Martin Suda — Resolution-based Methods for Linear Temporal Reasoning CZ | EN

Informace o práci

Autor:
Martin Suda
Název:
Resolution-based Methods for Linear Temporal Reasoning
Školitelé:
Prof. Dr. Roman Barták a Prof. Dr. Christoph Weidenbach
Disertační práce byla vypracována v rámci doktorského studia pod dvojím vedením (cotutelle).
Pracoviště:
Matematicko-fyzikální fakulta, Karlovy Univerzity v Praze
Fakulty přírodních věd a technologie Sárské University v Německu
Max-Planck-Institut pro informatiku v Saarbrückenu
Obhájeno:
Saarbrücken, říjen 2015

Abstrakt

Cílem této práce je prozkoumat potenciál metod založených na rezoluci pro uvažování s lineárním časem. To na abstraktní rovině znamená navrhnout nové algoritmy pro automatické uvažování o vlastnostech systému, které se vyvíjí v čase. Konkrétně v této práci ukážeme,

  1. jak adaptovat superpoziční metodu pro dokazování vět ve výrokové lineární temporální logice (LTL),
  2. jak využít příbuznost mezi superpozicí a kalkulem CDCL z moderních SAT-solverů pro navržení nového LTL dokazovače,
  3. jak tento specializovat pro problém dosažitelnosti a objevit tak blízkou souvislost s algoritmem Property Directed Reachability (PDR), v nedávné době vyvinutém pro model checking hardwarových obvodů,
  4. jak dále vylepšit PDR novou technikou pro urychlení fáze propagace klauzulí,
  5. jak PDR adaptovat pro problém automatického plánování tím, že se SAT-solver v algoritmu nahradí procedurou specifickou pro plánovací vstupy.

Navržené myšlenky byly implementovány a práce obsahuje výsledky experimentů, které na reprezentativních množinách benchmarků prokazují jejich praktický potenciál. Náš systém LS4 se ukázal býti jedním z nejsilnejších veřejně dostupných LTL dokazovačů. Zmíněné vylepšení algoritmu PDR podstatně zvyšuje výkon naší implementace pri verifikaci hardware v multi-property módu. Dá se předpokládat, že ostatní implementace mohou z nové techniky benefitovat podobným zpusobem. V neposlední řadě náš plánovač PDRplan obstál při porovnání s nejmodernejšími plánovači na benchmarcích z mezinárodní plánovací souteže IPC s velmi slibným výsledkem.

Ilustrace

Srdicko

Vrstvy klauzulí vygenerovaných algoritmem Reach (popsaným v páte kapitole disertace) na problému bobsmminiuart z kolekce soutěže Hardware Model Checking Competition.

Ilustrace zachycuje situaci na konci 30. iterace běhu algoritmu. V tomto okamžiku algoritmus ukázal, že v problému neexistuje chybový běh do délky 30 kroků. Červeně jsou zvýrazněné ty klauzule, které byly použity v posledním (částečném) důkazu (pro délku běhu 30). Ostatní klauzule byly vygenerovány během předchozích iterací.

Spojení mezi klauzulemi vyznačují logickou závislost.

Čísla klauzulí byla jednoznačně přiřazena. Klauzule s určítým číslem se může objevit ve více vrstvách. Objevení dvou identických vrstev by znamenalo, že neexistuje chybový běh žádné (konečné) délky a zadaný problém je tedy nesplnitelný.

[Pro zvětšní klikněte na ilustraci.]

Soubory

Autoreferát k disertaci:
autoreferat.pdf
Disertace:
thesis.pdf
Prezentace k obhajobě:
presentation.pdf

Vybrané publikace

Martin SudaFormal Methods Group in the School of Computer Science at the University of Manchester. Room 2.46, Kilburn Building, Oxford Road, M13 9PL, UK. E-mail: sudam[at]cs.man.ac.uk.