Från lokalvård till forskning - en akademisk resa

Birgitta Lindström har disputerat på en avhandling inom distribuerade realtidssystem.

Birgitta Lindström jobbade som lokalvårdare och vårdbiträde tills hon var 38 år. Då började hon läsa systemprogrammering vid Högskolan i Skövde. Nu har hon disputerat i ämnet och kan titulera sig teknologie doktor.

Med avhandlingen Testability of Dynamic Real-Time Systems om distribuerade realtidssystem inom datavetenskap, är cirkeln sluten för Birgitta Lindström som för 13 år sedan inledde sina studier vid Högskolan i Skövde.
- Jag är på rätt plats i livet, säger hon.

Ville läsa matte
Birgitta hoppade av gymnasiet i tonåren för att börja jobba istället. Hon fick direkt jobb i vården och arbetade sedan som vårdbiträde och lokalvårdare, först i Stockholm och senare i Töreboda. Vid 38 år års ålder bestämde hon sig för att skaffa sig en akademisk utbildning.
- Jag inledde med att läsa tekniskt basår, men innan dess hade jag läst in sista terminen i nian och hela gymnasiet på komvux.
Birgitta började sedan på programmet för systemprogrammering utan att veta så mycket om vad det innebar.
- Men det visade sig att det var väldigt roligt! Det innehöll mycket matematik, första året läste jag hälften matte, hälften programmering. Jag hade redan tidigare upptäckt att jag hade lätt för matte och det här var ett bra sätt att förena nytta med nöje.

Övertalad att fortsätta
När hon gjort klart sin grundutbildning blev hon övertalad att fortsätta. Hon läste magisteråret samtidigt som hon undervisade och under magisteråret blev hon erbjuden att doktorera.
- Jag blev anställd som doktorand i januari 2000 och inskriven vid Linköpings universitet.
Större delen av doktorandtiden har hon doktorerat på halvtid och undervisat på halvtid. Forskningen har hon bedrivit i forskningsgruppen för distribuerade realtidssystem och hon har presenterat ett antal forskningsartiklar i olika internationella sammanhang.
- Det är oerhört roligt att delta i konferenser och få andra forskares bekräftelse på att den egna forskningen håller en hög internationell standard.
Och i början av mars 2009 var avhandlingen klar.

Om testbarhet hos system
Avhandlingen handlar om testbarhet hos en viss typ av datorsystem. Dessa system reagerar på händelser i sin omgivning. Det kan till exempel handla om att stoppa en maskin då något fastnar eller att hantera något som kommer på ett löpande band. Systemet måste agera punktligt, det vill säga varken för tidigt eller för sent.
- Den här typen av system, händelsestyrda realtidssystem, är erkänt svåra att testa. En anledning är att de måste fungera både med avseende på vad de gör och när de gör det. En annan anledning är att de här systemen styrs av en omgivning som ofta är oförutsägbar, det vill säga man vet inte i förväg när händelserna inträffar, säger Birgitta.

Viktigt att testa programvara
De senaste decennierna har vi alla blivit mer och mer beroende av programvara av olika slag. Mycket är för nöje, till exempel dataspelen, annat är vi mer beroende av, till exempel mobiltelefonen, ytterligare annat anförtror vi våra liv, till exempel bilens styrsystem. Det är naturligtvis viktigt att dessa programvaror testas noga. Genom att köra dem och studera vad som händer när man gör olika saker med dem försöker testaren avgöra om programmet eller systemet går att lita på. Hur lätt eller svårt detta är beror till stor del på vilken typ av program eller system det handlar om.
- Varför är det då så svårt att testa vissa system? Jag ger ett bidrag till svaret på den frågan. Ju bättre vår kunskap är om vad som gör program svåra att testa, desto större möjlighet har vi att utveckla nya program som är enklare att testa.

Agerar olika på given situation
Det finns teorier kring vilka egenskaper det är hos de händelsestyrda realtidssystemen som gör dem så svåra att testa. I avhandlingen finns en översikt över forskning som handlar om testbarhet hos programvara och realtidssystem. Översikten visar att en av de saker som gör händelsestyrda system svåra att testa är att de kan agera olika på en given situation. Det innebär att även om man testat vad systemet gör när en viss situation uppstår så vet man inte om det kommer att göra på samma sätt nästa gång samma situation uppstår. Beteendet är till viss del oförutsägbart.

Undersöker egenskaper som påverkar
- I avhandlingen undersöker jag några av de egenskaper som sägs påverka testbarheten då man ska testa systemets punktlighet. Det handlar om begränsande egenskaper som sägs öka testbarheten utan att göra systemet mindre händelsestyrt. Genom att undersöka hur antalet beteenden, det vill säga förutsägbarheten hos systemet förändras när jag varierar de här egenskaperna kan jag avgöra deras betydelse för testbarheten, berättar Birgitta.

Två av tre egenskaper påverkar
Resultatet visar att två av de undersökta egenskaperna har en tydlig inverkan på antalet beteenden medan den tredje inte visade någon påverkan alls. Birgitta har även undersökt om egenskaperna passar in i händelsestyrda system. Det vill säga om man verkligen kan hävda att systemet fortfarande är händelsestyrt då man begränsar det. Hennes slutsats är att två av egenskaperna går utmärkt att använda i händelsestyrda system medan den tredje kan vara mindre lämplig i vissa system eftersom den faktiskt inte är helt förenlig med en händelsestyrd semantik så som den beskrivs i litteraturen.

Metod för att identifiera beteenden
För att genomföra undersökningen har Birgitta tagit fram en metod som gör det möjligt att identifiera en mängd beteenden.
- Verktyg för att undersöka beteendet hos ett system, så kallade "model checkers" är mycket användbara men det finns två problem med dessa. Det första problemet är att verktyget endast kan ge exempel på ett beteende i taget. För att få alla beteenden måste man be verktyget att ge andra exempel tills det inte finns fler. Det andra problemet är att verktyget är mycket resurskrävande, framförallt vad gäller datorns minne. Om datorn får slut på minne när verktyget söker efter nya beteenden, så vet vi inte hur stor andel av alla möjliga beteenden vi lyckats få. Min metod gör det möjligt att identifiera samtliga beteenden, samtidigt som minnesproblemet reduceras väsentligt. Metoden är avgörande för att genomföra experimentet men den är också intressant därför att den öppnar upp för nya metoder att testa programvaror.

Efter avhandlingen
Birgitta Lindström vill gärna fortsätta att forska och använda de kontakter hon fått under doktorandtiden. Tillsammans med två kollegor har hon också tagit fram ett nytt utbildningsprogram vid Högskolan i Skövde. Programmet heter "webbutvecklare-programmering" och Birgitta är programansvarig tillsammans med en av kollegorna.
- Det är ett bra söktryck till programmet, vilket känns roligt. Numera är det inte alltid så lätt att rekrytera studenter till den här typen av datautbildningar. Vi har också upplevt ett starkt intresse för programmet från företag. De har redan jobb till våra studenter. Företagen får dock hålla sig till tåls tills de första studenterna tar examen, säger hon.

Mer information kontakta: Birgitta Lindström tfn:
0500-44 83 68 eller 070-204 64 21.

Presskontakt: Kristina Appelqvist tfn 0500- 44 80 24