Detail práce

Automata in Decision Procedures and Performance Analysis

Disertační práce Student: Fiedor Tomáš Akademický rok: 2020/2021 Vedoucí: Vojnar Tomáš, prof. Ing., Ph.D.
Název česky
Automaty v rozhodovacích procedurách a výkonnostní analýze
Jazyk práce
anglický
Abstrakt

Tato práce se věnuje vylepšení současného stavu formalní analýzy a verifikace založené na automatech a zaměřené na systémy s nekonečnými stavovými prostory. V první části se práce zabývá dvěma rozhodovacími procedurami pro logiku WS1S, které jsou založené na korespondenci mezi formulemi logiky WS1S a konečnými automaty. První metoda je založena na tzv. antiřetězcích, ale, je limitována pouze na formule v prenexním normálním tvaru. Následně je tento přístup zobecněn na libovolné formule, jsou zavedeny tzv. jazykové termy a na jejich základě je navržena nová procedura, která pracuje za běhu a zpracovává tyto termy "líným" způsobem. Abychom získali efektivní rozhodovací proceduru, je dále navržena sada optimalizací (přičemž některé nejsou limitovány pouze pro naše přístupy). Obě metody jsou srovnány s ostatními nástroji implementujícími různé známé rozhodovací procedury. Získané výsledky jsou povzbuzující a ukazují, že použitelnost logiky WS1S je možno rozšířit na širší třídu formulí. V druhé části se práce zabývá analýzou mezí zdrojů programů manipulujících s haldou. Je zde navržena nová třída tzv. tvarových norem založených na délkách cest mezi význačnými místy na haldě, které jsou automaticky odvozovány z analyzovaného programu. Na základě této třídy norem je dále navržen kalkul, který je schopen přesně odvodit změny odvozených normů a použít je k vygenerování odpovídající celočíselné reprezentace vstupního programu, která je následně využita pro následovanou dedikovanou analýzou mezí zdrojů. Tato metoda byla implementována nad analýzou tvaru založenou na tzv. lesních automatech, implementovanou v nástroji Forester, a dále byl použit dobře zavedený analyzátor mezí zdrojů, implementovaný v nástroji Loopus. V experimentální evaluaci bylo ukázáno, že je opravdu takto získán silný analyzátor, který je schopen odvodit meze programů, které ještě nikdy plně automatizovaně odvozené nebyly.

Klíčová slova

Analýza mezí zdrojů,analýza tvaru,antiřetězce,amortizovaná složitost,binární rozhodovací diagramy,formální analyza,konečné automaty,logika druhého řádu,lesní automaty,monadická logika,programy manipulující s haldou,nedeterminismus,statická analýza,stromové automaty,tvarové normy,ws1s.

Ústav
Studijní program
Soubory
Stav
obhájeno
Obhajoba
4. září 2020
Citace
FIEDOR, Tomáš. Automata in Decision Procedures and Performance Analysis. Brno, 2020. Disertační práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií. 2020-09-04. Vedoucí práce Vojnar Tomáš. Dostupné z: https://www.fit.vut.cz/study/phd-thesis/847/
BibTeX
@phdthesis{FITPT847,
    author = "Tom\'{a}\v{s} Fiedor",
    type = "Diserta\v{c}n\'{i} pr\'{a}ce",
    title = "Automata in Decision Procedures and Performance Analysis",
    school = "Vysok\'{e} u\v{c}en\'{i} technick\'{e} v Brn\v{e}, Fakulta informa\v{c}n\'{i}ch technologi\'{i}",
    year = 2020,
    location = "Brno, CZ",
    language = "english",
    url = "https://www.fit.vut.cz/study/phd-thesis/847/"
}
Nahoru