Synthesis of Interactive Reactive Systems
Synthèse des systèmes réactifs interactifs
Résumé
We study the problem of automatic synthesis of programs in multi-component architectures such that they satisfy the specifications by construction. The main goal of the thesis is to develop procedures to solve the synthesis problem that may lead to efficient implementations.Each component may have partial observation on the global state of the multi-component system.Therefore, the synthesis problem asks to provide observation-based protocols for the components that have to be synthesized that ensure that specifications hold on all interactions with their environment.The environment may be antagonist, or may have its own objectives and behave rationally.We first study the synthesis problem when the environment is presumed to be completely antagonist. For this setting, we propose a "Safraless" procedure for the synthesis of one partially informed component and an omniscient environment from KLTL+ specifications. It is implemented in the tool Acacia-K. Secondly, we study the synthesis problem when the components in the environment have their own objectives and are rational. For the more relaxed setting of perfect information, we provide tight complexities for particular omega-regular objectives. Then, for the case of imperfect information, we prove that the rational synthesis problem is undecidable in general, but we gain decidability if is asked to synthesize only one component against a rational omniscient environment
Nous étudions le problème de la synthèse automatique de programmes dans des architectures multi-composants tels qu'elles respectent les spécifications par construction. Le principal objectif de cette thèse est de développer des procédures pour résoudre le problème de synthèse qui peut conduire à des implémentations efficaces. Chaque composant a une observation partielle sur l'état global du système multi-composants. Le problème est alors de fournir des protocoles basés sur les observations tel que les composants synthétisés assurent les spécifications pour tout le comportement de leur environnement. L'environnement peut être antagoniste, ou peut avoir ses propres objectifs et se comporter de façon rationnelle. Nous étudions d'abord le problème de synthèse lorsque l'environnement est présumé antagoniste. Pour ce contexte, nous proposons une procédure "Safraless" pour la synthèse d'un composant partiellement informé et un environnement omniscient à partir de spécications KLTL+. Elle est implémentée dans l'outil Acacia-K. Ensuite, nous étudions le problème de synthèse lorsque les composants de l'environnement ont leurs propres objectifs et sont rationnels. Pour le cadre plus simple de l'information parfaite, nous fournissons des complexités serrées pour des objectifs omega-réguliers particuliers. Pour le cas de l'information imparfaite, nous prouvons que le problème de la synthèse rationnelle est indécidable en général, mais nous regagnons la décidabilité si on demande à synthétiser un composant avec observation partielle contre un environnement multi-composante, omniscient et rationnel
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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