[论文解读] CCS for Trees

Thomas Ehrhard, Ying Jiang|arXiv (Cornell University)|Jun 7, 2013

Formal Methods in Verification参考文献 6被引用 6

一句话总结

本文提出一种树的进程演算，通过在图结构的并行组合中扩展自顶向下的树自动机，使得通信仅在连接的子进程之间发生。通过使用barb和弱双峰等价性定义了可观测等价性，并证明了一个充分性定理，建立了两者之间的对应关系。

ABSTRACT

CCS can be considered as a most natural extension of finite state automata in which interaction is made possible thanks to parallel composition. We propose here a similar extension for top-down tree automata. We introduce a parallel composition which is parameterized by a graph at the vertices of which subprocesses are located. Communication is allowed only between subprocesses related by an edge in this graph. We define an observational equivalence based on barbs as well as weak bisimilarity equivalence and prove an adequacy theorem relating these two notions.

研究动机与目标

• 将有限状态和树自动机扩展以支持通过并行组合进行交互。
• 使用图来建模子进程之间的通信，其中边定义了允许的交互。
• 基于barb定义可观测等价性，用于行为分析。
• 引入弱双峰等价性作为进程比较的更粗粒度等价关系。
• 证明一个充分性定理，将基于barb的可观测等价性与弱双峰等价性联系起来。

提出的方法

• 提出一种以图为参数的并行组合机制，其中位于相连顶点的子进程可以通信。
• 将barb定义为表示进程具备交互准备状态的可观测特征。
• 引入弱双峰等价性作为抽象内部动作的行为等价性。
• 使用带标签的转移系统来建模进程行为并定义等价性。
• 使用结构归纳法和双峰模拟技术证明充分性定理。
• 建立了基于barb的可观测性与弱双峰模拟之间的正式对应关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将自顶向下的树自动机扩展以支持通过并行组合进行交互？
• RQ2 在此设置下，适当的可观测等价性概念是什么，它与弱双峰等价性有何关系？
• RQ3 能否使用barb完全刻画所提出的演算中的弱双峰等价性？
• RQ4 哪些结构特性确保了barb作为行为可观测机制的充分性？
• RQ5 基于图的通信模型如何影响树进程的表达能力和分析？

主要发现

• 所提出的基于图结构的并行组合机制能够根据连通性实现子进程之间的局部化、受控交互。
• barb为该演算中区分进程提供了可靠且完备的可观测准则。
• 弱双峰等价性捕捉了预期的行为等价性，抽象掉了内部的、不可观测的动作。
• 建立了充分性定理，证明两个进程弱双峰等价当且仅当它们表现出相同的barb行为。
• 该框架支持对具有图定义通信约束的树形进程进行形式化推理。