Detail předmětu

Specifikace vestavěných systémů

FIT-SVDAk. rok: 2017/2018

Principy návrhu vestavěných distribuovaných systémů vycházející z formálních specifikací chování. Reaktivní systémy a systémy pracující v reálném čase: úroveň abstrakce, podobnost a rozdíly. Modely reaktivních systémů a systémů pracujících v reálném čase: stavové posloupnosti a stromy, časované stavové posloupnosti, konečné automaty; Kripkeho struktury. Základní logické vlastnosti: spravedlivost, živost, bezpečnost, realizovatelnost; živost reálného času, odezva v konečném čase. Modální logiky a temporální logiky: kripkovské sémantiky. Základy temporální logiky: syntaxe, sémantika, axiomatika. Časové modely a temporální logiky: uspořádanost, budoucnost x minulost, diskrétní x hustý x spojitý, počátek času, konec času. LTL. CTL. Temporální logika a reálný čas: pozorovací posloupnosti; přístup Alura a Henzingera; přístup Koymanse a Vytopila a de Roevera; přístup Pnueliho a de Roevera. Formální specifikace vestavěných systémů. Dokazovací systémy. Kontrola modelem. Verifikace systémů pracujících v reálném čase. Případové studie.

Okruhy otázek k SDZ:

  1. Teorie systémů: transformační, reaktivní a RT
  2. Model chování diskrétního systému stavovou posloupností - vlastnosti: bezpečnost, živost, spravedlivost
  3. Významy a reprezentace pojmu "čas"
  4. Model chování RT systému časovanou stavovou posloupností - vlastnosti: bezpečnost, živost, spravedlivost; logické vlastnosti chování v reálném čase
  5. Čas v distribuovaných systémech: a) Lamportův model, logické hodiny, fyzické hodiny; b) model Goswamiho a Josepha
  6. Modální a temporální logika, Kripkeho sémantika
  7. Tradiční propoziční temporální logika, axiomatická báze, její nerozpornost a úplnost, interpretace
  8. Dokazování a model checking
  9. Časové modely a propoziční temporální logiky
  10. RT rozšíření temporálních logik

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

0

Garant předmětu

prof. Ing. Miroslav Švéda, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav informačních systémů (UIFS)

Výsledky učení předmětu

Porozumění principům formálních specifikací a jejich uplatnění při návrhu vestavěných systémů; informovanost o využití temporální logiky pro modelování reaktivních systémů a systémů pracujících v reálném čase; informovanost o architekturách vestavěných distribuovaných systémů.

Prerekvizity

Základní přednášky matematiky na technických universitách

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Osnovy výuky

Osnova přednášek:
  • Principy návrhu vestavěných distribuovaných systémů
  • Modely reaktivních systémů a systémů pracujících v reálném čase
  • Spravedlivost, živost, bezpečnost, realizovatelnost; živost reálného času, odezva v konečném čase
  • Základy temporální logiky: syntaxe, sémantika, axiomatika
  • Časové modely a temporální logiky
  • LTL
  • CTL
  • Temporální logika a reálný čas
  • Formální specifikace vestavěných systémů
  • Dokazovací systémy
  • Kontrola modelem
  • Verifikace systémů pracujících v reálném čase
  • Případové studie

Osnova ostatní - projekty, práce:
  • Prostudování a zpracování formou eseje vybraného vědeckého článku z oblasti aplikace temporálních logik v problematice řešené v disertační práci studenta.

Učební cíle

Porozumět principům formálních specifikací a jejich uplatnění při návrhu vestavěných systémů; být informován o využití temporální logiky pro modelování reaktivních systémů a systémů pracujících v reálném čase; být informován o metodách verifikace.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Zpracovaní a obhájení eseje.

Základní literatura

  • Schneider K.: Verification of Reactive Systems -- Formal Methods and Algorithms. Springer-Verlag, 2004.
  • Huth M.R.A., Ryan M.D.: Logic in Computer Science -- Modelling and Reasoning about Systems. Cambridge University Press, 2000.
  • de Bakker J.W. et all. (Editors): Real-Time: Theory in Practice. Springer-Verlag, LNCS 600, 1992.
  • Gabbay D.M., Ohlbach H.J. (Editors): Temporal Logic. Springer-Verlag, LNCS 827, 1994.

Doporučená literatura

  • Bowen J.P., Hinchey M.G.: High-Integrity System Specification and Design. Springer-Verlag, 1999.
  • Huth M.R.A., Ryan M.D.: Logic in Computer Science -- Modelling and Reasoning about Systems. Cambridge University Press, 2000.
  • Schneider K.: Verification of Reactive Systems -- Formal Methods and Algorithms. Springer-Verlag, 2004.
  • de Bakker J.W. et all. (Editors): Real-Time: Theory in Practice. Springer-Verlag, LNCS 600, 1992.
  • Gabbay D.M., Ohlbach H.J. (Editors): Temporal Logic. Springer-Verlag, LNCS 827, 1994.
  • Johnsson B., Parrow J.: Formal Techniques in Real-Time and Fault Tolerant Systems. Springer-Verlag, LNCS 1135, 1996.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program VTI-DR-4 doktorský

    obor DVI4 , libovolný ročník, zimní semestr, volitelný