Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

К проверке строго детерминированного поведения временных конечных автоматов

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(3)-22

Полный текст:

Аннотация

Конечные автоматы широко применяются в качестве математических моделей при решении многочисленных задач в области программирования, проектирования микроэлектронных схем и телекоммуникационных систем. Для описания поведения систем реального времени модель конечного автомата может быть расширена добавлением в неё часов - параметра непрерывного времени, моделируемого вещественной переменной. В автоматах реального времени для входных и выходных сигналов указывается время их поступления и выдачи, а переходы автомата снабжены описанием задержек, связанных с ожиданием входных сигналов и формированием выходных сигналов. Так же, как и для классических автоматов дискретного времени, задача минимизации конечных автоматов реального времени возникает во многих приложениях этой модели вычислений. Для классической модели автоматов реального времени эта задача уже подробно рассмотрена. В нашей работе мы предлагаем более сложную модель: в ней порядок следования выходных сигналов определяется не только порядком поступления входных сигналов, но также и задержкой, связанной с их обработкой. В этой модели при выполнении одной и той же последовательности переходов выходные сигналы могут выдаваться в разном порядке в зависимости от времени поступления входных сигналов. В новой модели автоматов реального времени решению задачи минимизации должно предшествовать изучение вопроса строгой детерминированности - однозначности поведения автомата на одних и тех же последовательностях переходов. В представленной статье приведены и обоснованы необходимые и достаточные условия строгой детерминированности автоматов реального времени, а также исследованы вопросы, связанные с решением задачи минимизации этой разновидности автоматов.

Об авторах

Е. М. Винарский
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия


В. А. Захаров
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия


Список литературы

1. Alur R., Dill D. A Theory of Timed Automata. Theoretical Computer Science, vol. 126, 1994, pp. 183-235.

2. Alur R., Madhusudan P. Decision Problems for Timed Automata: A Survey. In Proceedings of the 4-th International School on Formal Methods for the Design of Computer, Communication, and Software Systems (SFM’04), 2004, pp. 1-24.

3. Alur R., Fix L., Henzinger Th. A. A Determinizable Class of Timed Automata. In Proceedings of the 6-th International Conference on Computer Aided Verification (CAV’94), 1994, p 1-13.

4. Baier C., Bertrand N., Bouyer P., Brihaye T. When are Timed Automata Determinizable? In Proceedings of the 36-th International Colloquium on Automata, Languages, and Programming (ICALP 2009), 2009, p. 43-54.

5. Bresolin D., El-Fakih K., Villa T., Yevtushenko N. Deterministic Timed Finite State Machines: Equivalence Checking and Expressive Power. In Proceedings of the International Conference GANDALF, 2014, p. 203-216.

6. Cardell-Oliver R. Conformance Tests for Real-Time Systems with Timed Automata Specifications. Formal Aspects of Computing, vol. 12, no. 5, 2000, p. 350–371.

7. Cormen T. H., Leiserson C. E., Rivest R. L., Stein C. 35.5: The subset-sum problem. Introduction to Algorithms (2-nd ed.), 2001.

8. Finkel O. Undecidable Problems about Timed Automata. In Proceedings of 4th International Conference on Formal Modeling and Analysis of Timed Systems (FORMATS’06), 2006, p. 187-199.

9. Fletcher J. G., Watson R. W. Mechanism for Reliable Timer-Based Protocol. Computer Networks, vol. 2, 1978, pp. 271-290.

10. Merayo M.G., Nuunez M., Rodriguez I. Formal Testing from Timed Finite State Machines. Computer Networks, vol. 52, no 2, 2008, pp. 432-460.

11. Ouaknine J., Worrell J. On the Language Inclusion Problem for Timed Automata: Closing a Decidability Gap. In Proceedings of the 19-th Annual Symposium on Logic in Computer Science (LICS’04), 2004, pp. 54-63.

12. Suman P.V., Pandya P.K., Krishna S.N., Manasa L. Timed Automata with Integer Resets: Language Inclusion and Expressiveness. In Proceedings of the 6-th International Conference on Formal Modeling and Analysis of Timed Systems (FORMATS’08), 2008, pp. 78–92.

13. А.С. Твардовский, Н.В. Евтушенко. К минимизации автоматов с временными ограничениями. Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика, vol. 29, no 4, 2014, pp. 77-83.

14. Твардовский А.С., Евтушенко Н.В., Громов М.Л. Минимизация автоматов с таймаутами и временными ограничениями. Труды ИСП РАН, том 29, вып. 4, 2017 г., стр. 139-154. DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(4)-8..

15. Zhigulin M., Yevtushenko N., Maag S., Cavalli A. FSM-Based Test Derivation Strategies for Systems with Timeouts. In Proceedings of the 11-th International Conference on Quality Software, 2011, p. 141-149.


Для цитирования:


Винарский Е.М., Захаров В.А. К проверке строго детерминированного поведения временных конечных автоматов. Труды Института системного программирования РАН. 2018;30(3):325-340. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(3)-22

For citation:


Vinarskii E.M., Zakharov V.A. On the verification of strictly deterministic behavior of Timed Finite State Machines. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2018;30(3):325-340. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(3)-22

Просмотров: 84


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)