Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » PDF-файлы » 5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008)

5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008) (5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008).pdf), страница 10

PDF-файл 5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008) (5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008).pdf), страница 10 Математические методы верификации схем и программ (63287): Книга - 10 семестр (2 семестр магистратуры)5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008) (5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008).pdf) - PDF, страница 10 (63287) - СтудИзба2020-08-25СтудИзба

Описание файла

PDF-файл из архива "5. Principles of Model Checking. Baier_ Joost (2008).pdf", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "математические методы верификации схем и программ" из 10 семестр (2 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 10 страницы из PDF

In the following, let δrj denote the transitionfunction for register rj resulting from the circuit diagram. Then:τ(a1 , . . . , an , c1 , . . . , ck )( a1 , . . . , an , c1 , . . . , ck ) −→ input evaluation register evaluationif and only if cj = δrj (a1 , . . . , an , c1 , . . . , ck ). Assuming that the evaluation of input bitschanges nondeterministically, no restrictions on the bits a1 , .

. . , an are imposed.It is left to the reader to check that applying this recipe to the example circuit in the leftpart of Figure 2.2 indeed results in the transition system depicted in the right part of thatfigure.Data-Dependent SystemsThe executable actions of a data-dependent system typically result from conditional branching, as inif x%2 = 1 then x := x + 1 else x := 2·x fi.In principle, when modeling this program fragment as a transition system, the conditionsof transitions could be omitted and conditional branchings could be replaced by nondeterminism; but, generally speaking, this results in a very abstract transition system forwhich only a few relevant properties can be verified. Alternatively, conditional transitionscan be used and the resulting graph (labeled with conditions) can be unfolded into a transition system that subsequently can be subject to verification. This unfolding approach isdetailed out below.

We first illustrate this by means of an example.Example 2.12.Beverage Vending Machine RevisitedConsider an extension of the beverage vending machine described earlier in Example 2.2(page 21) which counts the number of soda and beer bottles and returns inserted coins if thevending machine is empty. For the sake of simplicity, the vending machine is representedby the two locations start and select. The following conditional transitionstrue : coin→ selectstart andtrue : refillstart → startmodel the insertion of a coin and refilling the vending machine.

Labels of conditionaltransitions are of the form g : α where g is a Boolean condition (called guard), and α isan action that is possible once g holds. As the condition for both conditional transitions30Modelling Concurrent Systemsabove always holds, the action coin is always enabled in the starting location. To keepthings simple, we assume that by refill both storages are entirely refilled. Conditionaltransitionsnsoda > 0 : sget→ startselect andnbeer > 0 : bgetselect → startmodel that soda (or beer) can be obtained if there is some soda (or beer) left in the vendingmachine. The variables nsoda and nbeer record the number of soda and beer bottles in themachine, respectively.

Finally, the vending machine automatically switches to the initialstart location while returning the inserted coin once there are no bottles left:nsoda = 0 ∧ nbeer = 0: ret coin→ startselect Let the maximum capacity of both bottle repositories be max . The insertion of a coin(by action coin) leaves the number of bottles unchanged. The same applies when a coinis returned (by action ret coin).

The effect of the other actions is as follows:ActionrefillsgetbgetEffectnsoda := max ; nbeer := maxnsoda := nsoda − 1nbeer := nbeer − 1The graph consisting of locations as nodes and conditional transitions as edges is nota transition system, since the edges are provided with conditions. A transition system,however, can be obtained by “unfolding” this graph. For instance, Figure 2.3 on page 31depicts this unfolded transition system when max equals 2.

The states of the transitionsystem keep track of the current location in the graph described above and of the numberof soda- and beer bottles in the vending machine (as indicated by the gray and black dots,respectively, inside the nodes of the graph).The ideas outlined in the previous example are formalized by using so-called programgraphs over a set Var of typed variables such as nsoda and nbeer in the example. Essentially, this means that a standardized type (e.g., boolean, integer, or char) is associatedwith each variable. The type of variable x is called the domain dom(x) of x.

Let Eval(Var)denote the set of (variable) evaluations that assign values to variables. Cond(Var) is theset of Boolean conditions over Var, i.e., propositional logic formulae whose propositionalsymbols are of the form “x ∈ D” where x = (x1 , . . . , xn ) is a tuple consisting of pairwisedistinct variables in Var and D is a subset of dom(x1 ) × . . . × dom(xn ). The proposition(−3 < x − x 5) ∧ (x 2·x ) ∧ (y = green),for instance, is a legal Boolean condition for integer variables x and x , and y a variablewith, e.g., dom(y) = { red, green }.

Here and in the sequel, we often use simplified notationsTransition Systems31refillrefillstartrefillcoinselectbeersodastartstartcoinselectbgetcoinsgetselectsgetstartbgetstartstartcoincoinselectcoinselectsgetselectsgetbgetbgetstartstartcoincoinselectselectsgetbgetstartcoinret coinselectFigure 2.3: Transition system modeling the extended beverage vending machine.32Modelling Concurrent Systemsfor the propositional symbols such as “3 < x − x 5” instead of “(x, x ) ∈ { (n, m) ∈IN2 | 3 < n − m 5 }”.Initially, we do not restrict the domains. dom(x) can be an arbitrary, possibly infinite,set. Even if in real computer systems all domains are finite (e.g., the type integer onlyincludes integers n of a finite domain, like −216 < n < 216 ), then the logical or algorithmicstructure of a program is often based on infinite domains.

The decision which restrictionson domains are useful for implementation, e.g., how many bits should be provided forrepresentation of variables of type integer is delayed until a later design stage and isignored here.A program graph over a set of typed variables is a digraph whose edges are labeled withconditions on these variables and actions. The effect of the actions is formalized by meansof a mappingEffect : Act × Eval(Var) → Eval(Var)which indicates how the evaluation η of variables is changed by performing an action. If,e.g., α denotes the action x := y+5, where x and y are integer variables, and η is theevaluation with η(x) = 17 and η(y) = −2, thenEffect(α, η)(x) = η(y) + 5 = −2 + 5 = 3, and Effect(α, η)(y) = η(y) = −2.Effect(α, η) is thus the evaluation that assigns 3 to x and −2 to y.

The nodes of aprogram graph are called locations and have a control function since they specify whichof the conditional transitions are possible.Definition 2.13.Program Graph (PG)A program graph PG over set Var of typed variables is a tuple (Loc, Act, Effect, →, Loc0 , g0 )where• Loc is a set of locations and Act is a set of actions,• Effect : Act × Eval(Var) → Eval(Var) is the effect function,• → ⊆ Loc × Cond(Var) × Act × Loc is the conditional transition relation,• Loc0 ⊆ Loc is a set of initial locations,• g0 ∈ Cond(Var) is the initial condition.Transition Systems33g:αThe notation → is used as shorthand for (, g, α, ) ∈ →. The condition g is alsog:αcalled the guard of the conditional transition → . If the guard is a tautology (e.g.,αg = true or g = (x < 1) ∨ (x 1)), then we simply write → .The behavior in location ∈ Loc depends on the current variable evaluation η.

A nong:αdeterministic choice is made between all transitions → which satisfy condition g inevaluation η (i.e., η |= g). The execution of action α changes the evaluation of variablesaccording to Effect(α, ·). Subsequently, the system changes into location . If no suchtransition is possible, the system stops.Example 2.14.Beverage Vending MachineThe graph described in Example 2.12 (page 29) is a program graph. The set of variablesisVar = { nsoda , nbeer }where both variables have the domain { 0, 1, .

. . , max }. The set Loc of locations equals{ start , select } with Loc0 = { start }, andAct = { bget , sget, coin, ret coin, refill } .The effect of the actions is defined by:Effect(coin, η)Effect(ret coin, η)Effect(sget, η)Effect(bget, η)Effect(refill , η)=====ηηη[nsoda := nsoda−1]η[nbeer := nbeer −1][nsoda := max , nbeer := max ]Here, η[nsoda := nsoda−1] is a shorthand for evaluation η with η (nsoda) = η(nsoda)−1and η (x) = η(x) for all variables different from nsoda. The initial condition g0 states thatinitially both storages are entirely filled, i.e., g0 = (nsoda = max ∧ nbeer = max ).Each program graph can be interpreted as a transition system.

The underlying transitionsystem of a program graph results from unfolding. Its states consist of a control component,i.e., a location of the program graph, together with an evaluation η of the variables.States are thus pairs of the form , η. Initial states are initial locations that satisfy theinitial condition g0 . To formulate properties of the system described by a program graph,the set AP of propositions is comprised of locations ∈ Loc (to be able to state at whichcontrol location the system currently is), and Boolean conditions for the variables.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5140
Авторов
на СтудИзбе
441
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее