Проверка моделей распределенных систем с помощью аффинного представления данных

A new data structure is suggested for symbolic model checking of distributed systems defined by linear functions of integer variables.Предложено эффективное символьное представление распределенных систем, определяемых линейными функциями над целочисленными переменными

Оптимизационные процедуры в аффинной проверке моделей

Symbolic model checking is based on a compact representation of sets of states and transition relations. At present there are three basic approaches of symbolic model checking: BDD-methods, bounded model checking using SAT-solvers, and various algebraic techniques, for example, constraint based model checking and regular model checking. In this paper we suggest improved algorithms for an algebraic data representation, namely, optimization algorithms for affine data structures.Символьная проверка на модели основана на компактном представлении множеств. На данный момент есть три основных направления символьной проверки моделей: методы, основанные на бинарных разрешающих диаграммах, ограниченная проверка моделей, использующая SAT-решатели, и различные алгебраические подходы к эффективному представлению данных. В данной работе предлагается рассмотреть улучшенные алгоритмы манипуляции с алгебраическим представлением данных, а именно алгоритмы оптимизации аффинных представлений данных

Общие знания в хорошо структурированных системах с абсолютной памятью

We investigate a model checking problem for the logic of common knowledge and fixpoints µPLCn in well-structured multiagent systems with perfect recall. In this paper we show that a perfect recall synchronous environment over a well-structured environment forms a well-structured environment provided with a special PRS-order. This implies that the model checking problem for the disjunctive fragment of µPLCn is decidable.В данной работе исследуется задача проверки моделей для логики общих знаний и неподвижных точек µPLCn в хорошо структурированных мультиагентных системах с абсолютной памятью. Показано, что среда с абсолютной памятью, порожденная хорошо структурированной средой и снабженная специальным PRS-порядком, образует хорошо структурированную среду. Из этого следует, что проверка моделей для дизъюнктивного фрагмента µPLCn разрешима

Подход к верификации семейства мультиагентных систем разрешения конфликтов

In the paper, we describe a verification method for families of distributed systems generated by context-sensitive network grammar of a special kind. This grammar includes special non-terminal symbols, so called quasi-terminals, which uniquely correspond to grammar terminals. These quasi-terminals specify processes which are merging of base system processes, in contrast to simple nonterminals which specify networks of parallel compositions of the processes. The method is based on model checking technique and abstraction. An abstract representative model for a family of systems depends on their specification grammar and system properties to be verified. This model simulates the behaviour of the systems in such a way that the properties which hold for the representative model are satisfied for all these systems. The properties of the representative model can be verified by model checking method. The properties of a generated system are specified by universal branching time logic ∀CTL with finite deterministic automata as atomic formulas. We show the use of this method for verification of some properties of a multiagent system for conflict resolution, in particular, for context-dependent disambiguation in ontology population. We also suggest that this approach should be used for verification of computations on sub-grids which are sub-graphs of computation grids. In particular, we consider the computation of parity of the active processes number in a sub-grid.В данной работе мы описываем метод верификации для семейств распределенных систем, которые порождаются контекстно-зависимой сетевой грамматикой специального вида. Эта грамматика содержит специальные нетерминальные символы ䷘ квази-терминалы. Квази-терминалы однозначно соответствуют терминалам грамматики и могут задавать процессы,которые определяются слиянием базовых процессов системы, в то время как нетерминалы задают сети параллельных композиций этих процессов. Данный метод верификации основан на техниках верификации моделей и абстракции. Абстрактная репрезентативная модель семейства систем зависит от задающей их грамматики и верифицируемых свойств системы. Эта модель симулирует поведение заданных систем таким образом, что свойства, которые выполняются в репрезентативной модели, также выполняются и во всех заданных системах. Проверку свойств репрезентативной модели можно осуществлять с помощью метода проверки моделей. Свойства порождаемых систем специфицируются с помощью универсальной логики ветвящегося времени ∀CTL с конечными детерминированными автоматами в качестве атомарных формул. Мы показываем, что предложенный метод верификации можно применять для проверки некоторых свойств мультиагентных систем разрешения конфликтов, в частности, систем разрешения неоднозначностей при пополнении онтологий. Также показано, что этот подход можно использовать для верификации вычислений на подрешетках, являющихся подграфами решеток вычислений, например, для вычисления четности числа работающих процессов

Задача о роботах на Марсе (мультиагентный подход к задаче Дейкстры)

We continue our study of multiagent algorithms for a problem that we call the Mars Robot Puzzle. This problem could be considered as a special case of a graph-theoretic problem (Discrete Mathematics), as a combinatorial geometry problem (Computer Science), or as a very special case of a path-planning problem (Artificial Intelligence). Our algorithms grew up from a local search (heuristic) solution of the problem suggested by E.W. Dijkstra. In the paper we present a series of new multiagent algorithms solving the problem, prove (manually) their correctness, model check some of these algorithms, and discuss further research topics. All our algorithms are multiagent in contrast to "centralized" graph and combinatorial algoritms; correctness of our algorithms is formally proven, while the testing is used for validation of path-planning algorithms.Изучаются мультиагентные алгоритмы для так называемой задачи о роботах на Марсе. Эту задачу можно рассматривать как задачу из теории графов (дискретная математика), как комбинаторную геометрическую задачу (теоретическое программирование) или как частный случай задачи планирования перемещений (искусственный интеллект). Наши алгоритмы основаны на эвристическом поиске, предложенном Э. Дейкстрой. В статье представлен ряд новых мультиагентных алгоритмов, решающих задачи о роботах на Марсе, доказана их корректность, приведены результаты проверки на модели некоторых из этих алгоритмов, предложены направления дальнейших исследований. Новизна представленной работы состоит в том, что в отличие от теоретико-графового и комбинаторно-геометрического подходов, ориентированных на централизованное решение задачи, мы развиваем мультиагентный подход, но, в свою очередь, наша работа отличается от работ по планированию перемещений математической строгостью доказательств корректности предложенных алгоритмов. Я, робот. А. Азимо

Верификация алгоритмов мультиагентного анализа данных с помощью системы проверки моделей SPIN

The paper presents an approach to formal verification of multi-agent data analysis algorithms for ontology population. The system agents correspond to information items of the input data and the rule of ontology population and data processing. They determine values of information objects obtained at the preliminary phase of the analysis. The agents working in parallel check the syntactic and semantic consistency of tuples of information items. Since the agents operate in parallel, it is necessary to verify some important properties of the system related to it, such as the property that the controller agent correctly determines the system termination. In our approach, the model checking tool SPIN is used. The protocols of agents are written in Promela language (the input language of the tool) and the properties of the multi-agent data analysis system are expressed in the liner time logic LTL. We carried out several experiments to check this model in various modes of the tool and various numbers of agents.В статье представлен подход к формальной верификации алгоритмов мультиагентного анализа данных для пополнения онтологий. Агенты системы на основе входных данных устанавливают значения элементов объектов, полученных на предварительной стадии анализа. Агенты параллельно осуществляют проверку семантической и синтаксической согласованности, используя правила пополнения онтологий и обработки данных. Поскольку агенты действуют параллельно, необходимо верифицировать некоторые важные свойства системы, связанные с этим, например, свойство корректности определения завершения работы системы. В нашем подходе используется инструмент проверки моделей SPIN. Протоколы агентов записаны на языке Promela, а свойства мультиагентной системы анализа данных выражены в логике LTL. Мы провели ряд экспериментов по проверке данной модели

Assessment of the psycho-emotional state of patients after COVID-19-associated pneumonia in relationship with laboratory indicators

The aim. To study peculiarities and association of psychological and laboratory indicators in patients with cardiovascular diseases (CVD) who underwent COVID-19 to clarify the factors affecting the possibility of developing delayed psychological and cardiovascular adverse events.Methods. The study enrolled 350 patients with COVID-19. Group 1 consisted of 92 patients without CVD, Group 2 – of 258 patients with CVD. Indicators of laboratory and psychological parameters were assessed according to the data of psychological questionnaire using GAD-7 (General Anxiety Disorder-7), PHQ-9 (Patient Health Questionnaire-9), PSS (Perceived Stress Scale) screening scales and SF-36. Parameters of complete blood count and biochemical blood tests were measured during hospitalization and three months after discharge from the monohospital.Results. After three months, in the general group of patients, signs of anxiety and depression were detected in more than 30 % of the examined patients, signs of stress – in 10.4 %. In the group with CVD, psycho-emotional disorders were identified in 1/4 of the patients, and severe stress – in 8 % of those included in the study. In addition, it was registered that the indicators of erythrocyte sedimentation rate, fibrinogen, high-sensitivity C-reactive protein (CRP), homocysteine and IL-6 remained at a higher level in the second group.Correlation analysis showed that the psychological component of health is interconnected with the level of neutrophils (p = 0.044) and fibrinogen (p = 0.050); the physical component of health is correlated with the level of erythrocytes (p = 0.030), hemoglobin (p = 0.015), CRP (p = 0.002), creatine phosphokinase (p = 0.036) and glucose (p = 0.017). Regression analysis revealed that in patients with CVD three months after hospitalization, an increased glucose index contributes to deterioration, and increased hematocrit and mean hemoglobin concentration improve the quality of life of patients.Conclusion. Laboratory markers that maintain the duration of a prolonged vascular reaction, violation of the rheological and metabolic properties of blood, determine the nature of the development of both psychological and cardiovascular complications

Echocardiographic characteristics of COVID-19 pneumonia survivors three months after hospital discharge

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is an infectious disease that affects almost all organs and systems. The main target is the respiratory system, but cardiovascular involvement is also common. Today, it is relevant to study the effect of complicated COVID-19 course on the patient’s cardiovascular system after hospital discharge — in particular, echocardiographic parameters.Aim. To study the echocardiographic parameters of patients with COVID-19 pneumonia 3 months after discharge from the hospital.Material and methods. The study included 106 patients with documented COVID-19 pneumonia. Patients underwent a comprehensive examination during hospitalization and 3 months ± 2 weeks after hospital discharge. The mean age of participants was 47±16 years (from 19 to 84 years), while 49% were women.Results. Three months after discharge, the average body mass index of the subjects was 28,2±5,7 kg/m2. Obesity was noted in 37,1%, cardiovascular diseases — in 52%. According to echocardiography, the prevalence of right ventricular (RV) dilatation was 2,9%, a decrease in tricuspid annular plane systolic excursion (TAPSE) — 9,5%, grade ≥2 tricuspid regurgitation — 1,9%, pulmonary hypertension (pulmonary artery systolic pressure >36 mm Hg) — 3,8%. The mean value of RV global longitudinal myocardial strain (GLMS RV) and global longitudinal myocardial strain (GLES RV) was 19,6±4,5 and 20,6±4,6, respectively. We found moderate correlations between GLMS RV and blood flow time through the left ventricular outflow tract (OT) (r=-0,436), through the mitral valve (r=-0,390; both p<0,0001) and through the RVOT (r=-0,348; р=0,004), with cardiac index (CI) (r=0,316; p=0,009), as well as between GLES RV and blood flow time through the LVOT (r=-0,411; p<0,0001) and RVOT (r=-0,300; p=0,005), and with CI (r=0,302; p=0,004). At the same time, the correlation of GLES RV with RV fractional area change (FAC) was weak (r=-0,283; p=0,007), while there was no correlation with the TAPSE. In addition, correlation of GLMS RV with these parameters were not defined.Conclusion. Three months after COVID-19 pneumonia, RV strain parameters were shown to have stronger relationships with time characteristics of flows in LVOT and RVOT, as well as with CI, than with such generally accepted characteristics of RV function as FAC and TAPSE

Model Checking of Distributed Systems with Affine Data Structures

A new data structure is suggested for symbolic model checking of distributed systems defined by linear functions of integer variables

Optimization Procedures in Affine Model Checking

Symbolic model checking is based on a compact representation of sets of states and transition relations. At present there are three basic approaches of symbolic model checking: BDD-methods, bounded model checking using SAT-solvers, and various algebraic techniques, for example, constraint based model checking and regular model checking. In this paper we suggest improved algorithms for an algebraic data representation, namely, optimization algorithms for affine data structures