Un cadre pour la génération autonome de stratégies dans la satisfiabilité modulo des théories

A Framework for Autonomous Generation of Strategies in Satisfiability Modulo Theories

• Auteur / Autrice : Nicolas Galvez ramirez
• Direction : Frédéric Saubion, Éric Monfroy
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Inscription en doctorat le 08/12/2014; Soutenance le 19/12/2018
• Etablissement(s) : Angers en cotutelle avec U tecnica federico santa maria - chili
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : 9 - LERIA (Laboratoire d'étude et de recherche en informatique d'Angers)

Mots clés

Mots clés libres

Satisfiabilité Modulo des Théories

Algorithmes Évolutionnaires

Recherche Autonome

Génie Logiciel basé sur la Recherche

Réglage des Paramètres

Démonstration Automatique de Théorèmes

Métaheuristiques

Satisfiabilité

Satisfiability Modulo Theories

Evolutionary Algorithms

Autonomous Search

Search-based Software Engineering

Parameter Configuration

Automated Deduction

Metaheuristics

Satisfiability

Résumé

La génération de stratégies pour les solveurs en Satisfiabilité Modulo des Théories (SMT) nécessite des outils théoriques et pratiques qui permettent aux utilisateurs d’exercer un contrôle stratégique sur les aspects heuristiques fondamentaux des solveurs de SMT, tout en garantissant leur performance. Nous nous intéressons dans cette thèse au solveur Z3 , l’un des plus efficaces lors des compétitions SMT (SMT-COMP). Dans les solveurs SMT, la définition d’une stratégie repose sur un ensemble de composants et paramètres pouvant être agencés et configurés afin de guider la recherche d’une preuve de (in)satisfiabilité d’une instance donnée. Dans cette thèse, nous abordons ce défi en définissant un cadre pour la génération autonome de stratégies pour Z3, c’est-à-dire un algorithme qui permet de construire automatiquement des stratégies sans faire appel à des connaissances d’expertes. Ce cadre général utilise une approche évolutionnaire (programmation génétique), incluant un système à base de règles. Ces règles formalisent la modification de stratégies par des principes de réécriture, les algorithmes évolutionnaires servant de moteur pour les appliquer. Cette couche intermédiaire permettra d’appliquer n’importe quel algorithme ou opérateur sans qu’il soit nécessaire de modifier sa structure, afin d’introduire de nouvelles informations sur les stratégies. Des expérimentations sont menées sur les jeux classiques de la compétition SMT-COMP.

The Strategy Challenge in Satisfiability Modulo Theories (SMT) claims to build theoretical and practical tools allowing users to exert strategic control over core heuristic aspects of high-performance SMT solvers. In this work, we focus in Z3 Theorem Prover: one of the most efficient SMT solver according to the SMT Competition, SMT-COMP. In SMT solvers, the definition of a strategy relies on a set of tools that can be scheduled and configured in order to guide the search for a (un)satisfiability proof of a given instance. In this thesis, we address the Strategy Challenge in SMT defining a framework for the autonomous generation of strategies in Z3, i.e. a practical system to automatically generate SMT strategies without the use of expert knowledge. This framework is applied through an incremental evolutionary approach starting from basic algorithms to more complex genetic constructions. This framework formalise strategies modification as rewriting rules, where algorithms acts as enginess to apply them. This intermediate layer, will allow apply any algorithm or operator with no need to being structurally modified, in order to introduce new information in strategies. Validation is done through experiments on classic benchmarks of the SMT-COMP.