Progetto OsMoSys

Introduzione
OsMoSys (Object-based multi-formaliSm MOdeling of SYStems) è un framework per lo sviluppo e l’analisi di modelli di sistemi complessi ed eterogenei. Il framework comprende l’omonima metodologia di sviluppo di modelli multiformalismo ed integra diversi strumenti software che consentono la costruzione composizionale di modelli e l’esecuzione dei relativi processi di risoluzione.
Il multiformalismo offre al modellista l’opportunità di scegliere la tecnica di modellazione più adatta a rappresentare diverse componenti di un sistema reale e di costruire se necessario un’unica vista dell’intero modello. L’applicazione allo sviluppo di modelli complessi di principi di progettazione ad oggetti permette l’interoperabilità tra formalismi tramite ereditarietà e/o interazione tra modelli per mezzo di opportune interfacce e la definizione di operatori di composizione. La complessità può, quindi, essere trattata tramite sovrapposizione di strati di astrazione di livello differente o con un approccio composizionale di tipo “divide et impera” che garantisce anche la possibilità di riuso dei modelli.
Il problema della risoluzione dei modelli è affrontato mediante disaccoppiamento del livello di rappresentazione formale del modello dal livello di risoluzione, in cui il modello è elaborato e re-interpretato per essere analizzato con i motori di risoluzione appropriati.
Sia i formalismi che i modelli sono descritti in OsMoSys utilizzando il linguaggio XML (eXtended Markup Language).

Altre informazioni sul progetto OsMoSys sono disponibili qui, mentre il sito web ufficiale di OsMoSys è accessibile da qui.

La metodologia
La metodologia di sviluppo dei modelli multiformalismo è basata su alcuni principi mutuati dalla programmazione ad oggetti e dal meta-modeling.

Meta-modeling

OsMoSys

Descrizione

Meta-meta model

Metaformalism

Linguaggio che descrive i formalismi

Meta-model

Model Metaclass

Formalismo usato per definire i modelli

Model

Model Class

Definizione di un modello (una “model class” rappresenta in realtà una famiglia di modelli)

La Tabella mostra i tre livelli di una struttura di tipo meta-modelling e come essi sono reinterpretati dall’approccio OsMoSys.
Il Metafomalism è un linguaggio usato in OsMoSys per descrivere formalismi. Un sottoinsieme di tutti i possibili tipi di formalismo è costituito, ad esempio, dai formalismi basati su grafo i cui elementi sono nodi e archi, come Reti di Petri, Reti di Code, Fault Trees. In altri termini il Metaformalismo è un linguaggio che consente di specificare facilmente formalismi diversi all’interno del framework di modellazione.
Si chiama Model Metaclass (o semplicemente Metaclass) ogni linguaggio formale (da usare nel framework di modellazione OsMoSys) descritto attraverso il Metaformalism.
In altri termini, ogni Metaclass in OsMoSys è un’istanza del Metaformalism. Una Metaclass è costituita da un insieme di differenti tipi di elementi, ciascuno caratterizzato da un insieme di proprietà.

Infine, una Model Class è un’astrazione che facilita il raggruppamento di un insieme di oggetti che condividono una struttura comune, definita mediante una determinata Metaclass. Una Model class non è un’entità concreta, ma definisce una famiglia di modelli: tutte le possibili istanze della Model class, chiamate Model Objects.

OsMoSys fornisce un meccanismo di strutturazione gerarchica delle Metaclass. La relazione di ereditarietà è introdotta per consentire la specializzazione secondo la ben nota relazione “is a”.
Oltre all’ereditarietà tra Metaclass, è anche possibile realizzare gerarchie di elementi all’interno di una stessa Metaclass. L’ereditarietà degli elementi di una Metaclass è ancora una relazione di tipo “is a”, ma a livello più basso, poiché gli elementi di una gerarchia condividono proprietà.

Nell’approccio alla modellazione di OsMoSys, è possibile distinguere tra:
• Multiformalismo esplicito, che è visibile a livello utente, il quale è libero di utilizzare esplicitamente diversi modelli formali per descrivere parti differenti del modello;
• Multiformalismo implicito, realizzato a livello di framework allo scopo di risolvere il modello e non visibile all’utente, il quale descrive il modello attraverso un linguaggio formale che consente di definire quali parti sono (implicitamente) intese per essere espresse con differenti formalismi.

Bibliografia su OsMoSys

- Articoli su metodologia

V. Vittorini, M. Iacono, N. Mazzocca, G. Franceschinis, The OsMoSys approach to multiformalism modeling of systems. In Journal of Software and Systems Modeling, Volume 3, Issue 1, March 2004: pp. 68-81

G. Franceschinis, M. Gribaudo, M. lacono, N. Mazzocca and V. Vittorini, Towards an Object based MultiFormalism, Multi-Solution Modeling Approach, In: Second Workshop on Modelling of Objects, Components, and Agents, (MOCA2002), pp.47-66, Aarhus, DIC, Aug. 2002.

- Articoli su architettura software

G. Di Lorenzo, F. Flammini, M. Iacono, S. Marrone, F. Moscato, V. Vittorini: “The software architecture of the OsMoSys multisolution framework”. Sottomesso a: Second International Conference on Performance Evaluation Methodologies and Tools, VALUETOOLS’07, Nantes, France, October 23-25, 2007 (ACM Sigmetrics & ACM Sigsim)

F. Moscato, N. Mazzocca, V. Vittorini: Workflow Principles Applied to Multi-Solution Analysis of Dependable Distributed Systems. In Proceedings of 12th Euromicro Conference on Parallel, Distributed and Network-Based Processing (PDP’04), 2004, p.134

M. Gribaudo, M. Iacono, N. Mazzocca, V. Vittorini: The OsMoSys/DrawNET Xe! Languages System: A Novel Infrastructure for Multiformalism Object-Oriented Modelling. In Proc. 15th European Simulation Symposium and Exhibition, Delft, The Netherlands, October 2003

V. Vittorini, G. Franceschinis, M. Gribaudo, M. Iacono, N. Mazzocca, DrawNet++: Model Objects to Support Performance Analysis and Simulation of Complex Systems, In: Lecture Notes in Computer Science (LNCS), vol. 2324, Computer Performance Evaluation - Modelling Techniques and Tools, pp. 233-238, Springer-Verlag, 2002.

V. Vittorini, G. Franceschinis, M. Gribaudo, M. lacono, C. Bertoncello, DrawNet++: a Flexible Framework for Building Dependability Models, Tools presentations, Proc. of the International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN2002), pp.540, Washington DC., USA, June 2002.

- Articoli su applicazioni

F. Flammini, M. Iacono, S. Marrone, N. Mazzocca, V. Vittorini: Model-Based Performability Evaluation of ERTMS/ETCS. Sottomesso a: Journal of Computer Performance Evaluation (Elsevier)

F. Flammini, S. Marrone, N. Mazzocca, V. Vittorini: Modelling System Reliability Aspects of ERTMS/ETCS by Fault Trees and Bayesian Networks. In: Safety and Reliability for Managing Risk: Proceedings of the 15th European Safety and Reliability Conference (Taylor & Francis ed., published in September 1st 2006) , ESREL 2006, Estoril, Portugal, September 18-22, 2006: pp. 2675-2683

Francesco Moscato, Marco Gribaudo, Nicola Mazzocca and Valeria Vittorini, Multisolution of complex performability models in the OsMoSys/DrawNET framework. In IEEE Proceedings of the 2nd International Conference on Quantitative Evaluation of Systems (QEST’05), 2005.

F. Flammini, M. Iacono, S. Marrone, N. Mazzocca: Using Repairable Fault Trees for the evaluation of design choices for critical repairable systems. In: Proceedings of the 9th IEEE International Symposium on High Assurance Systems Engineering (HASE2005), Heidelberg, Germany, October 12-14, 2005: pp. 163-172

D. Codetta Raiteri, G. Franceschinis, M. Iacono, N. Mazzocca, V. Vittorini, Repairable Fault Tree for the Automatic Evaluation of Repair Policies, International Conference on Dependable Systems and Networks, DSN-2004, pagg. 659-668, June 28th - July 1, 2004, Florence, Italy, Proceedings, IEEE computer society, ISBN 0-7695-2052-9, Printed in USA, 2004

Giuliana Franceschinis, Valeria Vittorini, Stefano Marrone, Nicola Mazzocca, SWN Client-Server Composition Operators in the OsMoSys framework. In IEEE Proceedings of the 10th International Workshop on Petri Nets and Performance Models (PNPM),  2003, p. 52.

G. Franceschinis, M. Gribaudo, M. Iacono, S. Marrone, N. Mazzocca, V. Vittorini, Compositional modeling of complex systems: contact center scenarios in OsMoSys, Lecture Notes in Computer Science (LNCS), vol. 3099, Applications and Theory of Petri Nets 2004, pagg. 177-196, Springer-Verlag, ISBN 3-540-22236-7 ISSN 0302-9743, Printed in Germany, 2004

- Tesi di dottorato

Francesco Flammini, Model-based dependability evaluation of complex critical control systems. PhD Thesis, Università Federico II di Napoli, Dipartimento di Informatica e Sistemistica, Dicembre 2006.

Stefano Marrone, Un Approccio all’Ingegneria dei Modelli per Sistemi di Elaborazione Critici e Complessi. PhD thesis, Seconda Università degli Studi di Napoli, Dicembre 2006

Francesco Moscato, Multisolution of Multiformalism Models: Formal Specification of the OsMoSys Framework. PhD thesis, Seconda Università degli Studi di Napoli, Ottobre 2005

Mauro lacono, A multi-formalism methodology for heterogeneous computer systems analysis. PhD thesis, Seconda Università degli Studi di Napoli, 2003

- Tesi di laurea

F. Flammini, Modellazione e Valutazione di Sistemi di Elaborazione Affidabili in Applicazioni di Controllo Industriale. Tesi di Laurea in Sistemi di Elaborazione, Università Federico II di Napoli, Luglio 2003.

Michele Bozzaotre, Ambienti per la modellazione e l’analisi di sistemi eterogenei, Università di Napoli “Federico 11”, 2003.

Stefano Marrone, Modelli ad oggetti basati sulle reti di Petri per l’analisi di sistemi complessi, Università di Napoli “Federico 11”, 2002.