随机模型检测连续时间Markov过程

功能正确和性能可满足是复杂系统可信要求非常重要的两个方面。从定性验证和定量分析相结合的角度,对复杂并发系统进行功能验证和性能分析,统一地评估系统是否可信。连续时间Markov决策过程CTMDP(Continuous time Markov decision process)能够统一刻画复杂系统的概率选择、随机时间及不确定性等重要特征。提出用CTMDP作为系统定性验证和定量分析模型,将复杂系统的功能验证和性能分析转化为CTMDP中的可达概率求解,并证明验证过程的正确性,最终借助模型检测器MRMC(Markov Reward Model Chcckcr)实现模型检测。理论分析表明,提出的针对CI'MDP模型的验证需求是必要的,验证思路和方法具有可行性。     

一种刻画功能和时间空间性能的统一验证模型atsFPM

对复杂信息系统的功能、性能进行组合验证,进而评估系统是否安全、可信,是当前的研究热点,但目前缺乏增加空间约束的验证模型.文章扩展已有的功能、性能验证模型,在状态空间上定义空间要求函数,提出一种刻画功能、时间和空间性能的统一验证模型atsFPM.给出基于正则式的路径范式描述信息系统行为的功能属性,给出atsFPM模型的语法和语义,构造路径范式与系统模型的积自动机,证明积自动机与原始模型在功能刻画、时间和空间描述上的等价,提出针对atsFPM的功能性能组合模型验证算法.实例分析表明,atsFPM统一验证模型能够有效解决信息系统功能和性能的组合分析问题,确保系统正确、安全、可信.     

云计算环境下聚合服务的随机模型检测

当前缺乏对聚合云服务正确性、响应时间和费用约束统一进行验证的有效方法。扩展基本工作流模式,增强概率、随机、不确定选择的刻画能力,用于定义聚合云服务的服务流程,将流程定义转换为连续时间Markov回报过程,扩展连续随机回报逻辑CSRL,用以刻画增强行为描述的统一验证属性,给出随机模型检测方法。分析表明,该方法能有效刻画运行时云服务动态行为并对其正确性、可靠性进行验证。     

连续时间Markov决策过程互模拟等价及逻辑保持

模型检测中,Markov决策过程可以建模具有不确定性的系统,然而状态空间爆炸问题将会影响系统验证的成败与效率,互模拟等价可以用于系统状态的简约.在强互模拟关系的基础上,给出Markov决策过程模型弱互模拟等价关系的概念,导出了连续时间Markov决策过程及其内嵌离散时间Markov决策过程互模拟等价关系的内在联系;在强互模拟等价关系逻辑特征保持的基础上,给出弱互模拟等价关系下的逻辑保持性质,证明了弱互模拟等价的两个状态,同时满足除下一步算子外的连续随机逻辑公式,从而可以将原模型中的验证问题转换为简约后模型的验证问题,提高验证的效率.     

基于模型检测的微服务组合平台QoS验证

针对当前缺少对微服务组合平台的服务质量（QoS）指标进行分析验证的问题,提出一种基于模型检测的形式化验证方法,对影响微服务平台性能的因素进行分析评估。首先,将微服务组合的服务资源配置过程划分为服务请求、资源配置和服务执行3个阶段,并分别由服务请求队列、服务请求配置器和提供服务资源的虚拟机等模块实现;其次,将各个模块的实现过程建模为带标记Markov回报模型（LMRM）,借助类似于进程代数的同步概念获得微服务组合过程的全局模型;接着,用连续随机回报逻辑公式刻画期望的QoS指标;最后,将形式模型与逻辑公式作为模型检测工具PRISM的输入以获得验证结果。实验结果表明,LMRM可较好地用于微服务组合平台的建模和QoS验证分析。     

基于模型检测的微服务组合平台QoS验证

针对当前缺少对微服务组合平台的服务质量（QoS）指标进行分析验证的问题，提出一种基于模型检测的形式化验证方法，对影响微服务平台性能的因素进行分析评估。首先，将微服务组合的服务资源配置过程划分为服务请求、资源配置和服务执行3个阶段，并分别由服务请求队列、服务请求配置器和提供服务资源的虚拟机等模块实现；其次，将各个模块的实现过程建模为带标记Markov回报模型（LMRM），借助类似于进程代数的同步概念获得微服务组合过程的全局模型；接着，用连续随机回报逻辑公式刻画期望的QoS指标；最后，将形式模型与逻辑公式作为模型检测工具PRISM的输入以获得验证结果。实验结果表明，LMRM可较好地用于微服务组合平台的建模和QoS验证分析。     

CTMDP基于随机平稳策略的仿真优化算法

基于Markov性能势理论和神经元动态规划(NDP)方法,研究一类连续时间Markov决 策过程(MDP)在随机平稳策略下的仿真优化问题,给出的算法是把一个连续时间过程转换成其 一致化Markov链,然后通过其单个样本轨道来估计平均代价性能指标关于策略参数的梯度,以 寻找次优策略,该方法适合于解决大状态空间系统的性能优化问题.并给出了一个受控Markov 过程的数值实例.     

多线程程序时序分析的隐Markov模型

针对多线程程序数据竞争分析与检测困难的问题,提出一种基于隐Markov 模型的多线程程序时序分析方法.用随机变量不确定性刻画不同线程之间时序上的交互关系,分析数据竞争条件下程序不确定结果的概率分布情况;建立多线程程序时序分析的隐Markov 模型,使用Baum-Welch 和前向算法仿真上下文对程序实际运行状态的影响.实验结果表明,该模型能够快速有效反映多线程执行时序,用于指导多线程程序时序竞争检测过程.     

动态电源管理的随机切换模型与策略优化

提出一种基于连续时间Markov决策过程的动态电源管理策略优化方法.通过建立动态电源管理系统的随机切换模型,将动态电源管理问题转化为带约束的策略优化问题,并给出一种基于矢量合成的策略梯度优化算法.随机切换模型对动态电源管理系统的描述精确,策略优化算法简便有效,既能离线计算,也适用于在线优化.仿真实验验证了该方法的有效性.     

机会式频谱接入优化问题的研究

研究机会式频谱接入技术中探测与接入策略的优化问题.首先,以与原问题等价的信度马尔可夫决策过程为基本模型,基于性能势的核心概念,从性能灵敏度的角度出发,分析不同策略下系统的性能差异,给出了优化探测与接入策略的迭代算法;然后,通过分析系统的样本路径,结合该问题中连续状态空间可集结的特点,进一步讨论了策略迭代算法的基于样本路径的具体实现.两个仿真示例验证了算法的有效性.