Vérification de réseaux de Petri avec états sous une sémantique d'ordres partiels

National audienceIn order to study MSC specifications with counters, timers and other features, we introduce the model of Petri nets with states together with a non-branching non-sequential process semantics.We obtain a framework that is more expressive and more concise than MSGs.We consider then three classical verification problems for the set of markings reached by prefixes of processes: boundedness, covering and reachability. We show that each of these problems boils down to the equivalent problem for Petri nets. We consider also the notion of semi-structural property in order to study parametrized systems. In this way, only part of the places are provided with an initial marking. Unfolding such a system leads to a simpler problem in the form of a linear programme.Afin de munir le formalisme des MSG de compteurs, de timers et d'autres aspects, nous introduisons le modèle des réseaux de Petri avec états et une sémantique de processus non-branchants. Ce modèle est non seulement plus expressif que les MSG, mais il permet également des spécifications plus concises. Nous nous intéressons à trois problèmes de vérification classiques sur l'ensemble des marquages accessibles par les préfixes des processus : le caractère borné, la couverture et l'accessibilité. Nous montrons comment réduire ces problèmes au cas particulier des réseaux de Petri de telle sorte que tous les résultats de complexité et de décidabilité s'étendent des réseaux de Petri aux réseaux avec états sous la sémantique des processus. Nous introduisons aussi la notion de borne semi-structurelle afin de considérer des systèmes paramétrés. Cela consiste à fixer le marquage initial d'un sous-ensemble approprié de places, puis à vérifier que le système est borné quel que soit les valeurs des paramètres. Nous montrons comment un dépliage conduit à un problème plus simple à vérifier à l'aide de la Programmation Linéaire

Automata and Logics for Message Sequence Charts

A message-passing automaton is an abstract model for the implementation of a distributed system whose components communicate via message exchange and thereby define a collection of communication scenarios called message sequence charts. In this thesis, we study several variants of message-passing automata in a unifying framework. We classify their expressiveness in terms of state-space properties, synchronization behavior, and acceptance mode and also compare them to algebraic characterizations of sets of message sequence charts, among them the classes of recognizable and rational languages. We then focus on finite-state devices with global acceptance condition that communicate via a priori unbounded channels. We show them to be exactly as expressive as the existential fragment of monadic second-order logic over message sequence charts and to be strictly weaker than full monadic second-order logic. It turns out that message-passing automata cannot be complemented and that they cannot be determinized in general. Those results rely on a new proof technique, which allows to apply graph acceptors as introduced by Thomas to the framework of message sequence charts