【摘 要】
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随着计算机科学的发展,形式化验证方法在软件和硬件领域的应用越来越广泛。互模拟等价关系是形式化方法中的一个重要概念,它表示两个转移系统之间的等价关系,当两个系统互模
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随着计算机科学的发展,形式化验证方法在软件和硬件领域的应用越来越广泛。互模拟等价关系是形式化方法中的一个重要概念,它表示两个转移系统之间的等价关系,当两个系统互模拟等价时,它们可以相互模拟彼此的动作。互模拟等价关系对并发系统的验证与分析具有重要作用,比如:两个转移系统满足相同的CTL(计算树逻辑)和CTL*公式当且仅当它们是互模拟等价的。互模拟等价验证算法可以分为局部算法和全局算法。本文主要研究这两类算法。本文的主要贡献如下所示:(1)对局部算法以及准局部算法的实现过程进行了优化,比较了它们的运行效率。之后,通过对标号转移系统的饱和处理将这两种算法推广到了弱互模拟等价的验证问题中。(2)实现并比较全局算法。全局算法的核心思想就是划分等价类,本文详细解释了这一思想的发展和演变过程。算法在一个初始分类的基础上对等价类不断地进行分割精化,直到满足如下条件:(1)所有互模拟的状态都属于同一等价类(2)一个等价类内的所有状态都是互模拟的。之后重点介绍了时间复杂度为O(mlogn)的Valmari算法,并分别用Java和C++实现了算法,然后将这两种版本的算法和CADP工具进行了比较。(3)全局算法的应用。上文提到的Valmari算法也是一种互模拟压缩算法,本文分别实现了由Valmari和Alexander Sch?tzle提出的两种互模拟压缩算法,并将其应用于知识图谱的互模拟压缩问题中,比较了两种算法的运行效果。根据实验数据可知,在PC平台上处理百万级规模的数据时可选择基于内存的Antti Valmari算法,在服务器的数据库中处理更大规模数据时可选择基于外存的Alexander Sch?tzle算法。
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