Analyse symbolique de systèmes infinis basée sur les automates: Application à la vérification de systèmes paramétrés et dynamiques - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

Analyse symbolique de systèmes infinis basée sur les automates: Application à la vérification de systèmes paramétrés et dynamiques

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Abstract

We consider in this thesis the model-checking problem of infinite state systems,
namely parametrized systems and recursive multithreaded programs. We present a
uniform framework for the algorithmic verification of these systems. This framework
is based on the representation of sets of configurations using word/tree automata,
and the representation of the transition relations of the systems using word/tree
rewriting rules. The verification problem is then reduced to the computation of the
reachability sets in this framework. The contributions of this thesis are the following:

1- Definition of a general acceleration technique. We propose a method based on
extrapolation techniques on automata, and we study the power of this approach.
2- Regular model-checking techniques for the verification of parametrized
networks with linear and tree-like topologies. In particular, we consider the
networks modeled by rewriting systems containing semi-commutations, i.e.. rules of
the form ab -> ba, and we isolate a class of languages which is effectively closed
under these systems.
3- Modeling and verification of recursive multithreaded programs. We study first the
models PRS which are more general than pushdown systems, Petri nets, and PA systems;
and we propose algorithms that compute the reachability sets of (subclasses of) PRS when
considering different semantics.

In another approach, we consider models based on communicating pushdown systems and CCS-like
rewriting systems; and we propose verification methods of these models based on the computation
of abstractions of execution path languages. We propsoe a generic algebraic framework that
allows the computation of these abstractions.
Nous nous intéressons dans cette thèse au model-checking des systèmes infinis, notamment
les systèmes paramétrés et les programmes récursifs parallèles. Nous présen\-tons un cadre
uniforme pour la vérification algorithmique de ces systèmes. Ce cadre est basé sur la
représentation des ensembles de configurations par des automates de mots ou d'arbres, et la
représentation des relations de transition des systèmes par des règles de réécritures de mots
ou de termes. Le problème de la vérification est ensuite réduit au calcul des ensembles des
accessibles dans ce cadre. Les contributions de cette thèse sont les suivantes:

1- Définition d'une technique d'accélération générale. Nous proposons une méthode basée sur
des techniques d'extrapolation sur les automates, et nous étudions la puissance de cette approche.
2- Techniques de model-checking régulier pour la vérification des réseaux paramétrés avec des
topologies linéaires et arborescentes. En particulier, nous considérons les réseaux modélisés
par des systèmes de réécriture comprenant des semi-commutations, c-à-d. des règles de la forme ab -> ba,
et nous exhibons une classe de langages qui est effectivement fermée par ces systèmes.
3- Modélisation et vérification des programmes récursifs parallèles. Dans un premier temps,
nous étudions les modèles PRS qui sont plus généraux que les systèmes à pile, les réseaux de Petri,
et les systèmes PA; et nous proposons des algorithmes qui calculent les ensembles des accessibles
de (sous-classes de) PRS en considérant différentes sémantiques.

Dans une autre approche, nous considérons des modèles basés sur des automates à pile communicants
et des systèmes de réécritures à-la CCS, et nous proposons des méthodes de vérification de ces modèles
basées sur le calcul d'abstractions des langages des chemins d'exécutions. Nous proposons un cadre
algébrique générique permettant le calcul de ces abstractions.
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Dates and versions

tel-00161124 , version 1 (09-07-2007)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00161124 , version 1

Cite

Tayssir Touili. Analyse symbolique de systèmes infinis basée sur les automates: Application à la vérification de systèmes paramétrés et dynamiques. Autre [cs.OH]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00161124⟩
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