Specification and Verification of a Formal Model for a Real-Time System Using TLA+
Loading...
Files
Date
Authors
Shyshatska, О.
Matiichuk, L.
Shyshatskyy, A.
Шишацька, О. В.
Матійчук, Л. П.
Шишацький, А. В.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
The paper describes theoretical and applied aspects of modeling real-time information systems using the example of a continuous glucose monitoring (CGM) system. The primary focus is on the application of formal methods, in particular the TLA+ specification language and modal logics, which ensure mathematical precision in describing system behavior. A formal model of the CGM system is constructed, safety invariants are defined, and automated model verification is performed using the TLC mechanism. The obtained results can be used to improve the reliability and justify the correctness of software-hardware solutions in the field of medical IT systems, particularly Closed-Loop Systems (CLS), which currently lack appropriate regulatory certification. The proposed approach contributes to the formalization of the validation process for such systems in accordance with standards for safety-critical software. У роботі представлено розробку формальної моделі програмно-апаратної системи реального часу на прикладі системи безперервного моніторингу рівня глюкози (Continuous Glucose Monitoring, CGM). CGM-системи є критично важливими ІТ-рішеннями, що використовуються в медичному середовищі для постійного вимірювання рівня глюкози в крові та своєчасного сповіщення користувачів. З огляду на дедалі ширше впровадження CGM у замкнені контури керування (Closed-Loop Systems, CLS), які автоматизують введення інсуліну, зростає потреба у забезпеченні коректності таких систем, особливо враховуючи популярність неперевірених рішень, створених користувачами самостійно (DIY). Попри досягнення в галузі фізичних та сенсорних технологій, програмне забезпечення CGM-систем часто не має формальних специфікацій та перевірок. Це створює ризики у передбачуваності, безпеці та
надійності, що є особливо критичними у медичних застосуваннях. Метою дослідження є застосування формальних методів, зокрема TLA+, для специфікації, моделювання та верифікації поведінки CGMсистеми, що функціонує в режимі реального часу.
Description
Keywords
real-time systems, CGM, model, formal design methods, specification, verification, TLA+, системи реального часу, CGM, модель, формальні методи проєктування, специфікація, TLA+, верифікація
Citation
Shyshatska, О. Specification and Verification of a Formal Model for a Real-Time System Using TLA+ / O. Shyshatska, L. Matiichuk, A. Shyshatskyy // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. - Кропивницький : ЦНТУ, 2025. - Вип. 11(42). - Ч. 2. - С. 38-44.