并发系统的操作时序逻辑描述和验证

1.引言 近年来,为了在开发一个复杂系统的过程中尽量提高系统的正确性,减少开发过中重复、较琐的工作,国内外许多学者都从逻辑的角度进行研究,用逻辑系统对并发系统程序行描述、验证,以期通过逻辑系统的简洁和严密来保证友型并发系统的正确     

用于反应系统的修改时序逻辑

本文提出了一个用于反应系统规范及验证的修改时序逻辑．它包含一个用于显示区分程序执行步同环境执行步的机制．环境的特性可以在系统开发时进行考虑．文中首先给出了程序的一个可复合计算模型──模块转换系统．基于此模型，给出了修改时序逻辑以及它的证明规则．本文提出的方法基于Manna－Pnueli的时序逻辑框架．经典的资源分配问题的例子用于说明此方法．最后给出了并行复合原理，它可以看成是Abadi和LamPort的关于复合假设／保证规范研究工作的具体应用．     

时序逻辑控制系统的形式变换

目前在智能控制的研究中存在着一系列重要问题。其中有:(1)如何将人工智能与控制理论结合起来?(2)怎样对智能控制系统进行分析、综合?针对这些问题,本文提出了以数举模型形式表达基于浅层知识的系统的思想,并采用了时序逻辑描述了控制系统和系统理论中的一些基本定义,给出了这类系统的形式变换方式,这些工作对上述问题的研究具有一定的意义.     

基于时序Petri网的联锁逻辑形式建模与验证

时序Petri网结合Petri和时序逻辑的优点,清晰简洁地描述并发系统事件间的时序和因果关系,包括系统的最终性和公平性。文章给出安全苛求系统——车站信号联锁逻辑系统的时序Petri网描述,并使用时序逻辑描述系统状态的时序和因果关系,最后通过分析和验证模型的性质得出系统是正确的。     

基于时序逻辑的超文本描述

将基于时序逻辑的多媒体脚本描述模型从线性顺序时空关系描述推广到非线性时空关系的文本描述,提出了一种新的超文本模型,通过该模型可将超文本的观点,链和超文本结构的逐步求精过程在一个统一的框架内描述,使用该模型设计的一个超文本标注语言已经实现,并基于该语言开发了一个交互式超文本编著环境。     

时序逻辑语言XYZ/E中指针的形式化表示与验证

指针是一种重要的数据类型,使用指针能使程序更加有效和优美.可是指针却以不易驾御而闻名,至今在时序逻辑语言中未见到对它的形式化工作.XYZ/E既是一个时序逻辑系统也是一个程序设计语言,它能表示普通高级语言中几乎所有的重要机制.本文主要讨论在时序逻辑语言XYZ/E中指针的形式化表示问题以及在结构化XYZ/SE程序中指针的验证问题.     

基于时序逻辑的时序数据库中知识发现方法

知识发现是一个众多学科诸如人工智能、机器学习、模式识别、统计学、数据库和知识库、数据可视化等相互交叉、融合所形成的一个新兴的且具有广阔应用前景的领域。目前国际上对知识发现的研究与开发进展很快。众多现实世界(如天气预报、电信、金融)的数据库中数据都是随时间变化的,即数据具有时序性。目前,时序数据库中的知识发现问题正逐渐引起KDD研究者的兴趣。本文首先给出时     

并发系统的模型和自动验证

时序逻辑可以很好地应用于描述和验证并发系统的动态特性。AMC(Model Checker for Asynchronous concurrent systems)代替传统的从公理出发的形式推导,将并发系统描述转换为系统状态模型,然后应用模型实现对系统时序特性的自动验证。AMC能处理一般形式的合理性问题,并能对大的并发系统进行层次结构模型验证。     

基于组合逻辑最小化技术的时序逻辑综合方法

介绍一种以组合逻辑最小化工具为基础，提出按满足压缩状态表约束关系进行状态分配的新思想，通过一系列的转换，可完成从描述时序逻辑的原始状态表到满足该状态表状态转换要求的由ＰＬＡ作为组合逻辑部件的时序逻辑电路的转换。由于该时序逻辑综合新方法在处理过程中要涉及解大型覆盖表的问题，为此提出满足压缩状态表约束关系的状态分配的简化算法。文中用一些实例说明简化算法的具体运算过程。结果表明简化算法可导出满足原始状态表的较简化的时序逻辑表达式。     

NL:松弛时序逻辑自然推理系统

由于时序逻辑的特性所在,经典逻辑的某些规则不能直接用于时序自然推理,虽然N系统给出了一个解决办法——把所有规则或推理分为两类:垂直型和水平型,但这种二维模式又为推理带来了某些困难。本文提出了N_L松弛时序逻辑自然推理系统,它为以上两类推理提供了统一视角,我们可以证明:N_L与N等价;有N的证明则必有长度不超过它的N_L证明。     

Verifying Temporal Properties of Reactive Systems: A STeP Tutorial

We review a number of formal verification techniques supported by STeP, the Stanford Temporal Prover, describing how the tool can be used to verify properties of several versions of the Bakery Mutual exclusion algorithm for mutual exclusion. We verify the classic two-process algorithm and simple variants, as well as an atomic parameterized version. The methods used include deductive verification rules, verification diagrams, automatic invariant generation, and finite-state model checking and abstraction.     

混合投影时序逻辑与混合系统的形式化验证

为了描述混合系统的性质和行为，10多年来，各种时序逻辑，如Hybrid Temporal Logic等相继出现。这些时序逻辑适用于刻画混合系统的性质和规范，但不适宜表示描述系统的实现模型。本文定义了一个混合投影时序逻辑（Hybrid Projection Temporal Logic，简称HPTL），既能刻画混合系统的性质，又能表示混合系统的实现。这样，混合系统的验证就可以很方便地在统一的数学模型框架下进行。同时，给出了HPTL的基本的逻辑等价式系统和一个用HPTL进行混合系统验证的实例。     

Compositional Verification of Multi-Agent Systems in Temporal Multi-Epistemic Logic

Compositional verification aims at managing the complexity of theverification process by exploiting compositionality of the systemarchitecture. In this paper we explore the use of a temporal epistemiclogic to formalize the process of verification of compositionalmulti-agent systems. The specification of a system, its properties andtheir proofs are of a compositional nature, and are formalized within acompositional temporal logic: Temporal Multi-Epistemic Logic. It isshown that compositional proofs are valid under certain conditions.Moreover, the possibility of incorporating default persistence ofinformation in a system, is explored. A completion operation on aspecific type of temporal theories, temporal completion, is introducedto be able to use classical proof techniques in verification withrespect to non-classical semantics covering default persistence.     

Reasoning in Medical and Tutoring Systems: A Decidable First-Order Temporal Paraconsistent Non-Commutative Logic

Reasoning in medical and tutoring systems requires expressions relating not only to time-dependency, paraconsistency, constructiveness, and resource-sensitivity, but also order-sensitivity. Our objective in this study is to construct a decidable rst-order logic for appropriately expressing this reasoning. To meet this objective, we introduce a rst-order temporal paraconsistent non-commutative logic as a Gentzen-type sequent calculus. This logic has no structural rules but has some bounded temporal operators and a paraconsistent negation connective. The main result of this study is to show this logic to be decidable. Based on this logic, we present some illustrative examples for reasoning in medical and tutoring systems.     

The Automata-Theoretic Approach to Verification of Reactive Systems

Basic problems related to the use of automata-theoretic methods of verification of reactive systems are considered; in particular, the construction of an automaton from a formula of a temporal logic and the reduction of the automaton being verified are described.     

时态逻辑与程序验证

近年来,时态逻辑大量应用于程序验证,采取的途径随使用的时态逻辑的形式和方法的不同而异。本文用自动机理论研究几种时态逻辑(LTL,BTL,POTL)的模型和模型生成子,并讨论用时态逻辑进行程序验证的的重要途径。     

基于线性时序逻辑的实时系统模型检查

模型检查是一种用于并发系统的性质验证的算法技术.LTLC(linear temporal logic with clocks)是一种连续时间时序逻辑,它是线性时序逻辑LTL的一种实时扩充.讨论实时系统关于LTLC公式的模型检查问题,将实时系统关于LTLC公式的模型检查化归为有穷状态转换系统关于LTL公式的模型检查,从而可以利用LTL的模型检查工具来对LTLC进行模型检查.由于LTLC既能表示实时系统的性质,又能表示实时系统的实现,这就使得时序逻辑LTLC的模型检查过程既能用于实时系统的性质验证,又能用于实时系统之间的一致性验证.     

带有时钟变量的线性时序逻辑与实时系统验证

为了描述实时系统的性质和行为,10多年来,各种不同的时序逻辑,如Timed Computation Tree Logic,Metric Interval Temporal Logic和Real-Time Temporal Logic等相继提出来.这些时序逻辑适于表示实时系统的性质和规范,但不适于表示实时系统的实现模型.这样,在基于时序逻辑的实时系统的研究中,系统的性质和实现通常是用两种不同的语言来表示的.定义了一个带有时钟变量的线性时序逻辑(linear temporal logic with clocks,简称LTLC).它是由Manna和Pnueli提出的线性时序逻辑在实时情况下的一个推广.LTLC既能表示实时系统的性质,又能很方便地表示实时系统的实现.它能在统一的语义框架中表示出从高级的需求规范到低级的实现模型之间的不同抽象层次上的系统描述,并且能用逻辑蕴涵来表示不同抽象层次的系统描述之间的语义一致性.LTLC的这个特点将有助于实时系统的性质验证和实时系统的逐步求精.     

Compiler Optimization Correctness by Temporal Logic

Rewrite rules with side conditions can elegantly express many classical compiler optimizations for imperative programming languages. In this paper, programs are written in an intermediate language and transformation-enabling side conditions are specified in a temporal logic suitable for describing program data flow.The purpose of this paper is to show how such transformations may be proven correct. Our methodology is illustrated by three familiar optimizations: dead code elimination, constant folding, and code motion. A transformation is correct if whenever it can be applied to a program, the original and transformed programs are semantically equivalent, i.e., they compute the same input-output function. The proofs of semantic equivalence inductively show that a transformation-specific bisimulation relation holds between the original and transformed program computations.