Halbordnungsbasierte Verfeinerung zur Verifikation verteilter Algorithmen
نویسنده
چکیده
The topic of this PhD thesis is the stepwise refinement of distributed algorithms. Stepwise refinement starts with a simple algorithm with certain desired properties. This algorithm is refined step by step such that the desired properties are preserved in each refinement step. The result is a complex distributed algorithm which satisfies concrete implementation requirements and which still has the desired properties. We propose a new property preserving notion of refinement which is based on the causal ordering of actions of an algorithm. We call this notion transition refinement and we define it first for elementary Petri nets. Furthermore, we discuss proof criteria. Then, we define and discuss the simultaneous refinement of several transitions. For modelling complex distributed algorithms, we use algebraic Petri nets [Rei91] instead of elementary Petri nets. We define transition refinement for algebraic Petri nets, and we show its relationship to simultaneous transition refinement in elementary Petri nets. Transition refinement is particularly suitable for refinement steps in which synchronous communication between agents is replaced by asynchronous message passing. We show this by means of a complex distributed algorithm for determining the minimal spanning tree of a weighted graph [GHS83]. We prove the correctness of this algorithm in several steps. Some of these steps are transition refinements. For other steps, well-known notions of refinement are sufficient. Therefore, we also carry over a well-known notion of refinement into our formal model.
منابع مشابه
Entwurf und Verifikation von Petrinetzmodellen verteilter Algorithmen durch Verfeinerung unverteilter Algorithmen
متن کامل
Formale Verifikation eingebetteter Systeme
Dr. rer. nat. Viktor Sabelfeld studierte von 1966 bis 1971 Mathematik und arbeitete dann bis 1996 an der Universität Nowosibirsk als Professor. Sein Forschungsgebiet liegt auf den äquivalenten Programmtransformationen. Seit November 1997 arbeitet er am IRF. Dr. rer. nat. Michaela Huhn studierte 1985-1992 Informatik in Erlangen und arbeitete bis 1997 an der Universität Hildesheim im Themengebiet...
متن کاملHerausforderungen und neue Technologien zur Verifikation nebenläufiger verteilter Systeme
Nebenläufige und verteilt arbeitende Softwaresysteme sind nicht neu. Betriebssysteme sind seit mehr als 20 Jahren inhärent nebenläufig. Verteilte Datenbanken werden mindestens genauso lange erfolgreich eingesetzt. Neue Entwicklungen wie Multiund Many-Core Architekturen, Cloud und Ubiquitous Computing oder die immer größer werdenden Anforderungen an Performanz, Energieeffizienz und andere Qualit...
متن کاملFormale Verfeinerung und Modelchecking von zeitbehafteten endlichen Automaten
Wir stellen einen Ansatz zur Anwendung von Modelchecking in Kombination mit Verfeinerung unter Einsatz eines Theorem-Provers zur Entwicklung von Echtzeitsystemen vor. Wir konzentrieren uns dabei auf einen Verfeinerungsschritt, der ein zustandsorientiertes Modell um Zeitinformationen ergänzt. Unser Verifikationsansatz beginnt mit einem zyklisch genauen endlichen Zustandsautomaten des RAVEN Model...
متن کامل