Reachability Analysis for Spatial Concurrent Constraint Systems with Extrusion
空间并发约束编程（SCCP）是基于约束的过程演算中的空间模态的代数模型;它可以用于推理分布在系统的代理之间的空间信息。本文提出了一个可执行的重写逻辑语义的SCCP挤出（即，进程移动性），它使用重写模SMT，这是一种结合了项重写、匹配算法和SMT求解的新技术。在这种设置中，约束被编码为理论中的公式，该理论具有由SMT求解器决定的满意度关系，而空间层次结构的拓扑被编码为符号状态的术语结构的一部分。通过可执行性，重写逻辑规范为基于约束的模型中的可达性分析的固有符号和挑战性任务提供了支持。该方法说明了与分布式空间和层次系统的容错性，一致性和隐私的自动验证的例子。
2018-05-18 cs.LO
Multi-weighted Markov Decision Processes with Reachability Objectives
在本文中，我们感兴趣的是在双加权马尔可夫决策过程中，它既满足百分位数约束的加权可达性条件，并使用加权可达性条件定义的随机变量的期望值的定量约束的合成。这个问题的灵感来自电动汽车充电问题的模型化。我们研究的问题的制图，当一个参数变化，并显示如何部分制图可以通过两个序列的优化问题。讨论了该方法的完备性和可行性。
2018-09-10 cs.LO
Reachability in timed automata with diagonal constraints
我们考虑了具有对角约束（如x-y < 5）的时间自动机的可达性问题。时间自动机的最佳算法是通过枚举其配置的可达集来进行的，这些配置以称为“区域”的数据结构的形式存储。区域之间的仿真关系对于确保终止和效率至关重要。该算法采用了模拟测试“是Z模拟Z”？“，这表明区域Z不到达比区域Z '更多的状态，因此不需要从Z进一步枚举。没有有效的模拟已知的时间自动机包含对角约束作为警卫。本文提出了一种对角约束时间自动机的模拟关系LU-d。在消极的一面，我们证明了决定Z-不是-LU-d-simulated-by-Z'是NP-完全的。在积极的一面，我们确定了证人的非模拟，并提出了一种算法来决定这样的证人使用SMT求解器的存在。证人的形状表明，模拟测试在实践中可能是有效的。
2018-06-28 cs.LO
The Complexity of Reachability in Parametric Markov Decision Processes
本文介绍了参数马尔可夫决策过程（pMDP）的可达性决策问题的复杂性，马尔可夫决策过程（MDP）的扩展，其中转移概率由多项式描述的一个有限的参数集。特别是，我们研究了这些参数的值，使诱导MDP满足一些最大或最小的可达性概率约束的复杂性。我们讨论不同的变体取决于比较运算符的约束和域的参数值。我们改进了所有已知的下界这个问题，并特别提供了ETR的完整性结果，这个问题的不同变体。
2020-09-28 cs.LO
The Cost of Parameterized Reachability in Mobile Ad Hoc Networks
我们调查的影响，自发运动的复杂性验证问题的自动机为基础的协议模型的网络与选择性广播通信。我们首先考虑错误状态的可达性，并证明参数化验证是可判定的多项式复杂性。然后，我们转向更丰富的查询，并显示当考虑具有否定或基数约束的属性时，复杂性如何变化。
2012-02-27 cs.LO
Leveraging polyhedral reductions for solving Petri net reachability problems
我们提出了一种新的方法，利用结构约简，以加快验证的可达性的Petri网属性。我们的方法依赖于一个状态空间的抽象，称为多面体抽象，它涉及到一个组合之间的结构简化和线性算术约束之间的标记的地方。我们提出了一种新的数据结构，称为令牌流图（TFG），捕捉特定的结构中发生的多面体抽象的约束。我们利用TFG有效地解决了两个可达性问题：首先检查给定标记的可达性;然后计算一个网的并发关系，即所有可以在某些可达标记中标记在一起的地方对。我们的算法在一个名为Kong的工具中实现，我们在2020年模型检验竞赛期间使用的大量模型上进行评估。我们的实验表明，该方法工作良好，即使是在适度的减少。
2023-02-06 cs.LO
Unbounded-Thread Reachability via Symbolic Execution and Loop Acceleration (Technical Report)
我们提出了一种方法，以参数化的可达性通信有限状态线程，制定了一个可满足性问题的分析。除了无限数量的线程之外，基于SAT/SMT的可达性方法的主要挑战是线程执行的程序中存在无限循环。在本文中，我们展示了如何简单的循环可以加速近似Presburger算术约束。这些约束是通过符号执行获得的，如果给定的程序状态是可达的，则这些约束是可满足的。我们总结循环嵌套在其他循环使用递归关系从内部循环的加速。该摘要抽象了循环迭代参数，因此可能过于近似。我们的符号方法的一个优点是，建立Presburger公式的过程可以在任何算术运算之前立即揭示它们的不可满足性。我们证明了这种技术的力量，证明和反驳的安全特性的无限线程程序和其他无限状态转换系统。
2015-05-11 cs.LO
Compiling Petri Net Mutual Reachability in Presburger
Petri网是一种经典的并发模型，在形式化验证中被广泛应用和研究，在硬件和软件、数据库和反应式系统的建模和分析中有许多应用。可达性问题是中心，因为许多其他问题减少到可达性问题。已知可达性问题是可判定的，但其复杂性非常高（非原始递归）。在2011年，可达性问题的一个变体，称为相互可达性问题，包括决定两个配置是否相互可达，被证明是指数空间完备的。最近，这个问题发现了几个意想不到的应用，特别是在人口协议理论中。虽然相互可达性问题在Preburger算法中是可定义的，但最近证明了这样一个公式的最著名的上限是非初等的（塔）。在本文中，我们提供了一种方法来编译的相互可达关系的Petri网与$d$计数器到一个无量词Presburger公式给出的双指数析取的$O(d)$线性约束的指数大小。我们还提供了一些初步的结果Presburger公式编码底部配置。
2022-10-18 cs.LO
On Reachability for Hybrid Automata over Bounded Time
本文研究了混合自动机的时间有界可达性问题。这个问题询问给定的混合自动机是否可以在T个时间单位内到达给定的目标位置，其中T是一个常数有理值。我们表明，在经典的（无界）的可达性问题，时间有界的版本是可判定的矩形混合自动机只允许非负率。这类系统具有实际意义，其中包括秒表自动机类。我们还表明，问题变得不可判定，如果允许的对角线约束或负和正利率。
2011-04-28 cs.LO
Coverability in 1-VASS with Disequality Tests
研究了一类带权图的可达性问题，其中路的累计权是有约束的。我们所研究的问题可以等价地表示为状态向量加法系统模型（VASS）。我们考虑一个版本的顶点到顶点的可达性问题，其中路径的累积权重总是需要是非负的。这等价于一维VASS的所谓控制状态可达性问题（也称为可覆盖性问题）。我们证明了这个问题存在于NC中：这类问题可以在多对数并行时间中求解。在我们的主要结果中，我们将问题推广到允许边上的不等约束（即，如果累积权重等于特定值，则允许禁用边缘）。我们表明，在这种情况下，顶点到顶点的可达性问题是可解的多项式时间，即使最短路径可能有指数长度。在VASS的语言中，这意味着控制状态的可达性是在多项式时间的一维VASS与不等性测试。
2020-09-07 cs.LO
Reachability relations of timed pushdown automata
时间下推自动机（TPDA）是一种将递归与时间约束逻辑相结合的表达形式。我们证明了TPDA的可达性关系可以用线性算术表示，这是一种丰富的逻辑，推广了Presburger算术和有理算术。的主要技术成分是一个新的量词消去结果的时钟约束（用于简化TPDA转换的语法），使用时钟差关系来表达的分数时钟值的可达性关系，和应用帕里克定理重建的积分时钟值。
2020-12-30 cs.FL cs.LO
The Alma Project, or How First-Order Logic Can Help Us in Imperative Programming
Alma项目的目标是设计一种强类型约束程序设计语言，它结合了逻辑和命令式编程的优点。该项目的第一阶段是设计和实现Alma-0，这是一种小型程序设计语言，为命令式编程框架内的声明式编程提供支持。它是通过扩展Modula-2的一个子集，由逻辑编程范式启发的少量功能获得的。在本文中，我们将讨论的基本原理设计的Alma-0，由此产生的混合编程框架的好处，以及目前的工作中添加约束处理能力的语言。特别是，我们讨论的逻辑和习惯变量的作用，约束存储和程序之间的相互作用，以及需要列表。
1999-07-19 cs.LO cs.PL
Farkas certificates and minimal witnesses for probabilistic reachability constraints
本文介绍了Farkas证书的最小和最大可达概率在马尔可夫决策过程（MDP），我们使用的MDP变体的Farkas引理的上下界。所有这些证书的集合被示出为形成多胞形，其点对应于模型和属性的见证子系统。利用这种对应关系，我们可以将寻找最小见证人的问题转化为寻找具有最大数量的零的顶点的问题。虽然计算这样的顶点是计算困难的一般情况下，我们从我们的配方，表现出竞争力的性能相比，最先进的技术，我们得到新的算法。作为一个论点，渐近更好的算法不能希望，我们发现，即使是非循环马尔可夫链的决策版本的最小证人是NP完全的。
2020-02-05 cs.LO math.OC
Verification of Imperative Programs by Constraint Logic Program Transformation
本文提出了一种基于约束逻辑程序变换（CLP）的方法来验证操作整数和数组的命令式程序的部分正确性。我们使用CLP作为一种元语言来表示命令式程序，它们的执行和它们的属性。首先，我们将命令式程序的正确性编码为CLP程序T定义的谓词“不正确”的否定。通过构造，“不正确”在T的最小模型中成立，当且仅当从初始配置执行prog最终在错误配置中停止。然后，我们对程序T应用一系列保持其最小模型语义的变换。这些转换是基于众所周知的转换规则，如展开和折叠，由适当的转换策略，如专业化和泛化。转换的目的是导出一个新的CLP程序TransfT，其中谓词“不正确”由以下定义：（i）事实“不正确”。'（在这种情况下prog是不正确的），或者由（ii）空子句集（在这种情况下prog是正确的）。在我们导出CLP程序使得（i）和（ii）都不成立的情况下，我们对变换进行了简化。由于问题是不可判定的，这个过程可能不会终止。我们通过例子表明，我们的方法可以应用在一个相当系统的方式，是适合自动化的程序验证领域的许多技术开发的程序转换。
2013-09-20 cs.LO cs.PL
The Complexity of Subgame Perfect Equilibria in Quantitative Reachability Games
本文研究定量可达性博弈中SPE的复杂性，证明约束存在性问题是PSPACE完全的，并提出一种通过迭代约束至不动点来刻画SPE结果集的新算法。
2020-11-04 cs.GT cs.LO
Reachability and liveness in parametric timed automata
本文研究参数化时间自动机（PTAs）的可达性与活性，通过提出整数点PTAs子类推进可判定性边界，并证明L/U-PTAs中无限运行存在性为PSpace完全，而死锁存在性不可判定。
2022-02-07 cs.LO
Guaranteed approximations of arbitrarily quantified reachability problems
本文针对任意量化可达性问题，提出基于区间的方法计算满足约束的值集合的内外近似，并通过示例与基准验证其可处理性与紧致性。
2023-09-14 cs.LO cs.SY eess.SY
Verification of Reachability Problems for Time Basic Petri Nets
基于时间的Petri网是一种用于实时系统建模的强大的形式主义，其中时间约束通过与转换相关联的标记的时间描述的时间函数来表示，表示可能的触发时间。我们介绍了一种技术，可达性分析的基础上建设的有限收缩的无限状态空间与这样一个模型。该技术构造了一个有限的符号可达图依赖于一种时间覆盖，并克服了现有的分析工具的限制，时间基本网络，反过来基于一个时间有界的检查（可能是无限的）可达树。该技术的一个关键特征是引入了时间匿名概念，该概念允许识别不影响模型演变的组件。一个运行的例子是在整个文件中使用草图的符号图的建设。图的构造算法已被自动化的Java工具集，在该文件中描述连同其主要功能和分析能力。描述一个真实世界的例子的用例已经被用来对技术和工具集进行基准测试。文中还介绍了试验的主要结果。
2014-09-09 cs.LO cs.SE
HMC: Verifying Functional Programs Using Abstract Interpreters
我们提出了Hindley-Milner-Cousots（HMC），一个算法，允许任何一阶命令式程序的过程间分析被用来验证类型化高阶函数程序的安全属性。HMC工作如下。首先，它利用函数程序的类型结构来生成一组逻辑精化约束，这些约束的满足意味着源程序的安全性。其次，它将逻辑精化约束转换成一个简单的一阶命令式程序，该程序是安全的，当且仅当约束是可满足的。因此，HMC一举使工具的不变生成，例如，基于抽象域、谓词抽象、反例引导的精化和Craig插值可以直接应用于以全自动的方式验证现代函数式语言的安全属性。我们已经实现了HMC，并描述了初步的实验结果，使用两个命令式检查器- ARMC和InterProc -来验证OCaml程序。因此，通过组成基于类型的推理在程序语法和基于状态的推理在抽象解释的基础上，HMC打开了大门，以现代程序设计语言编写的程序的自动验证。
2010-12-30 cs.LO cs.PL
