Simulation Relations among Message Passing and Mobile Agent Algorithms

Οι προσομοιώσεις στα κατανεμημένα συστήματα είναι πολύ ισχυρά εργαλεία, καθώς μας επιτρέπουν να αποδεικνύουμε τις σχέσεις διαφορετικών συστημάτων, να συγκρίνουμε τις δυνατότητες και την απόδοση τους και να μεταφέρουμε θετικά και αρνητικά αποτελέσματα από ένα σύστημα στο άλλο. Σε αυτή την εργασία θα εξετάσουμε την ισοδυναμία των κατανεμημένων συστημάτων ανταλλαγής μηνυμάτων (MP) και κινητών πρακτόρων (MA) μέσω μιας σχέσης προσομοίωσης. Στη συνέχεια θα ερευνηθεί ποιες προσομοιώσεις μπορούν να αποδειχθούν ανάμεσα στο μοντέλο ανταλλαγής μηνυμάτων και στο μοντέλο κινητών πρακτόρων, όταν κάποιες συνιστώσες των συστημάτων υποστούν βλάβη ή λειτουργούν υπό τις εντολές κάποιου αντιπάλου. Θα αποδείξουμε τις ακόλουθες σχέσεις προσομοίωσης: α) συστημάτων MA με μαύρες οπές από συστήματα MP με "διαρκώς αδρανείς επεξεργαστές", β) αλγορίθμων MP όπου στέλνονται το πολύ k-1 μηνύματα σε "διαρκώς αδρανείς επεξεργαστές" από συστήματα MA με μαύρες οπές και τουλάχιστον k πράκτορες, γ) συστημάτων ΜΑ με μαύρες+ οπές από συστήματα MP με χαλασμένους επεξεργαστές και δ) προσομοίωση συστημάτων MA με γκρίζες οπές από συστήματα MP με επεξεργαστές που παραλείπουν βήματα του αλγορίθμου. Επιπλέον, θα παρουσιάσουμε αποτελέσματα και αποδείξεις αδυναμίας επίτευξης στόχου των συστημάτων ανταλλαγής μηνυμάτων και κινητών πρακτόρων που προκύπτουν ως απόρροια των προσομοιώσεων που αποδείχθηκαν.Simulations of distributed systems are powerful, since they allow us to prove the relations among different systems, compare their capabilities and performance and transfer positive and impossibility results from one to another. This thesis aims at analyzing the equivalence of the message passing model and the mobile agent model via a simulation relation. Furthermore, we will examine the simulations that can be obtained between the message passing model and the mobile agent model, when some components of the systems may fail or be under adversarial attack. We prove the following: a) a simulation of a mobile agent system with black holes by a message passing system with always dead processes, b) a simulation of a message passing algorithm that sends at most k-1 messages to always dead processes by a mobile agent system with black holes and at least k mobile agents, c) a simulation of mobile agent black+ hole system by a message passing system with crash failures and d) a simulation of a mobile agent gray hole system by a message passing system with omission failures. Furthermore we present some positive and impossibility results as a consequence of the simulations presented

Mobile agent algorithms versus message passing algorithms

International audienceIn this paper, we are interested in the computational power of a mobile agent system and, more particularly, in the comparison with a message passing system. First we give formal definitions. Then we explain how a mobile agent algorithm can be simulated by a message passing algorithm. We also prove that any message passing algorithm can be implemented by a mobile agent algorithm. As a consequence of this result, known characterisations of solvable tasks by message passing algorithms can be translated into characterisations of solvable tasks by mobile agent algorithms. We illustrate this result with the election problem