Checking diagnosability on centralized model of the system

International audienceIn this work, the problem of checking diagnosability on Discrete Event System (DES) is considered especially in centralized architecture. Many approaches in literature deals with diagnosability using one or more intermediate models. In this paper, we present a new model based diagnosability algorithms in the framework of set theory for deciding diagnosability, without any intermediate constructions or models and considering several faults at the same time

AUTOMATED COMPOSITION OF WEB SERVICES VIA PLANNING IN ASYNCHRONOUS DOMAINS\ud

The service-oriented paradigm promises a novel degree of interoperability between\ud business processes, and is leading to a major shift in way distributed applications are\ud designed and realized. While novel and more powerful services can be obtained, in such\ud setting, by suitably orchestrating existing ones, manually developing such orchestrations\ud is highly demanding, time-consuming and error-prone. Providing automated service\ud composition tools is therefore essential to reduce the time to market of services, and\ud ultimately to successfully enact the service-oriented approach.\ud In this paper, we show that such tools can be realized based on the adoption and extension\ud of powerful AI planning techniques, taking the “planning via model-checking” approach\ud as a stepping stone. In this respect, this paper summarizes and substantially extends a\ud research line that started early in this decade and has continued till now. Specifically, this\ud work provides three key contributions.\ud First, we describe a novel planning framework for the automated composition of Web\ud services, which can handle services specified and implemented using industrial standard\ud languages for business processes modeling and execution, like ws-bpel. Since these\ud languages describe stateful Web services that rely on asynchronous communication\ud primitives, a distinctive aspect of the presented framework is its ability to model and\ud solve planning problems for asynchronous domains.\ud Second, we formally spell out the theory underlying the framework, and provide algorithms\ud to solve service composition in such framework, proving their correctness and\ud completeness. The presented algorithms significantly extend state-of-the-art techniques\ud for planning under uncertainty, by allowing the combination of asynchronous domains\ud according to behavioral requirements.\ud Third, we provide and discuss an implementation of the approach, and report extensive\ud experimental results which demonstrate its ability to scale up to significant cases for\ud which the manual development of ws-bpel composed services is far from trivial and time\ud consuming

Systems Biology of Cancer: A Challenging Expedition for Clinical and Quantitative Biologists

A systems-biology approach to complex disease (such as cancer) is now complementing traditional experience-based approaches, which have typically been invasive and expensive. The rapid progress in biomedical knowledge is enabling the targeting of disease with therapies that are precise, proactive, preventive, and personalized. In this paper, we summarize and classify models of systems biology and model checking tools, which have been used to great success in computational biology and related fields. We demonstrate how these models and tools have been used to study some of the twelve biochemical pathways implicated in but not unique to pancreatic cancer, and conclude that the resulting mechanistic models will need to be further enhanced by various abstraction techniques to interpret phenomenological models of cancer progression

Fundamental Approaches to Software Engineering

This open access book constitutes the proceedings of the 23rd International Conference on Fundamental Approaches to Software Engineering, FASE 2020, which took place in Dublin, Ireland, in April 2020, and was held as Part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS 2020. The 23 full papers, 1 tool paper and 6 testing competition papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 81 submissions. The papers cover topics such as requirements engineering, software architectures, specification, software quality, validation, verification of functional and non-functional properties, model-driven development and model transformation, software processes, security and software evolution

Enhancing state space reduction techniques for model checking

Model-checking is een techniek voor het automatisch opsporen van fouten in en de verificatie van hardware en software. De techniek is gebaseerd op het doorzoeken van de globale toestandsruimte van het systeem. Deze toestandsruimte groeit vaak exponentieel met de grootte van de systeembeschrijving. Als gevolg hiervan is een van de voornaamste knelpunten in model-checking de zogenaamde toestandsexplosie. Er bestaan veel aanpakken om met dit probleem om te gaan. We presenteren verbeteringen van sommige bestaande technieken voor reductie van de toestandsruimte die gebaseerd zijn op expliciete enumeratie van die ruimte. We schenken vooral aandacht aan het verbeteren van verscheidene algoritmen die, hoewel ze slechts een deel van de toestandsruimte onderzoeken, nog steeds gegeven een eigenschap kunnen bewijzen of weerleggen. In het bijzonder is ons onderzoek toegespitst op twee typen reducties. Het eerste type, parti¨eleordening (PO) reductie, buit de onafhankelijkheid van acties in het systeem uit. Het tweede type is een klasse van reducties die voordeel halen uit symmetrie¨en van het systeem. De voornaamste bijdragen van dit proefschrift in verband met de parti¨ele ordening reductie zijn de volgende: – Het gebruik van systeemhi¨erarchie voor effici¨entere parti¨ele-ordening reductie door klustering van processen – De meeste model-checking technieken beschouwen het model als een platte compositie van processen. We laten zien hoe de reductie kan profiteren van de systeemstructuur door uitbuiting van de hi¨erarchie in het systeem (Hoofdstuk 2). – Correcte syntactische criteria om onafhankelijke acties te vinden voor parti¨ele ordening reductie voor systemen met synchronizerende communicaties die gecombineerd zijn met prioriteit-keuze en/of zwakke fairness (Hoofdstuk 3). – Parti¨ele-ordening reductie voor discrete tijd – We laten zien hoe het algoritme voor parti¨ele ordening reductie zonder tijd aangepast kan worden, in het geval tijd gerepresenteerd wordt middels gehele getallen (Hoofdstuk 4). De bijdragen betreffende symmetrie-gebaseerde reducties kunnen als volgt samengevat worden: – Effici¨ente heuristieken voor het vinden van representanten van equivalentieklassen voor symmetrie-gebaseerde reductie (Hoofdstuk 6). – Een effici¨ent algoritme voor model-checking onder zwakke fairness met toestandsruimte reductietechnieken die gebaseerd zijn op symmetrie (Hoofdstuk 7). Het succes van model-checking is voornamelijk gebaseerd op de relatief gemakkelijke implementatie in software gereedschappen. Bijna alle bovengenoemde theoretische resultaten zijn ge¨implementeerd in de praktijk en de ontwikkelde prototype implementaties zijn ge¨evalueerd in praktijkstudies. Het meeste implementatie werk is gerelateerd aan de model checker Spin. Van de praktische bijdragen in dit document noemen we: – DT Spin – een uitbreiding van Spin met discrete tijd die het in het proefschrift gepresenteerd discrete-tijd PO reductie algoritme bevat (Hoofdstuk 4). – if2pml – een vertaler van de modelleertaal IF naar Spins invoertaal Promela, die als het tweede deel van een vertaler van SDL naar Promela bedoeld is (Hoofdstuk 5). – SymmSpin – een symmetrie-reductie pakket voor Spin, gebaseerd op de heuristiek beschreven in dit proefschrift (Hoofdstuk 6). De implementaties zijn getest op voorbeelden uit de literatuur en het bedrijfsleven met bemoedigende resultaten. In het bijzonder noemen we MASCARA – een industrieel protocol dat draadloze communicatie met ATM combineert (Hoofdstuk 5). De experimenten zijn niet alleen een aanwijzing voor de kwaliteit van de resultaten en de implementatie, maar ze waren en zijn ook een inspiratie voor nieuw theoretisch werk. Een typerend voorbeeld is de verenigbaarheid van parti¨ele ordening reductie met prioriteit-keuze en fairness in modellen met rendez-vous communicatie. De verbetering van het parti¨ele-ordening algoritme was rechtstreeks ge¨inspireerd door experimenten met Spin en zijn discrete-tijd uitbreiding DT Spin, ontwikkeld in dit proefschrift

Dagstuhl News January - December 1999

"Dagstuhl News" is a publication edited especially for the members of the Foundation "Informatikzentrum Schloss Dagstuhl" to thank them for their support. The News give a summary of the scientific work being done in Dagstuhl. Each Dagstuhl Seminar is presented by a small abstract describing the contents and scientific highlights of the seminar as well as the perspectives or challenges of the research topic

Context-driven methodologies for context-aware and adaptive systems

Applications which are both context-aware and adapting, enhance users’ experience by anticipating their need in relation with their environment and adapt their behavior according to environmental changes. Being by definition both context-aware and adaptive these applications suffer both from faults related to their context-awareness and to their adaptive nature plus from a novel variety of faults originated by the combination of the two. This research work analyzes, classifies, detects, and reports faults belonging to this novel class aiming to improve the robustness of these Context-Aware Adaptive Applications (CAAAs). To better understand the peculiar dynamics driving the CAAAs adaptation mechanism a general high-level architectural model has been designed. This architectural model clearly depicts the stream of information coming from sensors and being computed all the way to the adaptation mechanism. The model identifies a stack of common components representing increasing abstractions of the context and their general interconnections. Known faults involving context data can be re-examined according to this architecture and can be classified in terms of the component in which they are happening and in terms of their abstraction from the environment. Resulting from this classification is a CAAA-oriented fault taxonomy. Our architectural model also underlines that there is a common evolutionary path for CAAAs and shows the importance of the adaptation logic. Indeed most of the adaptation failures are caused by invalid interpretations of the context by the adaptation logic. To prevent such faults we defined a model, the Adaptation Finite-State Machine (A-FSM), describing how the application adapts in response to changes in the context. The A-FSM model is a powerful instrument which allows developers to focus in those context-aware and adaptive aspects in which faults reside. In this model we have identified a set of patterns of faults representing the most common faults in this application domain. Such faults are represented as violation of given properties in the A-FSM. We have created four techniques to detect such faults. Our proposed algorithms are based on three different technologies: enumerative, symbolic and goal planning. Such techniques compensate each other. We have evaluated them by comparing them to each other using both crafted models and models extracted from existing commercial and free applications. In the evaluation we observe the validity, the readability of the reported faults, the scalability and their behavior in limited memory environments. We conclude this Thesis by suggesting possible extensions