Технологии разработки качественного программного обеспечения
Руководители: Дробинцев Павел Дмитриевич, доцент, к.т.н., drob@ics2.ecd.spbstu.ru;
Воинов Никита Владимирович, доцент, к.т.н., voinov@ics2.ecd.spbstu.ru
Основные направления исследований:
- создание инновационных технологий и инструментальных средств для автоматизации разработки качественного и надежного программного продукта;
- разработка технологии автоматизированного синтеза программного обеспечения на основе формальных моделей и спецификаций.
Научная группа имеет большой опыт в разработке технологий автоматизированного проектирования промышленных программных продуктов, создания инструментов формального моделирования, валидации, верификации и автоматизации тестирования программного обеспечения, в том числе в рамках международного сотрудничества с компаниями Motorola, Uniquesoft, Dell/EMC.
Некоторые результаты исследований и разработок:
- разработан и применен новый подход к процессу генерации тестовых сценариев на базе формализованных моделей, заключающийся в применении двух формальных моделей: одной – в высокоуровневой нотации Use Case диаграмм (UCM – Use Case Maps), используемой для контролируемого заказчиком описания поведения и согласования с ним поведенческих сценариев, другой – в нотации базовых протоколов для последующего создания по ней тестовых сценариев;
- разработаны и интегрированы в единую технологическую цепочку верификации и автоматизации тестирования методы сокращения трудоемкости процесса получения тестовых сценариев: автоматическое построение по UCM- модели структурированной формальной модели в виде базовых протоколов; автоматическое создание эвристик, отслеживание соответствия между требованиями и элементами модели, поиск покрытия требований в соответствии с критерием цепочек наблюдаемых событий, сокращение набора тестовых сценариев;
- технологическая цепочка верификации и автоматизации тестирования с интегрированными в нее разработанными методами была применена в крупных телекоммуникационных проектах и доказала свою высокую эффективность для обеспечения проверки качества разрабатываемого ПО, обеспечив более чем 60%-ное сокращение трудоемкости разработки тестовых сценариев по сравнению с традиционным подходом без использования моделей.
Основные публикации:
- Kotlyarov V., Drobintsev P., Voinov N., Selin I., Tolstoles A. Technology and tools for developing industrial software test suites based on formal models and implementing scalable testing process on supercomputer. Communications in Computer and Information Science, Volume 779, 2018, P. 51-63. DOI: 10.1007/978-3-319-71734-0_5.
- Chernorutsky, I., Drobintsev, P.D., Kotlyarov, V.P. Industrial approach in requirement engineering. CEUR Workshop Proceedings. Volume 1989, 2017, Pages 388-400
- Drobintsev, P.D, Kotlyarov, V.P., Letichevsky, A.A., Selin, I.A. Industrial software verification and testing technology. CEUR Workshop Proceedings. Volume 1989, 2017, Pages 221-229
- Drobintsev, P.D., Kotlyarov, V.P., Nikiforov, I.V., Letichevsky, A.A. Incremental approach to the technology of test design for industrial projects. Automatic Control and Computer Sciences. Volume 50, Issue 7, 2016, Pages 486-492.
- Drobintsev, P., Kotlyarov, V., Nikiforov, I., Letichevsky, A., Peschanenko, V. Approach to behavior scenarios debugging. Automatic Control and Computer Sciences, 2015, 9 (7), pp. 430-436
- Drobintsev, P., Nikiforov, I., Voinov, N., Kotlyarov, V., Letichevsky, A. Restrictions to time constructions of UCM formal model and their translation into basic protocols language. International Journal of Mathematics and Computers in Simulation, 9, 2015, pp. 69-76.
- Drobintsev, P.D., Kotlyarov, V.P., Letichevsky, A.A. A formal approach to test scenarios generation based on guides . Automatic Control and Computer Sciences. 2014 ,48 (7), pp. 415-423.
- Kolchin, A., Letichevsky, A., Peschanenko, V., Drobintsev, P., Kotlyarov, V. "An approach to creating concretized test scenarios within test automation technology for industrial software projects". Automatic Control and Computer Sciences. 47 (7), 2013, pp. 433-442.
Научная группа участвует в международном проекте в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы», финансируемой Министерством науки и высшего образования РФ. Название проекта - "Разработка технологий и инструментария для надежного управления производственными участками Интернета Вещей". Проект выполняется совместно с Индийским институт технологий Бомбея (IIT Bombay).
Работы в рамках проекта:
- cоздание теории поведенческих моделей Интернета Вещей (ИВ), гарантирующих генерацию надежного кода систем ИВ с сетецентрическим управлением;
- cоздание теории многокритериального Парето-оптимального планирования поведения сложных производственных систем ИВ;
- cоздание технологии проектирования надежных систем ИВ;
- доказательство надежности поведения модели ИВ средствами символьной верификации;
- исследование методов автоматизации генерации надежного кода систем ИВ и тестовых наборов, позволяющих экспериментально подтвердить поведенческую надежность ИВ.
Публикации по теме проекта:
- Chernorutsky, I., Kotlyarov, V., Shyamasundar, R., Tolstoles, A., Voinov, N. Implementation of reliable net-centric management of IoT industrial workshop for small-scale production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Volume 497, Issue 1, 3 April 2019
- Kotlyarov V., Chernorutsky I., Drobintsev P., Voinov N., Tolstoles A. Structural modelling and automation of technological processes within net-centric industrial workshop based on network methods of planning. Lecture Notes in Electrical Engineering. Volume 484, 2019, P. 475-488. DOI: 10.1007/978-981-13-2375-1_60. https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-981-13-2375-1_60
- Drobintsev, P., Chernorutsky, I., Kotlyarov, V., Kotlyarova, L., Tolstoles, A., Khrustaleva, I. Net-centric internet of things for industrial machinery workshop. CEUR Workshop Proceedings. Volume 2281, 2018, Pages 112-122.
- Voinov N., Chernorutsky I., Drobintsev P., Kotlyarov V. An approach to net-centric control automation of technological processes within industrial IoT systems. Advances in Manufacturing, Volume 5, Issue 4, 2017, P. 388-393. DOI: 10.1007/s40436-017-0195-4. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40436-017-0195-4
- Drobintsev P., Kotlyarov V., Chernorutsky I., Voinov N. Conceptual Approach to Managing Technological Processes of Industrial IoT Workshop. Proceedings of the 6th International Workshop of Advanced Manufacturing and Automation, Volume 24. P. 107-112. Accession Number: WOS:000389236200020. DOI: 10.2991/iwama-16.2016.20. https://www.atlantis-press.com/proceedings/iwama-16/25862229
Примеры тем научно-исследовательских работ для студентов:
- Формализация и доказательство, проверка корректности технологического маршрута, заданного с помощью MSC-диаграмм
- Формализация учёта полноты событий в технологическом маршруте с помощью UCM-диаграммы
- Разработка генератора исполняемого Java кода на основе UCM спецификаций
- Система генерации операционной карты и технологического процесса для мелкосерийного производства
- Автоматизация оценки технологических маршрутов для мелкосерийного производства
- Событийное управление процессами мелкосерийного производства в сетецентрическом IoT