Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Podobne dokumenty
Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Elementy logiki matematycznej

I. Podstawowe pojęcia i oznaczenia logiczne i mnogościowe. Elementy teorii liczb rzeczywistych.

Reguły gry zaliczenie przedmiotu wymaga zdania dwóch testów, z logiki (za ok. 5 tygodni) i z filozofii (w sesji); warunkiem koniecznym podejścia do

LOGIKA Klasyczny Rachunek Zdań

Np. Olsztyn leży nad Łyną - zdanie prawdziwe, wartość logiczna 1 4 jest większe od 5 - zdanie fałszywe, wartość logiczna 0

Matematyka ETId Elementy logiki

MODELOWANIE I WERYFIKACJA PROTOKOŁU SCTP Z WYKORZYSTANIEM AUTOMATÓW CZASOWYCH ZE ZMIENNYMI

Przykłady zdań w matematyce. Jeśli a 2 + b 2 = c 2, to trójkąt o bokach długości a, b, c jest prostokątny (a, b, c oznaczają dane liczby dodatnie),

LOGIKA I TEORIA ZBIORÓW

Praktyczne metody weryfikacji

Jest to zasadniczo powtórka ze szkoły średniej, być może z niektórymi rzeczami nowymi.

0.1. Logika podstawowe pojęcia: zdania i funktory, reguły wnioskowania, zmienne zdaniowe, rachunek zdań.

Kultura logiczna Klasyczny rachunek zdań 2/2

Adam Meissner.

Rachunek zdań i predykatów

Podstawowe Pojęcia. Semantyczne KRZ

Weryfikacja modelowa. Protokoły komunikacyjne 2006/2007. Paweł Kaczan

Logika pragmatyczna dla inżynierów

Logika pragmatyczna. Logika pragmatyczna. Kontakt: Zaliczenie:

Rachunek logiczny. 1. Język rachunku logicznego.

Klasyczny rachunek zdań 1/2

Kultura logiczna Klasyczny rachunek zdań 1/2

Wprowadzenie Logiki temporalne Przykłady użycia Bibliografia. Logiki temporalne. Andrzej Oszer. Seminarium Protokoły Komunikacyjne

SZTUCZNA INTELIGENCJA

Elementy logiki i teorii mnogości

Dorota Pekasiewicz Uniwersytet Łódzki, Wydział Ekonomiczno-Socjologiczny Katedra Metod Statystycznych, Łódź, ul. Rewolucji 1905 r.

Logika Stosowana. Wykład 1 - Logika zdaniowa. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW. Wykład monograficzny, semestr letni 2016/2017

Podstawy Sztucznej Inteligencji (PSZT)

Wykład I. Literatura. Oznaczenia. ot(x 0 ) zbiór wszystkich otoczeń punktu x 0

4 Klasyczny rachunek zdań

Myślenie w celu zdobycia wiedzy = poznawanie. Myślenie z udziałem rozumu = myślenie racjonalne. Myślenie racjonalne logiczne statystyczne

Lista 1 (elementy logiki)

Elementy logiki. Wojciech Buszkowski Wydział Matematyki i Informatyki UAM Zakład Teorii Obliczeń

(g) (p q) [(p q) p]; (h) p [( p q) ( p q)]; (i) [p ( p q)]; (j) p [( q q) r]; (k) [(p q) (q p)] (p q); (l) [(p q) (r s)] [(p s) (q r)];

Instrukcje warunkowe i skoku. Spotkanie 2. Wyrażenia i operatory logiczne. Instrukcje warunkowe: if else, switch.

Andrzej Wiśniewski Logika II. Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 14. Wprowadzenie do logiki intuicjonistycznej

LOGIKA MATEMATYCZNA. Poziom podstawowy. Zadanie 2 (4 pkt.) Jeśli liczbę 3 wstawisz w miejsce x, to które zdanie będzie prawdziwe:

Matematyka I. BJiOR Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 1

ROZDZIAŁ 1. Rachunek funkcyjny

Ziemia obraca się wokół Księżyca, bo posiadając odpowiednią wiedzę można stwierdzić, czy są prawdziwe, czy fałszywe. Zdaniami nie są wypowiedzi:

Systemy zdarzeniowe - opis przedmiotu

1 Funktory i kwantyfikatory

RACHUNEK ZDAŃ 7. Dla każdej tautologii w formie implikacji, której poprzednik również jest tautologią, następnik także jest tautologią.

1. Wstęp do logiki. Matematyka jest nauką dedukcyjną. Nowe pojęcia definiujemy za pomocą pojęć pierwotnych lub pojęć uprzednio wprowadzonych.

dr ANNA NIEWULIS CENTRUM NAUCZANIA MATEMATYKI i KSZTAŁCENIA na ODLEGŁOŚĆ pokój 310

Praktyczne metody weryfikacji

Wstęp do logiki. Klasyczny Rachunek Zdań II

1 Logika Zbiory Pewnik wyboru Funkcje Moce zbiorów Relacje... 14

STANDARDOWE FUNKCJE PRZYNALEŻNOŚCI. METODY HEURYSTYCZNE wykład 6. (alternatywa dla s) (zdef. poprzez klasę s) GAUSSOWSKA F.

1. Elementy logiki matematycznej, rachunek zdań, funkcje zdaniowe, metody dowodzenia, rachunek predykatów

Plan wynikowy z wymaganiami edukacyjnymi z przedmiotu matematyka w zakresie rozszerzonym dla klasy I liceum ogólnokształcącego

Logika 2 Logiki temporalne

Tautologia (wyrażenie uniwersalnie prawdziwe - prawo logiczne)

Rachunek zdao i logika matematyczna

Lekcja 3: Elementy logiki - Rachunek zdań

Wykład 1. Podstawowe pojęcia Metody opisowe w analizie rozkładu cechy

Logika Stosowana. Wykład 2 - Logika modalna Część 2. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW. Wykład monograficzny, semestr letni 2016/2017

Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 9. Koniunkcyjne postacie normalne i rezolucja w KRZ

Zasady krytycznego myślenia (1)

MATEMATYKA DYSKRETNA, PODSTAWY LOGIKI I TEORII MNOGOŚCI

Metalogika (1) Jerzy Pogonowski. Uniwersytet Opolski. Zakład Logiki Stosowanej UAM

Jeśli X jest przestrzenią o nieskończonej liczbie elementów:

Zastosowanie logiki matematycznej w procesie weryfikacji wymagań oprogramowania

Modelowanie i Analiza Systemów Informatycznych

Elementy logiki matematycznej

Schematy Piramid Logicznych

SID Wykład 7 Zbiory rozmyte

Rachunek predykatów. Formuły rachunku predykatów. Plan wykładu. Relacje i predykaty - przykłady. Relacje i predykaty

ĆWICZENIE 2. DEF. Mówimy, że formuła A wynika logicznie z formuł wartościowanie w, takie że w A. A,, A w KRZ, jeżeli nie istnieje

JÓZEF W. BREMER WPROWADZENIE DO LOGIKI

Michał Lipnicki (UAM) Logika 11 stycznia / 20


Logika I. Wykład 4. Semantyka Klasycznego Rachunku Zdań

Metody dowodzenia twierdzeń i automatyzacja rozumowań Tabele syntetyczne: definicje i twierdzenia

Podstawy Automatyki. wykład 1 ( ) mgr inż. Łukasz Dworzak. Politechnika Wrocławska. Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji (I-24)

Logika formalna SYLABUS A. Informacje ogólne

Wykład 2. Informatyka Stosowana. 8 października 2018, M. A-B. Informatyka Stosowana Wykład 2 8 października 2018, M. A-B 1 / 41

ćwiczenia 15 zaliczenie z oceną

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

LOGIKA Dedukcja Naturalna

Z-LOG-1003 Logika Logics

W. Krysicki, L.Włodarski, Analiza matematyczna w zadaniach cz. 1 i cz. 2. Pomocnicze symbole. Spójniki logiczne: Symbole kwantyfikatorów:

Wykład 1. Informatyka Stosowana. 1 października Informatyka Stosowana Wykład 1 1 października / 26

Logika i teoria mnogości Wykład Sformalizowane teorie matematyczne

Logiczna reprezentacja wiedzy i metoda logiczno-algebraiczna

Kształcenie w zakresie podstawowym. Klasa 1

Wstęp do logiki. Klasyczny Rachunek Zdań III

Wykład 2. Relacyjny model danych

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

Wykład 1. Informatyka Stosowana. 3 października Informatyka Stosowana Wykład 1 3 października / 26

Jak wnioskują maszyny?

Logika Matematyczna (2,3)

Transkrypt:

Modelowanie i Analiza Systemów Informatycznych Logika Temporalna i Automaty Czasowe (1) Wprowadzenie do logiki temporalnej Paweł Głuchowski, Politechnika Wrocławska wersja 2.2

Program wykładów 1. Wprowadzenie do logiki temporalnej 2. Logika LTL 3. Logika CTL 4. Modelowa weryfikacja systemu 5. Automaty czasowe UPPAAL 6. Modelowa weryfikacja systemu w UPPAAL 7. Automaty czasowe NuSMV 8. Modelowa weryfikacja systemu w NuSMV 9. Inne rodzaje logiki temporalnej 10. Logika temporalna i temporalne bazy danych 2

Treść wykładu Logika Co to jest logika? Klasyczna logika zdań Logika modalna 3

Treść wykładu Czas Co to jest czas? Czas ciągły i dyskretny Czas skończony i nieskończony Czas liniowy, rozgałęziony i równoległy Czas punktowy i przedziałowy 4

Treść wykładu Logika temporalna Co to jest logika temporalna? Wybrane rodzaje logiki temporalnej Zastosowanie logiki temporalnej 5

Logika Co to jest logika? Klasyczna logika zdań Logika modalna 6

Logika Co to jest logika? nauka argumentowania (z greckiego λογική /logiké/) jedna z głównych dziedzin matematyki (pozostałe to: teoria zbiorów i arytmetyka) matematyczny opis rzeczywistości narzędzie rozróżniania między prawdą a kłamstwem (wg definicji Awerroesa z XII wieku) nauka o rozumowaniu i sztuka rozumowania (wg definicji Richarda Whately'a z XIX wieku) nauka o najogólniejszych prawach prawdy (wg definicji Gottloba Frege'a z XIX/XX wieku) 7

Logika Klasyczna logika zdań to zbiór praw logicznych; nadaje logiczny stan (prawda / fałsz) dla każdego zdania, np. zdanie Październik jest miesiącem. jest prawdziwe; pozwala wnioskować o prawdziwości* zdania, np. Jeśli x i y są liczbami, to ich suma też jest liczbą. * Zdanie jest prawdziwe, jeśli opisuje faktyczny stan rzeczy. 8

Logika Logika modalna to klasyczna logika zdań określona matematycznie. Niech WA będzie zbiorem wyrażeń atomowych Wyrażenie atomowe jest niepodzielne na inne wyrażenia. Np. Woda jest mokra. nie jest podzielne na inne zdania. Formułę generuje się wg reguł S1 i S2: S1: każde wyrażenie p WA jest formułą; S2: jeśli p i q są formułami, to p q i p też są formułami (inne klasyczne spójniki logiczne też są dostępne). 9

Logika Logika modalna Podstawowe i pochodne relacje logiczne: relacja zapis znaczenie koniunkcja p i q są formułami p q p jest prawdziwe i q jest prawdziwe negacja p p nie jest prawdziwe alternatywa p q ( p q) implikacja p q p q równoważność p q (p q) (q p) 10

Czas Co to jest czas? Czas ciągły i dyskretny Czas skończony i nieskończony Czas liniowy, rozgałęziony i równoległy Czas punktowy i przedziałowy 11

Czas Co to jest czas? nieprzestrzenne kontinuum, w którym zdarzenia zachodzą w nieodwracalnej kolejności od przeszłości, przez teraźniejszość do przyszłości; jeden z wymiarów kontinuum czaso przestrzennego w fizyce. Niech t 0, t 1, t 2 czas będą momentami* czasu. * Moment jest zerowej długości czasem, reprezentowanym np. przez punkt na osi czasu. 12

Czas Czas ciągły i dyskretny Ciągły: ( t 0,t 1 ) ( t 2 ) (t 0 < t 2 < t 1 ) dla każdych dwóch momentów istnieje pewien moment między nimi. Dyskretny: ( t 0,t 1 ) ( t 2 ) (t 0 < t 2 < t 1 ) istnieją dwa takie momenty, że nie istnieje żaden moment między nimi. 13

Czas Czas skończony i nieskończony Lewostronnie skończony: ( t 0 ) ( t 1 ) (t 1 < t 0 ) przeszłość ograniczona jest do pewnego momentu (np. obecnego); przyszłość jest nieskończona. Prawostronnie skończony: ( t 0 ) ( t 1 ) (t 1 > t 0 ) przeszłość jest nieskończona; przyszłość jest ograniczona do pewnego momentu (np. obecnego). Obustronnie skończony: ( t 0,t 1 ) ( t 2 ) (t 2 < t 0 t 2 > t 1 ) przeszłość i przyszłość ograniczone są do pewnych momentów. Nieskończony: ( t 0 ) ( t 1,t 2 ) (t 1 < t 0 < t 2 ) przeszłość i przyszłość są nieograniczone. 14

Czas Czas liniowy, rozgałęziony i równoległy Liniowy: ( t 0,t 1 ) (t 0 < t 1 t 0 = t 1 t 0 > t 1 ) istnieje tylko jeden wariant przepływu czasu. Rozgałęziony: istnieją różne warianty przepływu czasu, mające wspólną część ze sobą: lewostronna liniowość: ( t 0,t 1,t 2 ) (t 1 < t 0 t 2 < t 0 t 1 < t 2 t 1 = t 2 t 1 > t 2 ) prawostronna liniowość: ( t 0,t 1,t 2 ) (t 0 < t 1 t 0 < t 2 t 1 < t 2 t 1 = t 2 t 1 > t 2 ) 15

Czas Czas liniowy, rozgałęziony i równoległy Równoległy: istnieją różne warianty przepływu czasu, nie mające ze sobą żadnej wspólnej części; czas jest jednocześnie lewostronnie i prawostronnie liniowy. 16

Czas Czas punktowy i przedziałowy Punktowy: struktura czasowa składa się tylko z punktów. Przedziałowy: struktura czasowa składa się tylko z przedziałów. 17

Logika temporalna Co to jest logika temporalna? Wybrane rodzaje logiki temporalnej Zastosowanie logiki temporalnej 18

Logika temporalna Co to jest logika temporalna? pozwala wnioskować z uwzględnieniem czasu (wnioskowanie w dziedzinie czasu), przypisuje wartość prawda / fałsz do wyrażeń logiki modalnej, umieszcza wartość prawda / fałsz w strukturze czasowej. 19

Logika temporalna Wybrane rodzaje logiki temporalnej: LTL (Linear Temporal Logic) czas: dyskretny, lewostronnie skończony, liniowy, punktowy; CTL (Computation Tree Logic) czas: dyskretny, lewostronnie skończony, rozgałęziony (lewostronnie liniowy), punktowy; RTCTL (Real-Time Computation Tree Logic) wersja CTL, gdzie wartości czasu dane są ilościowo jako stałe; PRTCTL (Parametrised Real-Time Computation Tree Logic) wersja CTL, gdzie wartości czasu dane są ilościowo jako zmienne. 20

Logika temporalna Wybrane rodzaje logiki temporalnej: TCTL (Timed Computation Tree Logic) wersja CTL, gdzie wartości czasu dane są ilościowo jako stałe; CTL* (Full Branching Computation Tree Logic) wersja CTL o większej ekspresji, zawierającej też ekspresję LTL; ITL (Interval Temporal Logic) czas: dyskretny, skończony lub nieskończony, liniowy, przedziałowy; DC (Duration Calculus) wersja ITL, gdzie mierzy się prawdziwość wyrażenia w odcinku czasu. 21

Logika temporalna Zastosowanie logiki temporalnej Głównie w modelowaniu i weryfikacji systemów: współbieżnych (składają się z procesów wykonywanych jednocześnie, mających dostęp do wspólnych danych, potencjalnie współdziałających ze sobą); reaktywnych (działają na zasadzie akcja-reakcja, wobec pojawiających się okoliczności, np.: kontrolujące reaktor elektryczny, silnik w maszynie lub ruch lotniczy). 22

Koniec Literatura: E.A. Emerson Temporal and modal logic, 1995 R. Klimek Zastosowanie logiki temporalnej w specyfikacji i weryfikacji oprogramowania w stronę czasu rzeczywistego, w: Wykłady zaproszone. Systemy Czasu Rzeczywistego 2000, 2001