- Monitoring Complex Processes to Verify System Conformance: A Declarative Rule-Based Framework
- Bragaglia, Stefano <1976>
Subject
- ING-INF/05 Sistemi di elaborazione delle informazioni
Description
- Over the last 60 years, computers and software have favoured incredible advancements in every field. Nowadays, however, these systems are so complicated that it is difficult – if not challenging – to understand whether they meet some requirement or are able to show some desired behaviour or property. This dissertation introduces a Just-In-Time (JIT) a posteriori approach to perform the conformance check to identify any deviation from the desired behaviour as soon as possible, and possibly apply some corrections. The declarative framework that implements our approach – entirely developed on the promising open source forward-chaining Production Rule System (PRS) named Drools – consists of three components: 1. a monitoring module based on a novel, efficient implementation of Event Calculus (EC), 2. a general purpose hybrid reasoning module (the first of its genre) merging temporal, semantic, fuzzy and rule-based reasoning, 3. a logic formalism based on the concept of expectations introducing Event-Condition-Expectation rules (ECE-rules) to assess the global conformance of a system. The framework is also accompanied by an optional module that provides Probabilistic Inductive Logic Programming (PILP). By shifting the conformance check from after execution to just in time, this approach combines the advantages of many a posteriori and a priori methods proposed in literature. Quite remarkably, if the corrective actions are explicitly given, the reactive nature of this methodology allows to reconcile any deviations from the desired behaviour as soon as it is detected. In conclusion, the proposed methodology brings some advancements to solve the problem of the conformance checking, helping to fill the gap between humans and the increasingly complex technology.
- Negli ultimi 60 anni, i computer e i programmi hanno favorito incredibili avanzamenti in ogni campo. Oggigiorno, purtroppo, questi sistemi sono così complicati che è difficile – se non impossibile – capire se soddisfano qualche requisito o mostrano un comportamento o una proprietà desiderati. Questa tesi introduce un approccio a posteriori Just-In-Time (JIT) per effettuare il controllo di conformità ed identificare appena possibile ogni deviazione dal comportamento desiderato, ed eventualmente applicare qualche correzione. Il framework dichiarativo che implementa il nostro approccio – interamente sviluppato su una promettente piattaforma open source di Production Rule System (PRS) chiamata Drools – si compone di tre elementi: 1. un modulo per il monitoraggio basato su una nuova implementazione efficiente di Event Calculus (EC), 2. un modulo generale per il ragionamento ibrido (il primo del suo genere) che supporta ragionamento temporale, semantico, fuzzy e a regole, 3. un formalismo logico basato sul concetto di aspettativa che introduce le Event-Condition-Expectation rules (ECE-rules) per valutare la conformità globale di un sistema. Il framework è anche accompagnato da un modulo opzionale che fornisce Probabilistic Inductive Logic Programming (PILP). Spostando il controllo di conformità da dopo l’esecuzione ad appena in tempo, questo approccio combina i vantaggi di molti metodi a posteriori e a priori proposti in letteratura. Si noti che, se le azioni correttive sono fornite esplicitamente, la natura reattiva di questo metodo consente di conciliare le deviazioni dal comportamento desiderato non appena questo viene rilevato. In conclusione, la metodologia proposta introduce alcuni avanzamenti per risolvere il problema del controllo di conformità, contribuendo a colmare il divario tra l’uomo e la tecnologia, sempre più complessa.
Date
- 2013-04-19
Type
- Doctoral Thesis
- PeerReviewed
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:unibo-10142
Bragaglia, Stefano (2013) Monitoring Complex Processes to Verify System Conformance: A Declarative Rule-Based Framework, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Ingegneria elettronica, informatica e delle telecomunicazioni