Formális módszerek - Segédanyagok

Félév: 2012. ősz
Cím Egyedi szöveg
HF: Házi feladat
ZH2: Mintafeladatok
Félév: 2012. tavasz
Cím Egyedi szöveg
EA01: A formális módszerek szerepe

Az előadás tartalma:

  • Tárgyadatok
  • A formális módszerek szerepe
  • Mintapélda: Egy fejlesztői keretrendszer bemutatása
EA02: Alapszintű formalizmusok és lineáris idejű temporális logikák

Az előadás anyaga:

Alapszintű formalizmusok:

  • Kripke-struktúrák (KS)
  • Címkézett tranzíciós rendszerek (LTS)
  • Kripke tranzíciós rendszerek (KTS)
  • Véges állapotú automaták időkezeléssel

Lineáris idejű temporális logikák:

  • Temporális logikák típusai
  • Lineáris idejű temporális logikák
  • PLTL: Operátorok, formális szintaxis és szemantika
  • Követelmények formalizálása
EA03: Elágazó idejű temporális logikák

Az előadás anyaga:

  • CTL*: Operátorok, mintapéldák,  formális szintaxis és szemantika
  • CTL: Kötöttségek, szintaxis és szemantika
  • Követelmények formalizálása (példák)
EA04: Modellellenőrzés

Az előadás anyaga:

  • PLTL modellellenőrzés: A tabló módszer
  • CTL modellellenőrzés: A szemantikán alapuló módszer (címkézés)
  • Kiegészítés: PLTL modellellenőrzés automata alapú módszerrel
EA05: Szimbolikus modellellenőrzés és ROBDD-k

Az előadás anyaga:

  • Szimbolikus modellellenőrzés (bevezető)
  • Karakterisztikus függvények
  • ROBDD alapú reprezentáció, műveletek ROBBD-ken
EA06: Korlátos modellellenőrzés

Az előadás anyaga:

  • Korlátos modellenőrzés
  • A modellellenőrzés előnyei és korlátai
  • Tesztgenerálás modellellenőrzővel
EA07: Modellezési és modellellenőrzési mintapélda (házi feladathoz)

Az előadás anyaga:

  • Egy modellellenőrzési mintapélda kidolgozása UPPAAL környezetben
MM01: Modellellenőrzési példák

A példák leírással és modellekkel együtt tölthetők le (ZIP fájlok):

  • Kölcsönös kizárási algoritmusok ellenőrzése: Hyman, Peterson, Lamport algoritmusai
  • Konszenzus protokoll ellenőrzése: A Paxos protokoll egy egyszerűsített verziója
  • Feladatvégző fürt ellenőrzése: Feladatvégző egységek gyűrű struktúrában
EA08: Állapottérképek és forráskód generálás

Az előadás anyaga:

  • Alkalmazás forráskód generálás automaták alapján
  • Monitor forráskód generálás formális modell és követelmények alapján
  • UML állapottérképek szintaxisa és szemantikája
  • Kódgenerálás állapottérképek alapján
ZH1: Mintafeladatok az első zárthelyihez

A letölthető anyagok:

  • Mintafeladatok az első zárthelyihez
  • Megoldási ötletek. Hibajavítás: A 2.3 feladat harmadik diagramján az (1,y22) csomópontból a szaggatott élet az (1,z2) csomóponthoz kell húzni a (z1,1) csomópont helyett!
EA09: Petri háló alapfogalmak, kiterjesztések

Petri hálók felépítése, működése

Dinamikus viselkedés: engedélyezettség, tüzelés, állapottrajektória

  • Engedélyezettség feltétele
  • Állapotátmenet
  • Szomszédossági mátrix
  • Tüzelési szekvencia

Petri háló modellek készítése, alapvető modellkonstrukciók

Egyszerű példák Petri hálókra

Kiterjesztett Petri hálók: a tüzelési szemantika módosítása

  • Korlátos kapacitású hely
    • Kiegészítő helytranszformáció
  • Tiltó él
  • Prioritás
EA10: Petri hálók dinamikus tulajdonságai

Az előadás tartalma:

Elérhetőség fogalma, tulajdonságai

  • Elérhetőség, elérhetőségi probléma

Petri hálók dinamikus (viselkedési) tulajdonságai

  • Korlátosság
  • Élőség
  • Megfordíthatóság
  • Visszatérő állapot
  • Fedhetőség
  • Perzisztencia
  • Korlátozott fairség (B-fairség)
  • Globális fairség

Állapottér reprezentációk: az elérhetőségi és fedési gráf

  • Elérhetőségi gráf
  • Fedési gráf
    • Fedési fa generáló algoritmus
  • Petri hálók fedési fájának analízise

Dinamikus tulajdonságok vizsgálata az állapottérben

EA11: Modellezés és szimuláció Petri hálókkal

Az előadás tartalma:

Diszkrét rendszermodellezés alapjai

Modellező eszközök: DNAnet, Snoopy, PetriDotNet

Modellezési példa: Alternáló bit protokol

Petri háló modellek „tesztelése”: szimuláció, token játék algoritmusai

  • Petri hálók szimulációja
  • Egyszerű szimulációs algoritmus
  • Hatékony szimulációs algoritmus
  • Prioritásos Petri hálók szimulációja
  • Időzítés kezelése
EA12: Elérhetőségi probléma egyszerűsítése, Petri háló alosztályok

Az előadás tartalma:

Elérhetőségi probléma egyszerűsítése

  • Állapottér redukció
    • A részleges sorrendezési reláción alapuló redukció alapötlete
  • Struktúra redukció
    • Soros összevonások
    • Párhuzamos összevonások

Egyszerű struktúrájú Petri hálók viselkedése

  • Petri háló alosztályok
    • Állapotgép (State Machine, SM)
    • Jelölt gráf (Marked Graph, MG)
    • Szabad választású háló (Free-Choice Net, FC)
    • Kiterjesztett szabad választású háló (EFC)
    • Aszimmetrikus választású háló (AC)
  • Élő és bizt(onság)os tulajdonság kritériumai
EA13: Petri hálók strukturális tulajdonságai

Az előadás tartalma:

Invariánsok fogalma

  • Állapotegyenlet
  • Tüzelési, avagy T-invariáns
  • Hely, avagy P-invariáns
  • Invariánsok számítása
    • Martinez-Silva algoritmus

Petri hálók további strukturális tulajdonságai

  • Strukturális korlátosság
    • Vezérelhetőség
    • Konzervativitás
  • Strukturális élőség
    • Ismételhetőség
    • Konzisztencia

Példa Petri háló modell analízisére: Alternáló bit protokoll

EA14: Színezett Petri hálók (1. rész)

Az előadás tartalma:

  • A színezett Petri hálók (CPN) alapjai
  • Egyszerű protokoll CPN modellje
  • Elosztott adatbáziskezelő rendszer modellje
  • A Design/CPN modellező eszköz tulajdonságai
  • Dinamikus analízis lehetőségei
    • Dinamikus tulajdonságok
    • Állapottér lekérdezések
    • ASKCTL temporális logikai kérdések
  • Invariánsok
EA15: Színezett Petri hálók (2. rész)

Az előadás tartalma:

  • Színezetlen és színezett Petri hálók összehasonlítása
  • Színezett Petri hálók felépítése
    • Színezett Petri háló példa: elosztott adatbázis
  • Színezett Petri hálók működése
    • Engedélyezettség színezett Petri hálókban
    • Őrfeltétel
    • Tüzelés színezett Petri hálókban
    • Lekötött és lekötetlen változók
  • Színezett Petri hálók széthajtogatása
  • Színezett Petri hálók analízise
    • Dinamikus tulajdonságok
    • Invariánsok
EA16: Adatfolyam hálók, modellfinomítás. Hierarchikus Petri hálók

Az előadás tartalma:

Adatfolyam hálók:

  • Felépítésük és formális definíciójuk.
  • Informális szemantika: Engedélyezettség és tüzelés.
  • Adatfolyam hálók finomítása

Hierarchikus Petri hálók, modellfinomítás

  • Finomítás Petri hálónál
  • Hierarchikus modellezés
    • Hierarchikus felépítés eszközei a PetriDotNet, a Snoopy és a DNAnet eszközökben
    • Hierarchikus színezett Petri hálók
ZH2: Petri hálós előadások fóliái nyomtatáshoz

A mellékelt PDF fájlok az alábbi előadások anyagát tartalmazzák nyomtatásra alkalmas (fehér háttér, fekete betűk, szürkeárnyalatos ábrák) formában:

  1. EA09: Petri háló alapfogalmak, kiterjesztések
  2. EA10: Petri hálók dinamikus tulajdonságai
  3. EA11: Modellezés és szimuláció Petri hálókkal
  4. EA12: Elérhetőségi probléma egyszerűsítése, Petri háló alosztályok
  5. EA13: Petri hálók strukturális tulajdonságai. Dinamikus és strukturális tulajdonságok közti összefüggések.
  6. EA14: Színezett Petri hálók (1. rész)
  7. EA15: Színezett Petri hálók (2. rész)
  8. EA16: Adatfolyam hálók, modellfinomítás. Hierarchikus Petri hálók
EA17: Sztochasztikus Petri hálók

Az előadás anyaga:

  • Alapszintű formalizmus: Folytonos idejű Markov láncok
  • Sztochasztikus Petri hálók (SPN, GSPN, DSPN)
  • Sztochasztikus temporális logikák (CSL)
ZH2: Mintafeladatok a második zárthelyihez

A letölthető anyag:

  • Mintafeladatok a második zárthelyihez
Félév: 2011. tavasz
Cím Egyedi szöveg
EA01 A formális módszerek szerepe

Az előadás tartalma:

  • Tárgyadatok
  • A formális módszerek szerepe
    • Mik a formális módszerek?
    • Mire szeretnénk használni a formális módszereket?
    • A formális módszerek szerepe a fejlesztési modellekben
    • A formális módszerek értékelése
    • Sikertörténetek
  • Alapszintű formalizmusok
    • Kripke-struktúrák
    • Címkézett tranzíciós rendszerek
    • Kripke tranzíciós rendszerek
    • Időzített automaták
EA02 Temporális logikák

Az előadás tartalma:

  • Motiváció
  • Temporális logikák
  • Egy lineáris temporális logika: PLTL
    • Operátorok
    • Szintakszis
    • Szemantika
    • Példák
  • Egy elágazó idejű temporális logika: CTL*
    • Operátorok
    • Szintakszis
    • Szemantika
  • Egy másik elágazó idejű temporális logika: CTL
    • Operátorok
    • Szintakszis és szemantika
    • Példák
  • Temporális logikák kifejezőképessége
  • A modellellenőrzési feladat
Tartalom átvétel