Méthodes d'ordre partiel pour la vérification de systèmes concurrents et temps réel

Partial order methods for the verification of concurrent and timed systems

• Auteur / Autrice : Sarah Zennou
• Direction : Denis Lugiez, Peter Niebert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Temps réel (informatique)

Systèmes informatiques -- Évaluation

Résumé

Le phénomène d'explosion combinatoire qui survient lors de la vérification par modèles de systèmes concurrents et temps réel freine l'usage de cette technique pour vérifier la correction de systèmes informatiques critiques. Cette explosion est essentiellement due à la représentation de la concurrence entre actions par leur entrelacement. Les méthodes d'ordre partiel tentent de minimiser le nombre d'explorations de ces entrelacements. Elles s'appuient sur la correspondance entre les traces de Mazurkiewicz (qui sont des ensembles de séquences identiques aux permutations près d'actions concurrentes) et des ordres partiels (où les actions concurrentes ne sont pas ordonnées puisque leur ordre relatif n'est pas significatif). Ces ordres servent à caractériser certaines séquences particulières d'exécutions qui seront les seules à être explorées et suffisent pour décider si le modèle satisfait la propriété étudiée. L'extension immédiate de ces méthodes aux systèmes concurrents temps réel est, quant à elle, beaucoup moins efficace, puisque la plupart des commutations d'actions concurrentes sont perdues du fait des contraintes temporelles. La première contribution de cette thèse est une méthode d'ordre partiel pour les systèmes concurrents, modélisés par des automates, qui n'explore que les séquences d'exécutions dont les ordres partiels ont peu d'éléments maximaux, ce qui suffit pour décider le problème de l'accessibilité locale (et donc de vérifier des propriétés locales. )La seconde contribution est une méthode pour les systèmes temps réel, modélisés par des automates temporisés, basée sur une sémantique d'ordre partiel où le temps ne s'écoule qu'entre l’exécution d'actions qui ne sont pas concurrentes. Nous étudions cette sémantique et les préordres associés avec une approche théorie des langages qui permet d'expliquer les problèmes rencontrés par les méthodes proposées précédemment. En général, aucune représentation symbolique finie n'existe pour représenter cet ensemble infini d'exécutions, mais nous proposons une nouvelle représentation symbolique (infinie) que nous munissons d'un critère suffisant pour n'en explorer qu'une partie finie tout en préservant l'accessibilité. La troisième contribution est un outil de vérification par modèle qui implante cette seconde approche. L'évaluation pratique de ces deux méthodes présentée dans cette thèse, atteste, dans les deux cas, de réductions significatives sur les systèmes analysés.