روشي جديد برای آزمون مدل ماشين های محدوديت احتمالی

1. روشي جديد برای آزمون مدل ماشين های محدوديت احتمالی سيد عسگري قاسمپوري استاد پروژه: دکتر علي موقر رحيم آبادي استاد مشاور: دکتر سيد حسن ميريان حسين آبادي دانشگاه صنعتی شريف دانشکده کامپيوتر Sharif university of technology Computer department

2. مقدمه • طراحی به روش پيمانه اي و مؤلفه گرا • تعامل پيمانه ها با يکديگر • واسط بين پيمانه ها • زبان هماهنگ سازی ريو • سيستم های همروند مبتنی بر مؤلفه • کانال ها • معني ريو • قابل بيان با ماشين محدوديت • ريو با کانال های گم کننده يا خراب کننده پيام • قابل بيان با ماشين محدوديت احتمالی Sharif university of technology Computer department

3. چالش ها • آيا مدار ريو طراحی شده نيازهای سيستم را برآورده می سازد؟ • آزمون مدل ماشين محدوديت معادل مدار ريو • آيا مدار ريو شامل کانال های گم کننده و خراب کننده نيازهای سيستم را برآورده می سازد؟ • آزمون مدل ماشين محدوديت احتمالي معادل Sharif university of technology Computer department

4. رئوس مطالب • انواع کانال ها در ريو • مدارهای ريو • ماشين محدوديت معادل هر کانال • کانال های گم کننده پيام و ماشين محدوديت احتمالي ساده • کانال های سنکرون و ماشين محدوديت احتمالي • بررسی منطق زمانی (PCTL) • نتيجه گيری و کارهای آتی Sharif university of technology Computer department

5. انواع کانال در ريو • هر کانال دارای يک سر مبدإ و يک سر مقصد می باشد. • کانال FIFO1 با ميانگير تک سلولی • داده در سر مبدإ نوشته شده و از سر مقصد خوانده می شود. • کانال FIFO نامحدود • نوشتن همواره فعال است ولی خواندن زمانی که ميانگير پر باشد فعال است. • کانال سنکرون • نوشتن در مبدإ مستلزم خواندن همزمان داده در مقصد است (برای هماهنگ سازی) Sharif university of technology Computer department

6. P P کانال تصفيه کننده P کانال توليد کننده P انواع کانال (ادامه ...) • کانال های سنکرون • تصفيه کننده P: نوشتن زمانی فعال است که در سر مقصد بطور همزمان داده خوانده شود • اگر نوشتن همواره فعال است ولی داده دور ريخته مي شود • توليد کننده P: اگر داده ای در سر مبدإ نوشته شود، يکی از داده های موجود در P بطور همزمان در مقصد خوانده می شود. Sharif university of technology Computer department

7. مدار ريو • گرافی است شامل: • گره ها: مجموعه های غير تهی از سر کانال ها • يال ها: کانال های بين گره ها • انواع گره در ريو: • گره مبدإ: فقط شامل سرهای مبدإ کانال ها مي باشد • نوشتن در گره مبدإ A زمانی موفقيت آميز خواهد بود که تمام سرهای مبدإ متلاقی در A داده را بپذيرند و در آن صورت داده بر روی آن سرها نوشته خواهد شد (تکرار کننده) • گره مقصد: فقط شامل سرهای مقصد کانال ها می باشد • خواندن در گره مقصد A زمانی موفقيت آميز است که حداقل يکی از سر کانال های موجود در A داده مفيد ارائه کند (ادغام کننده غير قطعی) • گره مرکب: شامل سرهای مبدإ و مقصد کانال ها می باشد • يک داده مفيد که بوسيله يکي از سرهاي مقصد ارائه شده دريافت گشته و در تمام سرهاي مبدإ منقطع در A نوشته مي شود گره مقصد گره مبدإ گره مرکب Sharif university of technology Computer department

8. مدار ريو (يک مثال) • گره A مبدإ، B مقصد، C و D مرکب می باشند • (A,C) کانال فيلتر با الگوی P={0} و (A,D) کانال فيلتر با الگوی P={1} می باشد • (C,B) توليد کننده 1 و (D,B) توليد کننده 0 است. • اگر داده 0 در A نوشته شود کانال (A,C) آن را عبور می دهد ولی کانال (A,D) آن را از بين می برد. • در گره C مقدار 0 دريافت شده و مقدار 1 در B خوانده می شود • اگر داده 1 در A نوشته شود کانال (A,D) آن را عبور می دهد ولی کانال (A,C) آن را از بين می برد. • در گره D مقدار 1 دريافت شده و در گام بعدی مقدار 0 در B خوانده می شود Sharif university of technology Computer department

9. ماشين محدوديت • يک سيستم حالت-گذار برچسب دار شامل: • حالت: بيان گر پيکربندی مدار ريو متناظر (وضعيت ميانگير ها در هر لحظه) • گذار: بر چسب دار با جفت <N, g> • N گره های مدار ريو معادل است که جريان داده بطور همزمان در آن مشاهده می گردد. • g شرطي بر روی داده های مشاهده شده مي باشد • گذاری که از حالت q بيرون می آيد نشان دهنده جريان داده ممکن در پيکربندی مربوطه و تأثير آن بر پيکربندی است Sharif university of technology Computer department

10. ماشين محدوديت کانال FIFO1 • فرضيات: • دامنه داده فقط 0 و 1 می باشد • A سر مبدإ و B سر مقصد است Sharif university of technology Computer department

11. احتمال در ماشين محدوديت • در کانال FIFO با احتمال داده نوشته شده در سر مبدإ گم شود و با احتمال داده به درستی در ميانگير قرار گيرد • در کانال FIFO با احتمال داده ذخيره شده در ميانگير در يکی از گام ها گم شود و با احتمال گم نشود • در کانال سنکرون داده نوشته شده در سر مبدإ A با احتمال با داده خوانده شده در سر مقصد B متفاوت باشد Sharif university of technology Computer department

12. کانال FIFO1 با خطای نوشتن • با احتمال داده قبل از قرار گرفتن در ميانگير گم می شود Sharif university of technology Computer department

13. کانال FIFO1 با خطای گم کردن • با احتمال داده نوشته شده در ميانگير گم می شود Sharif university of technology Computer department

14. کانال سنکرون خراب کننده پيام • داده نوشته شده در A با احتمال خراب می گردد Sharif university of technology Computer department

15. کانال سنکرون خراب کننده تصادفی • به ازاي هر داده ای که در سر مبدإ کانال نوشته شود بطور همزمان يکی از داده های تصادفی موجود در دامنه را توليد می کند و در سر مقصد خوانده می شود Sharif university of technology Computer department

16. کانال سنکرون گم کننده احتمالی • داده نوشته شده در A با احتمال گم می شود Sharif university of technology Computer department

17. منطق زمانی PCTL • فرمول های حالت • براي تمام برقرار است • اگگر • اگگر • اگگر • اگگر • فرمول های مسير • اگگر • اگگر • اگگر Sharif university of technology Computer department

18. نتيجه گيری و کار های آتي • ضرورت استفاده از ريو برای اتصال مؤلفه ها • آزمون مدل برای ماشين محدوديت احتمالي • بسط منطق زمانی PCTL برای ماشين محدوديت • روش های پيشنهادی: • تبديل ماشين محدوديت به زنجيره پيوسته زمان مارکوف و استفاده از الگوريتم های آزمون مدل آن • ايجاد الگوريتم های آزمون مدل برای ماشين محدوديت • مقايسه دو روش • پياده سازی ابزار بر اساس روش کاراتر Sharif university of technology Computer department

19. مراجع • Arbab F., Reo: A channel-based coordination model for component composition. Mathematical Structures in Computer Science, 14(3):1–38, 2004. • Arbab F., Baier C., de Boer C., and Rutten J., Models and temporal logics for timed component connectors. In Proc. SEFM’04. IEEE CS Press, 2004. • Arbab F., Baier C., Rutten J., and Sirjani M., Modeling component connectors in reo by constraint automata. Science of Computer Programming, special issue on Foundations of Coordination Languages and Software Architectures (to appear), 2005. see http://web.informatik.unibonn.de/I/baier/publikationen.html. • Arbab F., and Rutten J., A coinductive calculus of component connectors. In Recent Trends in Algebraic Development Techniques, Proc. 16th Int. Workshop on Algebraic Development Techniques (WADT 2002), volume 2755 of LNCS, pages 35–56, 2003. • Aziz A., Sanwal K., Singhal V., Brayton R., Verifying continuous time Markov chains. In R. Alur and T. Henzinger, editors, Proc. 8th International Conferenec on Computer Aided Verification (CAV 96), Volume 1102 of LNCS, pages 269-276. Springer 1996. • Aziz A., Singhal V., Balarin F., Brayton R., Sangiovanni-Vincentelli A., It usually works: The temporal logic of stochastic systems. In P. Wolper, editor, Proc. 7th International Conference on Computer Aided Verification (CAV 95), Volume 939 of LNCS, pages 155-165. Springer 1995. • Baier C.,Katoen J., Hermanns H., Approximate symbolic model checking of continuous-time Markov chains. In J. Baeten and S. MAuw, editors, Proc 10th International Conference on Concurrency Theory (CONCUR 99), volume 1664 of LNCS, pages 146-161. Springer, 1999. Sharif university of technology Computer department

20. مراجع • Ciancarini P., Coordination models and languages as software integrators. ACM Comput. Surv., 28(2):300–302, 1996. • CIM. http://www.almende.com/cim/. • Clarke D., Costa D., and Arbab F., Modeling coordination in biological systems. In Proc. of the Int. Symposium on Leveraging Applications of Formal Methods (ISoLA 2004), 2004. • de Boer F.S., Bonsangue M.M., Graf S., and de Roever W.-P., editors. Formal Methods for Components and Objects, volume 2852 of LNCS. Springer, 2003. • Diakov N., and Arbab F., Compositional construction of web services using Reo. In Proc. International Workshop on Web Services: Modeling, Architecture and Infrastructure (ICEIS 2004), Porto, Portugal, April 13-14, 2004. • Gelernter D., and arriero N., Coordination languages and their significance. Commun. ACM, 35(2):97–107, 1992. • Hansson H., Jonsson B., A logic for reasoning about time and probability. Formal Aspect of Computing, 6(5):512-535,1994. • Kemeny J., Snell J., Knapp A., Denumerable Markof Chains. D. Van Nostrand Company, 1996. • Nierstrasz O., Gibbs S., and Tsichritzis D., Component-oriented software development. Commun. ACM, 35(9):160–165, 1992. • Omicini A., Zambonelli F., Klusch M., and Tolksdorf R., editors. Coordination of Internet Agents: Models, Technologies, and Applications. Springer, 2001. • Zlatev Z., Diakov N., and Pokraev S., Construction of negotiation protocols for E-Commerce applications. ACM SIGecom Exchanges, 5(2):11–22, November 2004. Sharif university of technology Computer department

21. سئولات ؟ Sharif university of technology Computer department