Setting Parameters for Biological Models With ANIMO

ANIMO (Analysis of Networks with Interactive MOdeling) is a software for modeling biological networks, such as e.g. signaling, metabolic or gene networks. An ANIMO model is essentially the sum of a network topology and a number of interaction parameters. The topology describes the interactions between biological entities in form of a graph, while the parameters determine the speed of occurrence of such interactions. When a mismatch is observed between the behavior of an ANIMO model and experimental data, we want to update the model so that it explains the new data. In general, the topology of a model can be expanded with new (known or hypothetical) nodes, and enables it to match experimental data. However, the unrestrained addition of new parts to a model causes two problems: models can become too complex too fast, to the point of being intractable, and too many parts marked as "hypothetical" or "not known" make a model unrealistic. Even if changing the topology is normally the easier task, these problems push us to try a better parameter fit as a first step, and resort to modifying the model topology only as a last resource. In this paper we show the support added in ANIMO to ease the task of expanding the knowledge on biological networks, concentrating in particular on the parameter settings

A Benchmarks Library for Extended Parametric Timed Automata

Parametric timed automata are a powerful formalism for reasoning on concurrent real-time systems with unknown or uncertain timing constants. In order to test the efficiency of new algorithms, a fair set of benchmarks is required. We present an extension of the IMITATOR benchmarks library, that accumulated over the years a number of case studies from academic and industrial contexts. We extend here the library with several dozens of new benchmarks; these benchmarks highlight several new features: liveness properties, extensions of (parametric) timed automata (including stopwatches or multi-rate clocks), and unsolvable toy benchmarks. These latter additions help to emphasize the limits of state-of-the-art parameter synthesis techniques, with the hope to develop new dedicated algorithms in the future.Comment: This is the author (and extended) version of the manuscript of the same name published in the proceedings of the 15th International Conference on Tests and Proofs (TAP 2021

IST Austria Technical Report

As hybrid systems involve continuous behaviors, they should be evaluated by quantitative methods, rather than qualitative methods. In this paper we adapt a quantitative framework, called model measuring, to the hybrid systems domain. The model-measuring problem asks, given a model M and a specification, what is the maximal distance such that all models within that distance from M satisfy (or violate) the specification. A distance function on models is given as part of the input of the problem. Distances, especially related to continuous behaviors are more natural in the hybrid case than the discrete case. We are interested in distances represented by monotonic hybrid automata, a hybrid counterpart of (discrete) weighted automata, whose recognized timed languages are monotone (w.r.t. inclusion) in the values of parameters.The contributions of this paper are twofold. First, we give sufficient conditions under which the model-measuring problem can be solved. Second, we discuss the modeling of distances and applications of the model-measuring problem

Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation vonSchaltungen und Systemen: MBMV 2015 - Tagungsband, Chemnitz, 03. - 04. März 2015

Der Workshop Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV 2015) findet nun schon zum 18. mal statt. Ausrichter sind in diesem Jahr die Professur Schaltkreis- und Systementwurf der Technischen Universität Chemnitz und das Steinbeis-Forschungszentrum Systementwurf und Test. Der Workshop hat es sich zum Ziel gesetzt, neueste Trends, Ergebnisse und aktuelle Probleme auf dem Gebiet der Methoden zur Modellierung und Verifikation sowie der Beschreibungssprachen digitaler, analoger und Mixed-Signal-Schaltungen zu diskutieren. Er soll somit ein Forum zum Ideenaustausch sein. Weiterhin bietet der Workshop eine Plattform für den Austausch zwischen Forschung und Industrie sowie zur Pflege bestehender und zur Knüpfung neuer Kontakte. Jungen Wissenschaftlern erlaubt er, ihre Ideen und Ansätze einem breiten Publikum aus Wissenschaft und Wirtschaft zu präsentieren und im Rahmen der Veranstaltung auch fundiert zu diskutieren. Sein langjähriges Bestehen hat ihn zu einer festen Größe in vielen Veranstaltungskalendern gemacht. Traditionell sind auch die Treffen der ITGFachgruppen an den Workshop angegliedert. In diesem Jahr nutzen zwei im Rahmen der InnoProfile-Transfer-Initiative durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekte den Workshop, um in zwei eigenen Tracks ihre Forschungsergebnisse einem breiten Publikum zu präsentieren. Vertreter der Projekte Generische Plattform für Systemzuverlässigkeit und Verifikation (GPZV) und GINKO - Generische Infrastruktur zur nahtlosen energetischen Kopplung von Elektrofahrzeugen stellen Teile ihrer gegenwärtigen Arbeiten vor. Dies bereichert denWorkshop durch zusätzliche Themenschwerpunkte und bietet eine wertvolle Ergänzung zu den Beiträgen der Autoren. [... aus dem Vorwort

Méthodes logico-numériques pour la vérification des systèmes discrets et hybrides

Cette thèse étudie la vérification automatique de propriétés de sûreté de systèmes logico-numériques discrets ou hybrides. Ce sont des systèmes ayant des variables booléennes et numériques et des comportements discrets et continus. Notre approche est fondée sur l'analyse statique par interprétation abstraite. Nous adressons les problèmes suivants : les méthodes d'interprétation abstraite numériques exigent l'énumération des états booléens, et par conséquent, ils souffrent du probléme d'explosion d'espace d'états. En outre, il y a une perte de précision due à l'utilisation d'un opérateur d'élargissement afin de garantir la terminaison de l'analyse. Par ailleurs, nous voulons rendre les méthodes d'interprétation abstraite accessibles à des langages de simulation hybrides. Dans cette thèse, nous généralisons d'abord l'accélération abstraite, une méthode qui améliore la précision des invariants numériques inférés. Ensuite, nous montrons comment étendre l'accélération abstraite et l'itération de max-stratégies à des programmes logico-numériques, ce qui aide à améliorer le compromis entre l'efficacité et la précision. En ce qui concerne les systèmes hybrides, nous traduisons le langage de programmation synchrone et hybride Zelus vers les automates hybrides logico-numériques, et nous étendons les méthodes d'analyse logico-numérique aux systèmes hybrides. Enfin, nous avons mis en oeuvre les méthodes proposées dans un outil nommé ReaVer et nous fournissons des résultats expérimentaux. En conclusion, cette thèse propose une approche unifiée à la vérification de systèmes logico-numériques discrets et hybrides fondée sur l'interprétation abstraite qui est capable d'intégrer des méthodes d'interprétation abstraite numériques sophistiquées tout en améliorant le compromis entre l'efficacité et la précision.This thesis studies the automatic verification of safety properties of logico-numerical discrete and hybrid systems. These systems have Boolean and numerical variables and exhibit discrete and continuous behavior. Our approach is based on static analysis using abstract interpretation. We address the following issues: Numerical abstract interpretation methods require the enumeration of the Boolean states, and hence, they suffer from the state space explosion problem. Moreover, there is a precision loss due to widening operators used to guarantee termination of the analysis. Furthermore, we want to make abstract interpretation-based analysis methods accessible to simulation languages for hybrid systems. In this thesis, we first generalize abstract acceleration, a method that improves the precision of the inferred numerical invariants. Then, we show how to extend abstract acceleration and max-strategy iteration to logico-numerical programs while improving the trade-off between efficiency and precision. Concerning hybrid systems, we translate the Zelus hybrid synchronous programming language to logico-numerical hybrid automata and extend logico-numerical analysis methods to hybrid systems. Finally, we implemented the proposed methods in ReaVer, a REActive System VERification tool, and provide experimental results. Concluding, this thesis proposes a unified approach to the verification of discrete and hybrid logico-numerical systems based on abstract interpretation, which is capable of integrating sophisticated numerical abstract interpretation methods while successfully trading precision for efficiency.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF