课题基金 / 基金详情

基于数据流的微分代数事件结构及其层次化理论研究

批准号:
62062011
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
汤卫东
依托单位:
学科分类:
计算机科学的基础理论
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
汤卫东

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
事件结构是一种主流高效的形式化方法,为并发系统的建模与验证做出了巨大的贡献。在计算机科学和控制工程领域,并发系统的组成与结构越来越复杂,并且对支撑建模与验证的形式化工具的要求水准也越来越高。比如,对同时存在离散行为和连续行为的混杂并发系统,如果使用传统的事件结构来建模,则难点主要是对“数据流交换过程”的处理上和对“连续的状态变化”的处理上,而数据流的交换过程和数据流的连续演化过程恰恰都是并发系统最重要的行为特征。因此对并发系统的设计和验证需要一套全新的形式化理论与方法。课题尝试基于传统事件结构,借助符号计算、微分方程的思想,建立一种新型的基于数据流的事件结构模型,进而给出新事件结构的等价判定计算方法,然后研究新事件结构的层次化方法以及在层次化下等价的可保持性等理论。目标是推动并发理论的形式化工具得到创新和发展,使得新事件结构在刻画复杂并发系统方面依然扮演着重要角色,有着重要的理论和实际价值。
英文摘要
As a mainstream and efficient formal method, Event structure has made great contributions for modeling and verification of concurrent systems for decades. In computer science and control theory, control engineering, composition and structure of concurrent systems are becoming more and more complex, meanwhile, the standard for formal tools used to support modeling and verification are also becoming higher and higher. For example, as far as hybrid concurrent systems with discrete behaviors and continuous behaviors exist at the same time be concerned, if traditional discrete event structure is used to modeling, the main difficulties are processing of "data flow exchange process" and processing of "continuous change of states". But exchange process and continuous change of data flow are precisely the most important two behavior characteristics of concurrent systems. Therefore, the design and verification of concurrent systems need a new set of formal theory and methods. This project attempts to firstly define a new event structure model based on data stream by means of symbolic computation, differential equation ,etc., then proposes its judgment method on equivalence, furthermore studies its refinement method ,and finally researches on what conditions refinement must satisfy, so that some equivalence properties of original event structure can also be preserved under refining. Our goal is to promote formal tools of of concurrency theory for innovation and development, make the new event structure still plays an important role in modeling and verification of complex concurrent systems.Therefore, the subject has important theoretical and practical value.
在计算机科学和控制理论、控制工程领域,并发系统的组成和结构越来越复杂,规模越来越庞大,高效正确地建模和验证这样的系统变得越来越困难。形式化方法经过几十年的研究发展,为并发系统的建模与验证提供了良好的框架支持,相应的技术和理论已经应用到计算机科学和控制工程领域的各个方面。事件结构是重要的形式化建模工具,但传统的离散事件结构建立在动作集合之上,动作集合中的元素是抽象的,不能刻画数据流的交换过程,不能刻画数据流的连续变化,而数据流的交换过程和数据流的连续演化过程恰恰都是并发系统最重要的行为特征。课题另辟蹊径,尝试构建基于数据流的微分代数事件结构,旨在为复杂并发系统的设计和验证提供一套新的理论与方法。在传统的离散事件结构中,对于两个事件等价的判定,主要看它们基于的动作是否一致。但是对于新的基于数据流的事件结构,如何构建事件的等价计算方法是一个值得思考的问题。数据流交换过程和数据流连续演变过程往往表示为一个多项式代数系统或微分代数系统,因此符号计算可作为其等价计算方法的计算工具,这为实现形式化方法领域中的系统等价判定提供了一种新的研究思路和解决方案。在传统事件结构的层次化理论中,细化指的是抽象动作的细化。由于新事件结构没有了抽象的动作概念,替代的是刻画数据流交换过程和数据流连续演变过程的多项式方程、微分方程等组件,课题使用变元细化的方法。由于变元细化与传统的动作细化在实现原理上根本不同,课题为了解决变元细化后事件结构的等价可保持性问题,需建立一套以变元细化为核心的微分代数事件结构的层次化理论和方法。
国内基金
海外基金