Systèmes concurrents hiérarchiques : équivalence, analyse et structuration

Hierarchical concurrent systems : equivalence, analysis and structuring

• Auteur / Autrice : Pierre Bouvier
• Direction : Hubert Garavel, Radu Mateescu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/10/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de Grenoble (2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe-projet Construction de systèmes concurrents vérifiés (Montbonnot, Isère ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Bertrand Mnacho Echenim
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mihaela Sighireanu
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Yann Thierry-Mieg, François Vernadat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Petri, Réseaux de

Mots clés libres

Réseaux de Petri

Théorie de la concurrence

Vérification formelle

Algèbres de processus

Automates finis

Petri nets

Concurrency theory

Formal verification

Process calculus

Finite-State automaton

Résumé

Dans le cadre de la vérification des systèmes concurrents, nous étudions les réseaux de Petri et une de leurs extensions, les NUPN (acronyme anglais de « réseaux de Petri à unités imbriquées »), qui leur apportent modularité et hiérarchie par une structure en processus séquentiels, imbriqués sous la forme d’un arbre. Nous proposons diverses techniques permettant de résoudre plusieurs questions relatives aux réseaux de Petri et aux NUPN. D'abord, nous exposons des approches pour décider efficacement l'isomorphisme des réseaux de Petri et des NUPN. Puis, nous définissons des algorithmes pour détecter les places mortes et les transitions mortes, ce qui permet l'élimination du code mort, ainsi que des algorithmes pour détecter les places concurrentes, qui donnent des informations sur la concurrence des réseaux. Enfin, nous abordons la traduction automatisée des réseaux de Petri en réseaux d’automates communicants, en NUPN avec des processus imbriqués, ou en différentes algèbres de processus. Ces algorithmes ont été implantés et testés sur de grandes collections de réseaux d’origine académique, industrielle, ou provenant de compétitions internationales.

In the context of the verification of concurrent systems, we study Petri nets and one of their extensions, NUPNs (for “Nested-Unit Petri nets”), which provide them modularity and hierarchy through a structure of sequential processes, nested in the form of a tree. We propose various techniques to address several questions concerning Petri nets and NUPNs. First, we present approaches to decide efficiently the isomorphism of Petri nets and NUPNs.Then, we define algorithms to detect dead places and dead transitions, which enable the elimination of dead code, as well as algorithms to detect concurrent places, which provide information about the concurrency of nets. Finally, we tackle the automated translation of Petri nets into networks of communicating automata, into NUPNs with nested processes, or into different process algebras.These algorithms have been implemented and tested on large collections of nets from academia, industry, or stemming from international competitions.