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Thèse soutenue

Une algèbre de processus pour la modélisation et la vérification de systèmes temps-réel avec préemption

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Auteur / Autrice : Jérôme Ermont
Direction : Frédéric Boniol
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Programmation et systèmes
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Toulouse, ENSAE

Résumé

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La conception et la maîtrise des systèmes embarqués proposent un défi de plus en plus important à relever avec le développement des aéronefs modernes. Cette importance révèle la nécessité de mettre en œuvre des méthodes formelles automatiques permettant d’assister le concepteur. Or, la nature distribuée et le partage des ressources de tels systèmes rendent difficiles leur description à l'aide des méthodes classiques mises en œuvre dans le cadre des systèmes temps-réel (algèbres de processus temporisés, automates temporisés, et, par la suite, de savoir si le système répond bien aux spécifications attendues (vérification). L'objectif de cette thèse est de proposer un élément de réponse à la modélisation, puis à la vérification, de tels systèmes en utilisant les mécanismes de préemption pour réaliser le partage de ressources. L’idée proposée consiste à construire un système embarqué sous la forme d'un ensemble de processus réactifs communicants et préemptibles spécifiés au moyen d’un formalisme algébrique. Deux types de préemption ont été identifiés : l'interruption définitive et la suspension temporaire avec reprise. De ces deux types de préemption découlent la structure de l'étude. En premier lieu, nous proposons de définir une algèbre de processus, nommée TPAPa, permettant l'interruption définitive. Afin de pouvoir vérifier les systèmes décrits dans ce formalisme, une traduction en automates temporisés a été réalisée. De cette manière, il est possible d’utiliser les outils de model-checking classiques (UPPAAL, KRONOS, CMC,. . . ). En deuxième lieu, nous avons intégré la possibilité de suspendre temporairement l'activité d’un processus puis sa reprise à partir du point d’arrét. Cette fois, la traduction conduit au formalisme des automates à chronomètres. Nous montrons alors que la vérification de propriétés sur une algèbre de processus possédant des mécanismes de suspension, nommée TPAPas, est en général indécidable.