Preview

Моделирование и анализ информационных систем

Расширенный поиск

Синтез установочных последовательностей для автоматов с временными ограничениями

https://doi.org/10.18255/1818-1015-2020-4-376-395

Полный текст:

Аннотация

Идентификация состояний является хорошо известной задачей теории конечных автоматов, и установочные последовательности, которые позволяют идентифицировать текущее состояние конечного автомата, широко используются в областях тестирования и верификации программного и аппаратного обеспечения. Для автоматов различных классов, полностью определенных и частичных, детерминированных и недетерминированных, установлены необходимые и достаточные условия существования безусловных и адаптивных установочных последовательностей и предложены алгоритмы их синтеза, если такая последовательность существует. В настоящее время при верификации и тестировании программного и аппаратного обеспечения необходимо учитывать временные аспекты, что приводит к расширению автоматных моделей временными переменными. В настоящей работе мы исследуем задачи проверки существования и синтеза безусловных и адаптивных установочных последовательностей для автоматов с временными ограничениями и показываем, что оценки на длину таких последовательностей совпадают с оценками для классических конечных автоматов. Предлагаемый подход основан на использовании конечно-автоматной абстракции временного автомата, то есть описании временного автомата соответствующим конечным автоматом, который сохраняет свойства временного автомата относительно установочных последовательностей.

Об авторах

Александр Сергеевич Твардовский
Национальный исследовательский Томский Государственный университет
Россия

Кандидат физико-математических наук



Нина Владимировна Евтушенко
Институт системного программирования РАН; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Россия

Доктор технических наук, профессор



Список литературы

1. A. Gill, Introduction to the Theory of Finite-State Machines. McGraw-Hill, 1962.

2. D. Lee and M. Yannakakis, “Testing finite state machines: state identification and verification”, IEEE Transactions on Computers, vol. 43, no. 3, pp. 306-320, 1994.

3. T. N. Hibbard, “Least upper bounds on minimal terminal state experiments for two classes of sequential machines”, Journal of the ACM, vol. 8, no. 4, pp. 601-612, 1961.

4. Z. Kohavi, Switching and Finite Automata Theory. McGraw-Hill, 1978.

5. P. Starke, Abstract Automata. American Elsevier, 1972.

6. G. Bochmann and A. Petrenko, “Protocol testing: review of methods and relevance for software testing”, in In Proc. of International Symposium on Software Testing and Analysis, 1994, pp. 109-124.

7. G.-V. Jourdan, H. Ural, and H. Yenigun, “Reduced checking sequences using unreliable reset”, Information Processing Letters, vol. 115, no. 5, pp. 532-535, 2015.

8. N. Kushik, J. Lopez, A. Cavalli, and N. Yevtushenko, “Improving Protocol Passive Testing through ”Gedanken” Experiments with Finite State Machines”, in IEEE International Conference on Software Qality, Reliability and Security, 2016, pp. 315-322.

9. F. Hennie, “Fault-detecting experiments for sequential circuits”, in Proceedings of Fifth Annual Symposium on Circuit Theory and Logical Design, 1965, pp. 95-110.

10. T. S. Chow, “Testing software design modeled by finite-state machines”, IEEE Transactions on Software Engineering, vol. 4, no. 3, pp. 178-187, 1978.

11. H.-E. Wang, K.-H. Tu, J.-H. R. Jiang, and N. Kushik, “Homing Sequence Derivation with Quantified Boolean Satisfiability”, in Testing Software and Systems, ser. LNCS, vol. 10533, 2017, pp. 230-242.

12. H. Yenigun, N. Yevtushenko, N. Kushik, and J. Lopez, “The effect of partiality and adaptivity on the complexity of FSM state identification problems”, Trudy ISP RAN/Proceedings ISP RAS, vol. 30, no. 1, pp. 7-24, 2018.

13. N. Kushik and N. Yevtushenko, “On the Length of Homing Sequences for Nondeterministic Finite State Machines”, in Implementation and Application of Automata, ser. LNCS, vol. 7982, Springer, 2013, pp. 220-231.

14. S. Sandberg, “Homing and Synchronizing Sequences”, in Model-Based Testing of Reactive Systems, ser. LNCS, vol. 3472, Springer, 2005, pp. 5-33.

15. E. Bayse, A. R. Cavalli, M. Nu´nez, and Zaıdi, “A passive testing approach based on invariants: application to the WAP”, Computer Networks, vol. 48, no. 2, pp. 247-266, 2005.

16. N. Kushik, K. El-Fakih, and N. Yevtushenko, “Preset and Adaptive Homing Experiments for Nondeterministic Finite State Machines”, in Implementation and Application of Automata, ser. LNCS, vol. 6807, Springer, 2011, pp. 215-224.

17. N. Kushik, K. El-Fakih, and N. Yevtushenko, “Adaptive Homing and Distinguishing Experiments for Nondeterministic Finite State Machines”, in Testing Software and Systems, ser. LNCS, vol. 8254, Springer, 2013, pp. 33-48.

18. N. Kushik and H. Yenigun, “Heuristics for Deriving Adaptive Homing and Distinguishing Sequences for Nondeterministic Finite State Machines”, in Testing Software and Systems, ser. LNCS, vol. 9447, Springer, 2015, pp. 243-248.

19. H. Yenigun, N. Yevtushenko, and N. Kushik, “The complexity of checking the existence and derivation of adaptive synchronizing experiments for deterministic FSMs”, Information Processing Letters, vol. 127, pp. 49-53, 2017.

20. M. Krichen and S. Tripakis, “Conformance testing for real-time systems”, Formal Methods in System Design, vol. 34, no. 3, pp. 238-304, 2009.

21. K. El-Fakih, N. Yevtushenko, and H. Fouchal, “Testing timed finite state machines with guaranteed fault coverage”, in Proc. of the 21st IFIP WG 6.1 Int. Conf, on Testing of Software and Communication Systems and 9th Int. FATES Workshop, 2009, pp. 66-80.

22. M. Merayo, M. Nunez, and I. Rodriguez, “Formal testing from timed finite state machines”, Computer Networks: The International Journal of Computer and Telecommunications Networking, vol. 52, no. 2, pp. 432-460, 2008.

23. D. Bresolin, K. El-Fakih, T. Villa, and N. Yevtushenko, “Deterministic timed finite state machines: Equivalence checking and expressive power”, in International conference GANDALF, 2014, pp. 203-216.

24. M. Gromov, K. El-Fakih, N. Shabaldina, and N. Yevtushenko, “Distinguishing non-deterministic timed finite state machines”, in In Formal Techniques for Distributed Systems, ser. LNCS, vol. 5522, Springer, 2009, pp. 137-151.

25. K. Tvardovskii A.S.and El-Fakih, M. Gromov, and N. Yevtushenko, “Testing Timed Nondeterministic Finite State Machines withthe Guaranteed Fault Coverage”, Automatic Control and Computer Sciences, vol. 51, no. 7, pp. 724-730, 2017.

26. A. Tvardovskii and N. Yevtushenko, “Deriving homing sequences for Finite State Machines with timed guards”, System Informatics, vol. 17, pp. 1-10, 2020.

27. J. Hartmanis and R. Stearns, Algebraic structure theory ofsequential machines. Prentice-Hall, 1966.

28. E. Vinarskii, A. Tvardovskii, L. Evtushenko, and N. Yevtushenko, “Deriving adaptive homing sequences for weakly initialized nondeterministic FSMs”, 2019, pp. 1-5.

29. N. Yevtushenko, V. Kuliamin, and N. Kushik, “Evaluating the Complexity of Deriving Adaptive Homing, Synchronizing and Distinguishing Sequences for Nondeterministic FSMs”, in Testing Software and Systems, ser. LNCS, vol. 11812, Springer, 2019, pp. 86-103.

30. E. Vinarskii and N. Yevtushenko, “Evaluating Length of a Shortest Adaptive Homing Sequence for Weakly Initialized FSMs”, 2020, pp. 1-5.

31. N. Kushik and N. Yevtushenko, “Adaptive Homing is in P”, Electronic Proceedings in Theoretical ComputerScience, vol. 180, pp. 73-78, 2015.


Для цитирования:


Твардовский А.С., Евтушенко Н.В. Синтез установочных последовательностей для автоматов с временными ограничениями. Моделирование и анализ информационных систем. 2020;27(4):376-395. https://doi.org/10.18255/1818-1015-2020-4-376-395

For citation:


Tvardovskii A.S., Yevtushenko N.V. Deriving Homing Sequences for Finite State Machines with Timed Guards. Modeling and Analysis of Information Systems. 2020;27(4):376-395. (In Russ.) https://doi.org/10.18255/1818-1015-2020-4-376-395

Просмотров: 108


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1818-1015 (Print)
ISSN 2313-5417 (Online)