Test generation from recursive tiles systems

International audienceIn this paper we explore test generation for Recursive Tile Systems (RTS) in the framework of the classical ioco testing theory. The RTS model al- lows the description of reactive systems with recursion, and is very similar to other models like Pushdown Automata, Hyperedge Replacement Grammars or Recursive State Machines. We first present an off-line test generation algorithm for Weighted RTS, a determinizable sub-class of RTS, and second, an on-line test generation algorithm for the full RTS model. Both algorithms use test purposes to guide test selection through targeted behaviours

Diagnosis and Opacity Problems for Infinite State Systems Modeled by Recursive Tile Systems

International audienceThe analysis of discrete event systems under partial observation is an important topic, with major applications such as the detection of information flow and the diagnosis of faulty behaviors. These questions have, mostly, not been addressed for classical models of recursive systems, such as pushdown systems and recursive state machines. In this paper, we consider recursive tile systems, which are recursive infinite systems generated by a finite collection of finite tiles, a simplified variant of deterministic graph grammars (slightly more general than pushdown systems). Since these systems are infinite-state in general powerset constructions for monitoring do not always apply. We exhibit computable conditions on recursive tile systems and present non-trivial constructions that yield effective computation of the monitors.We apply these results to the classic problems of state-based opacity and diagnosability (off-line verification of opacity and diagnosability, and also run-time monitoring of these properties). For a decidable subclass of recursive tile systems, we also establish the decidability of the problems of state-based opacity and diagnosability

Diagnosis, opacity and conformance testing for recursive tile systems

L'une des façons les plus efficace de s'assurer du bon fonctionnement d'un système informatique est de les représenter par des modèles mathématiques. De nombreux travaux ont été réalisés en utilisant des automates finis comme modèles, nous essayons ici d'étendre ces travaux à des modèles infinis. Dans cette thèse, nous nous intéressons à quelques problèmes dans lesquels un système est observé de façon incomplète. Dans ce cas, il est impossible d'accéder à certaines informations internes. La diagnosticabilité d'une propriété donnée consiste à vérifier qu'à l'exécution du système, un observateur sera en mesure de déterminer avec certitude que la propriété est vérifiée par le système. L'opacité consiste, réciproquement, à déterminer qu'un doute existera toujours. Une autre application concerne la génération de cas de test. Une fois encore, on considère qu'un observateur n'accède qu'à une partie des événements se produisant dans le système (en général les entrées et les sorties). À partir d'une spécification, on produit automatiquement des cas de test, qui ont pour but de détecter des non-conformités (elles même formalisées de façon précise). Ces trois problèmes ont été étudiés pour des modèles finis. Dans cette thèse, nous étendons leur étude aux modèles récursifs, pour cela nous avons introduit notre propre modèle, les RTS, qui sont une généralisation des automates à pile, et d'autres modèles de la récursivité. Nous adaptons ensuite les techniques utilisées sur des modèles finis, qui servent à résoudre les problèmes qui nous intéressent.An effective way to ensure the proper functioning of a computer system is to represent it by using mathematical models . Many studies have been conducted using finite automata as models, in this thesis we try to extend these works to infinite models. We focus on three problems in which a system is partially observed. In this case, it is impossible to access certain internal informations. Diagnosability of a given property consist in checking, that, during the execution of the system, an observer will be able to determine with certainty that the property is verified by the system. Conversely, the opacity consists in determining if a doubt will always exist. Another application is the generation of test cases. Once again, we consider that an observer accesses only some events of the system (typically the inputs and outputs): from a specification, we automatically generate test cases, which are designed to detect non-conformance. These three problems have been studied for finite models. In this thesis, we extend their study to recursive models. For this purpose, we have introduced a new model, the RTS, which are a generalization of pushdown automata and other models of recursion. In order to solve problems of interest, we adapt the techniques used in finite models

Diagnostic, opacité et test de conformité pour des systèmes récursifs

An effective way to ensure the proper functioning of a computer system is to represent it by using mathematical models . Many studies have been conducted using finite automata as models, in this thesis we try to extend these works to infinite models. We focus on three problems in which a system is partially observed. In this case, it is impossible to access certain internal informations. Diagnosability of a given property consist in checking, that, during the execution of the system, an observer will be able to determine with certainty that the property is verified by the system. Conversely, the opacity consists in determining if a doubt will always exist. Another application is the generation of test cases. Once again, we consider that an observer accesses only some events of the system (typically the inputs and outputs): from a specification, we automatically generate test cases, which are designed to detect non-conformance. These three problems have been studied for finite models. In this thesis, we extend their study to recursive models. For this purpose, we have introduced a new model, the RTS, which are a generalization of pushdown automata and other models of recursion. In order to solve problems of interest, we adapt the techniques used in finite models.L'une des façons les plus efficace de s'assurer du bon fonctionnement d'un système informatique est de les représenter par des modèles mathématiques. De nombreux travaux ont été réalisés en utilisant des automates finis comme modèles, nous essayons ici d'étendre ces travaux à des modèles infinis. Dans cette thèse, nous nous intéressons à quelques problèmes dans lesquels un système est observé de façon incomplète. Dans ce cas, il est impossible d'accéder à certaines informations internes. La diagnosticabilité d'une propriété donnée consiste à vérifier qu'à l'exécution du système, un observateur sera en mesure de déterminer avec certitude que la propriété est vérifiée par le système. L'opacité consiste, réciproquement, à déterminer qu'un doute existera toujours. Une autre application concerne la génération de cas de test. Une fois encore, on considère qu'un observateur n'accède qu'à une partie des événements se produisant dans le système (en général les entrées et les sorties). À partir d'une spécification, on produit automatiquement des cas de test, qui ont pour but de détecter des non-conformités (elles même formalisées de façon précise). Ces trois problèmes ont été étudiés pour des modèles finis. Dans cette thèse, nous étendons leur étude aux modèles récursifs, pour cela nous avons introduit notre propre modèle, les RTS, qui sont une généralisation des automates à pile, et d'autres modèles de la récursivité. Nous adaptons ensuite les techniques utilisées sur des modèles finis, qui servent à résoudre les problèmes qui nous intéressent

Test Generation from Recursive Tile Systems

International audienceThis paper explores the generation of conformance test cases for Recursive Tile Systems (RTSs) in the framework of the classical ioco testing theory. The RTS model allows the description of reactive systems with recursion, and is very similar to other models like Pushdown Automata, Hyperedge Replacement Grammars or Recursive State Machines. Test generation for this kind of infinite state labelled transition systems is seldom explored in the literature. The first part presents an off-line test generation algorithm for Weighted RTSs, a determinizable sub-class of RTSs, and the second one, an on-line test generation algorithm for the full RTS model. Both algorithms use test purposes to guide test selection through targeted behaviours. Additionally, essential properties relating verdicts produced by generated test cases with both the soundness with respect to the specification, and the precision with respect to a test purpose, are proved

Analysis of partially observed recursive tile systems

International audienceThe analysis of discrete event systems under partial observation is an important topic, with major applications such as the detection of information flow and the diagnosis of faulty behaviors. We consider recursive tile systems, which are infinite systems generated by a finite collection of finite tiles, a simplified variant of deterministic graph grammars. Recursive tile systems are expressive enough to capture classical models of recursive systems, such as the pushdown systems and the recursive state machines. They are infinite-state in general and therefore standard powerset constructions for monitoring do not always apply. We exhibit computable conditions on recursive tile systems and present non-trivial constructions that yield effective computation of the monitors. We apply these results to the classic problems of opacity and diagnosability

Test generation from recursive tiles systems

Abstract. In this paper we explore test generation for Recursive Tiles Systems (RTS) in the framework of the classical ioco testing theory. The RTS model allows the description of reactive systems with recursion, and is very similar to other models like Pushdown Automata, Hyperedge Replacement Grammars or Recursive State Machines. We first present an off-line test generation algorithm for Weighted RTS, a determinizable sub-class of RTS, and second, an on-line test generation algorithm for the full RTS model. Both algorithms use test purposes to guide test selection through targeted behaviours. 1 Introduction an