Descripción: En los últimos años se ha visto un gran interés en las comunidades de sistemas de tiempo real y embebidos en el uso de de lenguajes orientados a objetos tipo Java. Los motivos de este interés se deben en parte a que este tipo de tecnologías facilitan la encapsulación de abstracciones y la comunicación mediante interfaces bien de_nidas. Otro aspecto importante es la gran comunidad de desarrolladores y la cantidad de bibliotecas y herramientas de desarrollo disponible. Sin embargo, para poder adoptar lenguajes de este tipo en ambientes embebidos y de tiempo real hay que solucionar al menos dos grandes problemas: la impredictibilidad temporal dada por las interrupciones relacionadas con la colección de objetos (garbage collector) y poder analizar requerimientos de memoria de las aplicaciones. Ha habido un número importante de trabajos donde se intenta atacar el problema de impredictibilidad temporal de los administradores de memoria automáticos desde distintos enfoques tales como garbage collectors con ciertas garantías temporales o directamente utilizando modelos alternativos de administración de memoria. Sin embargo, no ha habido muchos avances con respecto al estudio cuantitativo de requisitos de memoria. En esta tesis abordamos el problema de predecir automáticamente certi_cados de utilización y requisitos de memoria. Para ellos presentamos primero una técnica que permite obtener expresiones paramétricas de las solicitudes de memoria dinámica sin considerar ningún mecanismo de colección de objetos. Luego proponemos un esquema alternativo de administración de memoria junto con una técnica que permite la transformación de código Java convencional en otro con la misma funcionalidad pero adaptado para la nueva política de manejo de la memoria. Bajo este nuevo esquema, proponemos una técnica que permite determinar de manera paramétrica la cantidad de memoria necesaria para correr el programa o parte de él. Todas estas técnicas fueron implementadas en un prototipo que nos permitió analizar automaticamente un conjunto interesante de aplicaciones siendo los resultados iniciales bastante promisorios.

Descripción: La verificación acotada de software usando SAT consiste en la traducción del programa junto con las anotaciones provistas por el usuario a una fórmula proposicional. Luego de lo cual la fórmula es analizada en busca de violaciones a la especificación usando un SAT-solver. Si una violación es encontrada, una traza de ejecución exponiendo el error es exhibida al usuario. Alloy es un lenguaje formal relacional que nos permite automáticamente analizar especificiaciones buscando contraejemplos de aserciones con la ayuda de un SAT-solver off-the-shelf. Las contribuciones de la presente tesis son principalmente dos. Por un lado, se presenta una traducción desde software anotado en lenguaje JML al lenguaje Alloy. Para conseguir esto, se presenta: • DynAlloy, una extensión al lenguaje de especificación Alloy para describir propiedades dinámicas de los sistemas usando acciones. Extendemos la sintaxis de Alloy con una notación para escribir aserciones de correctitud parcial. La semántica de estas aserciones es una adaptación del precondición liberal más débil de Dijsktra. • DynJML, un lenguaje de especificación orientado a objetos que sirve de representación intermedia para facilitar la traducción de JML a DynAlloy. • TACO, un prototipo que implementa la traducción de JML a DynAlloy. En segundo lugar, introducimos una técnica novedosa, general y complementamente automatizable para analizar programas Java secuenciales anotados con JML usando SAT. Esta técnica es especialmente beneficiosa cuando el programa opera con estructuras de datos complejas. Para esto, se instrumenta el modelo Alloy con un predicado de ruptura de simetrías que nos permite el cómputo paralelo y automatizado de cotas ajustadas para los campos Java.

Descripción: En esta tesis presentamos el diseño e implementación de una amplia gama de análisis estáticos para la plataforma .NET, con foco en la escalabilidad. Nos concentramos en .NET dada su gran popularidad en la industria y el amplio conjunto de características que provee, pertenecientes a los paradigmas orientado a objetos y funcional, incluyendo programación concurrente y la manipulación de bajo nivel de punteros. La combinación de todas estas características hacen del análisis estático un desafío. Por un lado, presentamos un framework de análisis estático distribuido de programa completo, diseñado para escalar con el tamaño de la entrada. Nuestro enfoque está basado en el modelo de programación con actores para ser ejecutado en la nube. Nuestra decisión de utilizar una red de computadoras en la nube provee un grado de elasticidad para recursos de CPU, memoria y almacenamiento. Para demostrar el potencial de nuestra técnica, mostramos cómo puede ser implementado un análisis de call graph típico en una configuración distribuida. Además, extendemos nuestro análisis para soportar actualizaciones incrementales del código fuente y mostramos cómo los resultados computados previamente pueden ser actualizados sin tener que volver a calcularlos de cero. Por otro lado, presentamos un framework de análisis estático de programas y herramientas específicamente diseñado para la plataforma .NET. Este framework provee muchas funcionalidades, incluyendo algunas representaciones intermedias como el código de tres direcciones, adecuado para la implementación de un análisis estático, así como también provee una amplia gama de análisis y transformaciones como son la inferencia de tipos, los análisis de control-flow y data-flow, y la construcción de call graph y points-to graph, entre otros. No sabemos de ningún otro framework de análisis estático de código públicamente disponible para la comunidad .NET que provea este tipo de funcionalidades. Para demostrar las capacidades de nuestro framework, presentamos también algunas aplicaciones cliente que aprovechan sus funcionalidades, como un análisis de optimización de consultas Big Data para detectar automáticamente columnas no utilizadas y dependencias entre tablas de entrada y salida de operadores definidos por el usuario desarrollados en algún lenguaje de la plataforma .NET como C#.

Descripción: Fil: Vacca Campos, Néstor Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.