Rule-based Methodologies for the Specification and Analysis of Complex Computing Systems

Abstract

Desde los orígenes del hardware y el software hasta la época actual, la complejidad de los sistemas de cálculo ha supuesto un problema al cual informáticos, ingenieros y programadores han tenido que enfrentarse. Como resultado de este esfuerzo han surgido y madurado importantes áreas de investigación. En esta disertación abordamos algunas de las líneas de investigación actuales relacionada con el análisis y la verificación de sistemas de computación complejos utilizando métodos formales y lenguajes de dominio específico. En esta tesis nos centramos en los sistemas distribuidos, con un especial interés por los sistemas Web y los sistemas biológicos. La primera parte de la tesis está dedicada a aspectos de seguridad y técnicas relacionadas, concretamente la certificación del software. En primer lugar estudiamos sistemas de control de acceso a recursos y proponemos un lenguaje para especificar políticas de control de acceso que están fuertemente asociadas a bases de conocimiento y que proporcionan una descripción sensible a la semántica de los recursos o elementos a los que se accede. También hemos desarrollado un marco novedoso de trabajo para la Code-Carrying Theory, una metodología para la certificación del software cuyo objetivo es asegurar el envío seguro de código en un entorno distribuido. Nuestro marco de trabajo está basado en un sistema de transformación de teorías de reescritura mediante operaciones de plegado/desplegado. La segunda parte de esta tesis se concentra en el análisis y la verificación de sistemas Web y sistemas biológicos. Proponemos un lenguaje para el filtrado de información que permite la recuperación de informaciones en grandes almacenes de datos. Dicho lenguaje utiliza información semántica obtenida a partir de ontologías remotas para re nar el proceso de filtrado. También estudiamos métodos de validación para comprobar la consistencia de contenidos web con respecto a propiedades sintácticas y semánticas. Otra de nuestras contribuciones es la propuesta de un lenguaje que permite definir y comprobar automáticamente restricciones semánticas y sintácticas en el contenido estático de un sistema Web. Finalmente, también consideramos los sistemas biológicos y nos centramos en un formalismo basado en lógica de reescritura para el modelado y el análisis de aspectos cuantitativos de los procesos biológicos. Para evaluar la efectividad de todas las metodologías propuestas, hemos prestado especial atención al desarrollo de prototipos que se han implementado utilizando lenguajes basados en reglas.