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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
时序逻辑程序的形式化验证对提高程序的正确性具有重要意义。基于自动机的理论,用标签转移系统(S)表示程序的行为,用时序逻辑公式(F)描述程序的性质,构建相应的Büchi自动机,从而证明形式化公式SF是否可满足。  相似文献   

2.
对Büchi自动机进行优化是提高基于自动机的模型检测效率的重要手段.对直接模拟关系、延迟模拟关系和公平模拟关系的概念,进行了比较,并探讨了基于这些模拟关系的自动机优化方法.基于左右语言的优化是完全基于自动机理论的优化方法,于是深入探讨了利用左右语言对Büchi自动机的优化绍方法.最后对未来的研究方向作了简要的介绍.  相似文献   

3.
易锦  张文辉 《软件学报》2006,17(4):720-728
目前的模型检测方法中,有一种方法是基于自动机来实现的.具体做法是:将抽象出的系统模型用Büchi自动机来表示,将需要验证的性质用LTL(linear temporal logic)公式来表达;然后将LTL公式取反后转化为Büchi自动机,并检查这两个自动机接受语言之间的包含关系.有一类LTL公式转化为Büchi自动机的算法是:在计算过程中,首先得到一个标注在迁移上的扩展Büchi自动机(transition-based generalized Büchi automaton,简称TGBA),然后把这种扩展Büchi自动机转换成非扩展的Büchi自动机.针对这类转换算法,根据Büchi自动机接受语言的特点,重新定义了基于迁移的扩展Büchi自动机的求交运算,减少了需要复制的状态个数,使转换后的自动机具有较少的状态.测试的结果表明:对随机产生的公式,新算法相对于以往的算法有明显的优势.  相似文献   

4.
基于左右语言的优化是完全基于自动机理论的优化方法.所谓左语言是指从初始状态到指定状态的语言,而右语言是指从指定状态到接受状态的语言.K-模拟为左右语言的计算提供了一个高效的算法,研究了基于K-模拟的左右语言的Kripke结构、Büchi自动机的优化方法.  相似文献   

5.
王婷  陈铁明  刘杨 《软件学报》2016,27(3):580-592
精化检测是一种重要的形式化验证方法,将系统实现和性质规约用相同形式化语言进行建模,如能证明两者间存在某种精化关系且该关系能够维持性质,可得出系统实现满足性质规约.为验证不同类型的系统性质, traces、stable failures和failures-divergence精化检测方法已被提出.精化检测算法依赖于子集构造,因而其面临状态空间爆炸问题.近年来,已有学者针对NFA语言包含问题提出了基于模拟关系的状态空间消减方法,大大提高了算法性能,且该方法能直接用于traces精化检测.在此基础上,本文提出了基于模拟关系的stable failures和failures-divergence精化检测方法.此外,本文还将精化检测扩展到了时间系统的验证中,提出了基于模拟关系的时间自动机traces精化检测方法.实验结果表明,基于模拟关系的算法效率有很大提高.  相似文献   

6.
模糊语言的研究是形式语言研究的焦点之一,然而如何对模糊语言进行刻画甚至更好地分类是其中一个重要研究方向.文章在模糊ω-语言的研究基础上,从模糊逻辑角度研究了模糊ω-正则语言的等价刻画.首先借助广义子集构造方法,证明了任一模糊Büchi自动机与具有分明初始状态和状态转移函数且具有模糊终状态的模糊Büchi自动机是等价的,藉此研究了模糊ω-正则语言的代数刻画和层次刻画,讨论了模糊ω-正则语言关于正则运算的封闭性;其次引入单体二阶(L)ukasiewicz逻辑的概念,给出模糊Büchi自动机识别语言的等价逻辑刻画;最后通过引入ω-星自由和ω-非周期模糊ω-语言,利用“层次化”处理技巧得到了多值逻辑意义下的分类定理,对模糊ω-正则语言给出了一种分类方法.  相似文献   

7.
利用自动机理论模型检验算法,检验车站联锁逻辑的有色Petri网模型是否满足预期的性能。通过采用带标签的广义Büchi自动机(LGBA)构建线性时态逻辑,有效地解决了模型检验中的状态空间爆炸问题。该方法的研究增强了有色Petri网的分析和验证能力,利用该方法对车站联锁逻辑的实际问题进行了性能验证。  相似文献   

8.
无限字自动机的确定化是理论计算机研究重要的一部分,在形式化验证,时序逻辑,模型检测等方面有重要应用.自Büchi自动机提出半个世纪以来,其自动机的确定化算法始终是其中的基础.有别于当初只是在理论上对其大小上下界的探索,利用日新月异的高性能计算机技术不失为一种有效的辅助手段.为了深入研究非确定性Büchi自动机确定化算法的实现过程,我们希望重点研究确定化过程中的索引能否继续被优化的问题,实现了确定化研究工具NB2DR.可以对非确定性Büchi自动机进行高效的确定化,并通过工具提供的分析其确定化过程来达到对其确定化算法改进的目的.通过对生成的确定性无限字自动机的索引的深入分析来探索相关索引的理论.该工具还实现了可以根据需要的Büchi自动机的大小与字母表参数,生成确定化的Rabin自动机族,亦可以反向根据需要的指定索引的大小来生成全部Büchi自动机族,测试生成无限字自动机的等价性等功能.  相似文献   

9.
在实时系统的形式验证中,为了直接验证带有明显时间约束的性质,选用了一种被广泛接受的(线性时间)实时时序逻辑——度量区时序逻辑来描述待验证的性质;提出了基于迁移的扩展时间B chi自动机;构建了度量区时序逻辑的基于迁移的扩展时间B chi自动机。这样扩展了已有实时系统模型检测工具的性质规范语言的表达能力,使其能直接处理和验证带有明显时间约束的性质。实现的工具表明,该算法有效且可行,并且显著地减少了结果自动机节点和迁移的数量,从而降低了结果自动机的大小,有利于进一步的模型检测过程。  相似文献   

10.
模型检验是一种重要的形式化自动验证技术。Statecharts是一种用以规约复杂反应式系统行为的可视化语言。为了验证Statecharts模型是否满足所期望的性质,该文给出了一种基于EHA模型检验Statecharts的方法,首先把Statecharts转换为EHA,通过其操作语义得到Büchi自动机,然后与LTL公式所得的Büchi自动机相乘,最后检查该乘积自动机所能接受的语言是否为空,来判断是否满足所期望的性质。  相似文献   

11.
We describe an efficient CTL* model checking algorithm based on alternating automata and games. A CTL* formula, expressing a correctness property, is first translated to a hesitant alternating automaton and then composed with a Kripke structure representing the model to be checked, after which this resulting automaton is then checked for nonemptiness. We introduce the nonemptiness game that checks the nonemptiness of a hesitant alternating automaton (HAA). In the same way that alternating automata generalise nondeterministic automata, we show that this game for checking the nonemptiness of HAA, generalises the nested depth-first algorithm used to check the nonemptiness of nondeterministic Büchi automata (used in Spin).  相似文献   

12.
State-of-the-art algorithms for on-the-fly automata-theoretic LTL model checking make use of nested depth-first search to look for accepting cycles in the product of the system and the Büchi automaton. Here, we present two new single depth-first search algorithms that accomplish the same task. The first is based on Tarjan's algorithm for detecting strongly connected components, while the second is a combination of the first and Couvreur's algorithm for finding acceptance cycles in the product of a system and a generalized Büchi automaton. Both new algorithms report an accepting cycle immediately after all transitions in the cycle have been investigated. We show their correctness, describe efficient implementations and discuss how they interact with some other model checking techniques, such as bitstate hashing. The algorithms are compared to the nested search algorithms in experiments on both random and actual state spaces, using random and real formulas. Our measurements indicate that our algorithms investigate at most as many states as the old ones. In the case of a violation of the correctness property, the algorithms often explore significantly fewer states.  相似文献   

13.
模型检验是一种重要的形式化自动验证技术,通过状态空间搜索来保证软硬件设计的正确性。由于TCTL不是针对时间自动机,而是针对有限状态变迁系统的,从而无法使用TCTL直接对时间自动机进行模型检验。给出了一种从时间自动机到有限状态变迁系统的方法,并在不改变时间自动机的语义上,使时间自动机等价后的域状态数尽可能少,在一定程度上有效地解决了状态空间爆炸问题。  相似文献   

14.
We introduce a graphical interactive tool, named GOAL, that can assist the user in understanding Büchi automata, linear temporal logic, and their relation. Büchi automata and linear temporal logic are closely related and have long served as fundamental building blocks of linear-time model checking. Understanding their relation is instrumental in discovering algorithmic solutions to model checking problems or simply in using those solutions, e.g., specifying a temporal property directly by an automaton rather than a temporal formula so that the property can be verified by an algorithm that operates on automata. One main function of the GOAL tool is translation of a temporal formula into an equivalent Büchi automaton that can be further manipulated visually. The user may edit the resulting automaton, attempting to optimize it, or simply run the automaton on some inputs to get a basic understanding of how it operates. GOAL includes a large number of translation algorithms, most of which support past temporal operators. With the option of viewing the intermediate steps of a translation, the user can quickly grasp how a translation algorithm works. The tool also provides various standard operations and tests on Büchi automata, in particular the equivalence test which is essential for checking if a hand-drawn automaton is correct in the sense that it is equivalent to some intended temporal formula or reference automaton. Several use cases are elaborated to show how these GOAL functions may be combined to facilitate the learning and teaching of Büchi automata and linear temporal logic. This work was partially supported by the National Science Council, Taiwan (R.O.C.) under grants NSC94-2213-E-002-089, NSC95-2221-E-002-127, NSC95-3114-P-001-001-Y02 (iCAST 2006), NSC96-3114-P-001-002-Y (iCAST 2007), and NSC97-2221-E-002-074-MY3.  相似文献   

15.
Of special interest in formal verification are safety properties, which assert that the system always stays within some allowed region. Proof rules for the verification of safety properties have been developed in the proof-based approach to verification, making verification of safety properties simpler than verification of general properties. In this paper we consider model checking of safety properties. A computation that violates a general linear property reaches a bad cycle, which witnesses the violation of the property. Accordingly, current methods and tools for model checking of linear properties are based on a search for bad cycles. A symbolic implementation of such a search involves the calculation of a nested fixed-point expression over the system's state space, and is often infeasible. Every computation that violates a safety property has a finite prefix along which the property is violated. We use this fact in order to base model checking of safety properties on a search for finite bad prefixes. Such a search can be performed using a simple forward or backward symbolic reachability check. A naive methodology that is based on such a search involves a construction of an automaton (or a tableau) that is doubly exponential in the property. We present an analysis of safety properties that enables us to prevent the doubly-exponential blow up and to use the same automaton used for model checking of general properties, replacing the search for bad cycles by a search for bad prefixes.  相似文献   

16.
雷丽晖  王静 《计算机科学》2018,45(4):71-75, 88
分布式模型检测是一种缓解状态空间爆炸的有效途径,已有文献提出了定性的分布式模型验证算法,然而定量LTL验证算法并行化问题还未得到有效解决。对此,展开两个方面的工作:提出一种新的动态系统状态空间划分方法;在定性LTL分布式验证算法的基础上给出了定量模型检测并行化验证算法。首先,将系统模型转化为可能的Kripke结构并选取一个并发分量,依据状态之间的关系完成系统状态的分割,使得关系紧密的状态尽可能分布在同一个计算节点上;其次,调整划分结果以使得计算负载平衡;然后,将划分结果与其他并发分量的状态进行叉乘,以完成系统状态空间的划分;最后,将待检测性质用自动机表示,在两者的乘积上,利用扩展的基于嵌套DFS的分布式验证算法完成系统的定量验证。  相似文献   

17.
自动验证并发实时系统的线性时段性质   总被引:1,自引:0,他引:1  
介绍了一个就线性时段性验证实时系统正确性的工具的设计思想以及相关算法,使用时间自动机作为产时系统的描述模型,同时,为了便珩描述并发实时系统,使用带共享变量和通道的时间自动机网作为模型描述并发实时系统,在检验时间自动机网时,用户可以使用工具提供的合成程序将其合并为一个时间自动机然后进行检验,由于时间自动机的状态空间是无究的,通过引入整数状态和状态等价关系的概念,将整个状态0空间划分为有限的状态等价类空间,模型检验过程只需要通过对等价类空间的搜索就可以完成,但往往等价类空间的规模很大,超出了现在计算机的处理能力,原始搜索算法仅仅在理论上是可知地的,为了增工具的使用性,工具中使用的算法运用了一些优化技术来避免对等价类空间的穷尽搜索,使得工具在使用时具有比较好的时间和空间效率。  相似文献   

18.
Tableau-based automata construction for dynamic linear time temporal logic*   总被引:1,自引:0,他引:1  
We present a tableau-based algorithm for obtaining a Büchi automaton from a formula in Dynamic Linear Time Temporal Logic (DLTL), a logic which extends LTL by indexing the until operator with regular programs. The construction of the states of the automaton is similar to the standard construction for LTL, but a different technique must be used to verify the fulfillment of until formulas. The resulting automaton is a Büchi automaton rather than a generalized one. The construction can be done on-the-fly, while checking for the emptiness of the automaton. We also extend the construction to the Product Version of DLTL.*This research has been partially supported by the project MIUR PRIN 2005 ‘Specification and verification of agent interaction protocols’.  相似文献   

19.
李保罗  蔡明钰  阚震 《控制与决策》2023,38(7):1835-1844
针对动态不确定环境下机器人执行复杂任务的需求,提出一种线性时序逻辑(linear temporal logic, LTL)引导的无模型安全强化学习算法,能在最大化任务完成概率的同时保证学习过程的安全性.首先,综合考虑环境中的不确定因素,构建马尔可夫决策过程(Markov decision process, MDP),再用LTL刻画智能体的复杂任务,将其转化为有多接受集的基于转移的有限确定性广义布奇自动机(transition-based limit deterministic generalized Büchi automaton, t LDGBA),并通过接受边界函数构建可记录当前待访问接受集的约束型tLDGBA (constrained tLDGBA,ctLDGBA);其次,构建乘积MDP用于强化学习搜索最优策略;最后,基于LTL对安全性的描述和MDP的观测函数构建安全博弈,并根据安全博弈设计安全盾机制保证系统在学习过程中的安全性.严格的分析证明了所提出的算法能获得最大化LTL任务完成概率的最优策略.仿真结果验证了LTL引导的安全强化学习算法的有效性.  相似文献   

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