Abstract

Sequential reactive systems are computer programs or hardware devices which process the flows of input data or control signals and output the streams of instructions or responses. When designing such systems one needs formal specification languages capable of expressing the relationships between the input and output flows. Previously, we introduced a family of such specification languages based on temporal logics $LTL$, $CTL$ and $CTL^*$ combined with regular languages. A characteristic feature of these new extensions of conventional temporal logics is that temporal operators and basic predicates are parameterized by regular languages. In our early papers, we estimated the expressive power of the new temporal logic $Reg$-$LTL$ and introduced a model checking algorithm for $Reg$-$LTL$, $Reg$-$CTL$, and $Reg$-$CTL^*$. The main issue which still remains unclear is the complexity of decision problems for these logics. In the paper, we give a complete solution to satisfiability checking and model checking problems for $Reg$-$LTL$ and prove that both problems are Pspace-complete. The computational hardness of the problems under consideration is easily proved by reducing to them the intersection emptyness problem for the families of regular languages. The main result of the paper is an algorithm for reducing the satisfiability of checking $Reg$-$LTL$ formulas to the emptiness problem for Buchi automata of relatively small size and a description of a technique that allows one to check the emptiness of the obtained automata within space polynomial of the size of input formulas.

Highlights

  • Sequential reactive systems are computer programs or hardware devices which process the ows of input data or control signals and output the streams of instructions or responses

  • We introduced a family of such speci cation languages based on temporal logics, and ∗ combined with regular languages

  • A characteristic feature of these new extensions of conventional temporal logics is that temporal operators and basic predicates are parameterized by regular languages

Read more

Summary

Модель последовательных реагирующих систем

Область применения моделей вычислений с конечным числом состояний (конечных автоматов) обширна. Поэтому при анализе поведения реагирующих систем вместо прогонов мы будем иметь дело с наблюдаемыми трассами, последовательностями пар, состоящими из поступивших на вход сигналов и достигнутых состояний данных. Как видно из приведенного определения, темпоральные операторы и имеют в логике - такой же смысл, как и в основополагающей логике с той лишь разницей, что теперь при продвижении времени приходится учитывать, принадлежит ли поток сигналов трассы , на которой проверяются формулы, тем языкам (в статьях [14, 17] они называются шаблонами поведения окружающей среды), которыми параметризованы эти операторы. Задача проверки выполнимости формул состоит в том, чтобы для произвольной заданной формулы логики - выяснить, является ли эта формула выполнимой. Задача верификации моделей состоит в том, чтобы для произвольного заданного автомата-преобразователя и произвольной заданной формулы логики - выяснить, справедливо ли отношение ⊧. Представленных в статье [17], обе рассматриваемые задачи являются Pspace-трудными, и поэтому нашей целью является разработка алгоритмов, способных решить указанные задачи с использованием полиномиального объема памяти

Проверка выполнимости формул при помощи автоматов Бюхи
Автоматы Рабина–Скотта и автоматы Бюхи
Трансляция формул - в автоматы Бюхи
Findings
Заключение
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call