10.1109/dessert.2019.8770035
  10. Cherednichenko, O. Y., Hontar, Y. M., Ivashchenko, O. V., Vovk, M. A. (2018). Analysis of Component-oriented Methods of Software Developing for E-business Engineering. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 2, 80–88. Available at: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2218
  11. Ciccozzi, F., Cicchetti, A., Wortmann, A. (2020). Editorial to theme section on interplay of model-driven and component-based software engineering. Software and Systems Modeling, 19 (6), 1461–1463. doi: https://doi.org/10.1007/s10270-020-00812-7
  12. Suprunenko, O. (2021). Combined approach architecture development to simulation modeling of systems with parallelism. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (4 (112)), 74–82. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239212
  13. Suprunenko, O. O., Onyshchenko, B. O., Hrebenovych, Yu. Ye. (2020). Analitychnyi pidkhid pry doslidzhenni vlastyvostei hrafovoi modeli prohramnoi systemy. Pratsi mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsiyi «Matematychne modeliuvannia protsesiv v ekonomitsi ta upravlinni proektamy i prohramamy», Koblevo-Kharkiv: KhNURE, 110–113. Available at: https://mmp-conf.org/documents/archive/proceedings2020.pdf
  14. Suprunenko, O. O. (2019). Combined approach to simulation modeling of the dynamics of software systems based on interpretations of petri nets. KPI Science News, 5-6, 43–53. doi: https://doi.org/10.20535/kpi-sn.2019.5-6.174596
  15. Suprunenko, O. O., Hrebenovych, Yu. Ye. (2022). Instrumentalni zasoby komponentno-orientovanoho modeliuvannia prohramnykh system ta PN-paterny. Cherkasy: Vydavets Chabanenko Yu.A., 82. Available at: https://drive.google.com/file/d/1uN-zDLjUfvlKUCD1lb4GZm2w6x1Hy0AF/view
  16. Kuzmuk, V. V., Suprunenko, O. O. (2010). Modyfytsyrovannыe sety Petry y ustroistva modelyrovanyia parallelnыkh protsessov. Kyiv: Maklaut, 252.
  17. Suprunenko, О., Grebenovych, J. (2022). Convolution method of graph models of software components for analysis of dynamic properties of software systems. Tezy dopovidei VI Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsiyi «Informatsiyni tekhnolohiyi v osviti, nautsi y tekhnitsi». Cherkasy: ChDTU, 15–18. Available at: https://itest.chdtu.edu.ua/Збірник_тез_ІТОНТ-2022_макет_26_06.pdf
  18. Suprunenko, O., Onyshchenko, B., Grebenovych, J., Nedonosko, P. (2023). Applying a Combined Approach to Modeling of Software Functioning. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, 30–48. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-35467-0_3
  19. van der Aalst, W. M. P. (2013). Business Process Management: A Comprehensive Survey. ISRN Software Engineering, 2013, 1–37. doi: https://doi.org/10.1155/2013/507984
  20. Peterson, J. L. (1981). Petri Net Theory and the Modeling of Systems. Prentice-Hall. Available at: https://dl.icdst.org/pdfs/files3/2bf95f7fde49a09814231bbcbe592526.pdf
  21. Hlomodza, D. K. (2016). Zastosuvannia metodu invariantiv do analizu kolorovykh merezh Petri iz dedlokamy. Visnyk NTUU KPI. Informatyka, upravlinnia ta obchysliuvalna tekhnika, 64, 38–46. Available at: http://ekmair.ukma.edu.ua/bitstream/handle/123456789/10870/Hlomozda_Zastosuvannia_metodu_invariantiv.pdf
  22. Mannel, L. L., van der Aalst, W. M. P. (2019). Finding Complex Process-Structures by Exploiting the Token-Game. Lecture Notes in Computer Science, 258–278. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-21571-2_15
  23. Meyer, B., Kogtenkov, A., Akhi, A. (2012). Processors and Their Collection. Lecture Notes in Computer Science, 1–15. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-31202-1_1
  24. Lavrischeva, E. M. (2014). Software Engineering komp'yuternykh sistem. Paradigmy, Tekhnologii, CASE-sredstva programmirovaniya. Kyiv: Naukova dumka, 283.
  25. Kovalenko, A. S., Kuz'muk, V. V., Taranenko, E. A., Suprunenko, O. A., Eremeev, B. N. (2011). Description of the algorithm of interaction of information flow during tissue-cell therapy by ATM equipment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (9 (54)), 43–47. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/2343/2147
  26. Zaytsev, D. A., Sleptsov, A. I. (1997). Uravneniya sostoyaniy i ekvivalentnye preobrazovaniya vremennykh setey Petri. Kibernetika i sistemniy analiz, 5, 59–76. Available at: https://www.researchgate.net/profile/Anatolii-Sleptsov/publication/315047362_Zajcev_DA_Slepcov_AI_Uravnenie_sostoanij_i_ekvivalentnye_preobrazovania_vremennyh_setej_Petri_Kibernetika_i_sistemnyj_analiz_No_5_1997_s_59-76/links/58c9056f92851c2b9d56412a/Zajcev-DA-Slepcov-AI-Uravnenie-sostoanij-i-ekvivalentnye-preobrazovania-vremennyh-setej-Petri-Kibernetika-i-sistemnyj-analiz-No-5-1997-s-59-76.pdf
  27. Kryvyi, S., Grinenko, E. (2020). Ecosystems of Software Engineering. Cybernetics and Systems Analysis, 56 (4), 628–640. doi: https://doi.org/10.1007/s10559-020-00280-3
  28. Hlomozda, D. K., Glybovets, M. M., Maksymets, O. M. (2018). Automating the Conversion of Colored Petri Nets with Qualitative Tokens Into Colored Petri Nets with Quantitative Tokens. Cybernetics and Systems Analysis, 54 (4), 650–661. doi: https://doi.org/10.1007/s10559-018-0066-4
Підвищення ефективності динамічного аналізу комбінованої імітаційної моделі програмного забезпечення з паралелізмом

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Супруненко, О. О., Онищенко, Б. О., & Гребенович, Ю. Є. (2023). Підвищення ефективності динамічного аналізу комбінованої імітаційної моделі програмного забезпечення з паралелізмом. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(2 (123), 26–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.283075