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

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

Logika Temporalna i Automaty Czasowe

Weryfikacja modelowa. Protokoły komunikacyjne 2006/2007. Paweł Kaczan

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

Programy współbieżne

Modelowanie i Analiza Systemów Informatycznych

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

Schematy Piramid Logicznych

MODELOWANIE I WERYFIKACJA PROTOKOŁU SCTP Z WYKORZYSTANIEM AUTOMATÓW CZASOWYCH ZE ZMIENNYMI

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

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

Kultura logiczna Klasyczny rachunek zdań 1/2

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

Kultura logiczna Klasyczny rachunek zdań 2/2

Klasyczny rachunek zdań 1/2

Adam Meissner.

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki. Katedra Automatyki. Rozprawa doktorska

Logika pragmatyczna. Logika pragmatyczna. Kontakt: Zaliczenie:

Wprowadzenie do logiki Zdania, cz. III Język Klasycznego Rachunku Predykatów

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

Pracownia Informatyczna Instytut Technologii Mechanicznej Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Podstawy Informatyki i algorytmizacji

Logika pragmatyczna dla inżynierów

Metoda Tablic Semantycznych

Semantyka rachunku predykatów pierwszego rzędu. Dziedzina interpretacji. Stałe, zmienne, funkcje. Logika obliczeniowa.

Jak wnioskują maszyny?

Podstawowe Pojęcia. Semantyczne KRZ

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

Logika Stosowana. Wykład 7 - Zbiory i logiki rozmyte Część 3 Prawdziwościowa logika rozmyta. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW

Logika Stosowana. Wykład 2 - Logika modalna Część 1. Marcin Szczuka. Instytut Matematyki UW. Wykład monograficzny, semestr letni 2016/2017

LOGIKA Klasyczny Rachunek Zdań

Rozstrzygalność logiki modalnej

Podstawy Sztucznej Inteligencji (PSZT)

Metoda tabel semantycznych. Dedukcja drogi Watsonie, dedukcja... Definicja logicznej konsekwencji. Logika obliczeniowa.

Internet Semantyczny i Logika I

Podstawy Informatyki i algorytmizacji

Logika Stosowana. Wykład 2 - Logika modalna Część 3. Marcin Szczuka. Instytut Informatyki UW. Wykład monograficzny, semestr letni 2017/2018

Prof. dr hab. inż. Jan Magott Wrocław, Katedra Informatyki Technicznej Wydział Elektroniki Politechniki Wrocławskiej

Matematyka ETId Elementy logiki

Składnia rachunku predykatów pierwszego rzędu

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

4 Klasyczny rachunek zdań

METODY DOWODZENIA TWIERDZEŃ I AUTOMATYZACJA ROZUMOWAŃ

Metody dowodzenia twierdzeń i automatyzacja rozumowań Systemy aksjomatyczne I

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Teoria automatów

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

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),

Michał Lipnicki (UAM) Logika 11 stycznia / 20

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

Semantyka rachunku predykatów

Praktyczne metody weryfikacji. Wykład 9: Weryfikacja ograniczona.. p.1/40

Logika 2 Logiki temporalne

Andrzej Wiśniewski Logika I Materiały do wykładu dla studentów kognitywistyki. Wykład 10. Twierdzenie o pełności systemu aksjomatycznego KRZ

Wprowadzenie do logiki epistemicznej. Przekonania i wiedza

Paradygmaty dowodzenia

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

vf(c) =, vf(ft 1... t n )=vf(t 1 )... vf(t n ).

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

Podstawy Informatyki i algorytmizacji

Logika binarna. Prawo łączności mówimy, że operator binarny * na zbiorze S jest łączny gdy (x * y) * z = x * (y * z) dla każdego x, y, z S.

Algebrę L = (L, Neg, Alt, Kon, Imp) nazywamy algebrą języka logiki zdań. Jest to algebra o typie

Techniki informacyjne dla wnioskowania oraz generowania, reprezentacji i zarządzania wiedzą

Drzewa Semantyczne w KRZ

Wykład 6. Reguły inferencyjne systemu aksjomatycznego Klasycznego Rachunku Zdań

DataGuide w półstrukturalnych bazach danych

Elementy logiki matematycznej

Język rachunku predykatów Formuły rachunku predykatów Formuły spełnialne i prawdziwe Dowody założeniowe. 1 Zmienne x, y, z...

Wstęp do logiki. Klasyczny Rachunek Zdań II

Lekcja 3: Elementy logiki - Rachunek zdań

Andrzej Wiśniewski Logika II. Wykłady 12 i 13. Metoda tabel analitycznych dla normalnych modalnych rachunków zdań

Logika Matematyczna (2,3)

Programowanie deklaratywne i logika obliczeniowa

Wykład 11a. Składnia języka Klasycznego Rachunku Predykatów. Języki pierwszego rzędu.

Praktyczne metody weryfikacji

Andrzej Wiśniewski Logika II. Wykłady 10b i 11. Semantyka relacyjna dla normalnych modalnych rachunków zdań

Excel formuły i funkcje

Klasyczny rachunek predykatów

Praca dyplomowa magisterska

EGZAMIN MATURALNY Z INFORMATYKI

Kognitywistyka: tworzenie pojęć i rozumowanie Inferencyjna Logika Pytań: pytania i rozumowania erotetyczne*

Internet Semantyczny i Logika II

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

Systemy zdarzeniowe - opis przedmiotu

Wprowadzenie do logiki Klasyczny Rachunek Zdań część 3

Definicja: alfabetem. słowem długością słowa

(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)];

Logiczna reprezentacja wiedzy i metoda logiczno-algebraiczna

Konsekwencja logiczna

Języki i metody programowania

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

Rachunek logiczny. 1. Język rachunku logicznego.

Technologie informacyjne - wykład 12 -

xx + x = 1, to y = Jeśli x = 0, to y = 0 Przykładowy układ Funkcja przykładowego układu Metody poszukiwania testów Porównanie tabel prawdy

Internet Semantyczny. Logika opisowa

1. Składnia. Logika obliczeniowa - zadania 1 SKŁADNIA Teoria

Transkrypt:

Modelowanie i Analiza Systemów Informatycznych Logika Temporalna i Automaty Czasowe (3) Logika CTL Paweł Głuchowski, Politechnika Wrocławska wersja 2.2

Treść wykładu Charakterystyka logiki CTL Czas w Computation Tree Logic (CTL) Do czego można zastosować CTL? 2

Treść wykładu Składnia i semantyka Struktura czasowa (struktura Kripkego) Operatory ścieżkowe Porównanie formuł z różnymi operatorami ścieżkowymi 3

Treść wykładu Przykładowe prawa Komplementarność operatorów ścieżkowych i dualność operatorów temporalnych 4

Treść wykładu Przykładowe formuły Przykłady Ćwiczenia 5

Charakterystyka logiki CTL Czas w Computation Tree Logic (CTL) Do czego można zastosować CTL? 6

Charakterystyka logiki CTL Computation Tree Logic (CTL) to rozszerzenie LTL o warianty przepływu czasu. Czas w CTL Czas jest: punktowy, rozgałęziony (lewostronnie liniowy), lewostronnie skończony (nieograniczony od teraźniejszego momentu do przyszłości). 7

Charakterystyka logiki CTL Do czego można zastosować CTL? do opisu i analizy deterministycznych i niedeterministycznych: algorytmów, właściwości algorytmów; gdzie mogą być różne warianty przepływu czasu. 8

Składnia i semantyka Struktura czasowa (struktura Kripkego) Operatory ścieżkowe Porównanie formuł z różnymi operatorami ścieżkowymi 9

Składnia i semantyka Struktura czasowa (struktura Kripkego) M = (S,R,L) S zbiór stanów (stany reprezentują momenty): s 0,s 1,s 2, S R binarna relacja między stanami: każdy stan ma przynajmniej jeden następny stan: ( x S)( y S)((x,y) R) L etykietowanie każdego stanu zbiorem wyrażeń atomowych WA które są prawdziwe w tym stanie: L:SxWA {prawda, fałsz} Struktura M jest drzewem, które składa się ze ścieżek. Ścieżka to sekwencja stanów (x = s 0, s 1, s 2,...): ( i)((s i,s i+1 ) R) 10

Składnia i semantyka Struktura czasowa (struktura Kripkego) Niech WA będzie zbiorem wyrażeń atomowych; niech i {0,1,...}. Formułę generuje się wg reguł S1, S2 i S3: S1: każde wyrażenie p WA jest formułą: s i p jeśli L(s i,p) = prawda S2: jeśli p i q są formułami, to p q i p też są formułami: s i p q jeśli s i p i s i q s i p jeśli nie s i p Reguła S3 jest inna, niż reguła S3 z LTL! 11

Składnia i semantyka Struktura czasowa (struktura Kripkego) S3: jeśli p i q są formułami, to A(pUq), E(pUq), AXp i EXp też są formułami: s i A(pUq) jeśli dla każdej ścieżki s i,s i+1, ( k i) ((s k q) ( j, i j < k) (s j p)) s i E(pUq) jeśli dla pewnej ścieżki s i,s i+1, ( k i) ((s k q) ( j, i j < k) (s j p)) s i AXp jeśli dla każdej ścieżki s i,s i+1, s i+1 p s i EXp jeśli dla pewnej ścieżki s i,s i+1, s i+1 p 12

Składnia i semantyka Operatory ścieżkowe Każdy operator temporalny (U,X,F,G) przypisany jest do jednego ścieżkowego operatora A lub E, np. AX, E(pUq), AGAF (AGF jest niepoprawne z powodu braku ścieżkowego operatora przy F). Operatory ścieżkowe pozwalają na użycie operatorów temporalnych dla: A każdej możliwej ścieżki (przyszłego upływu czasu), E pewnej możliwej ścieżki (przyszłego upływu czasu). Kolejność priorytetów operatorów i spójników logicznych jest taka sama jak dla logiki LTL, z tym że każdy operator temporalny stanowi nierozłączną parę z jednym operatorem ścieżkowym. 13

Składnia i semantyka Porównanie formuł z różnymi operatorami ścieżkowymi AGp p jest prawdziwe w każdym stanie (momencie) każdej możliwej ścieżki (przyszłości): AGp A(p U fałsz) EGp p jest prawdziwe w każdym stanie (momencie) pewnej możliwej ścieżki (przyszłości): EGp E(p U fałsz) s 0 s 0 niebieski punkt: s i p czarny punkt: s i prawda 14

Składnia i semantyka Porównanie formuł z różnymi operatorami ścieżkowymi AFp p jest prawdziwe w pewnym stanie (momencie) każdej możliwej ścieżki (przyszłości): AFp A(prawda U p) EFp p jest prawdziwe w pewnym stanie (momencie) pewnej możliwej ścieżki (przyszłości): EFp E(prawda U p) s 0 s 0 niebieski punkt: s i p czarny punkt: s i prawda 15

Składnia i semantyka Porównanie formuł z różnymi operatorami ścieżkowymi A(pUq) w każdej możliwej ścieżce: q jest prawdziwe w pewnym stanie i p jest prawdziwe we wszystkich wcześniejszych stanach. E(pUq) w pewnej możliwej ścieżce: q jest prawdziwe w pewnym stanie i p jest prawdziwe we wszystkich wcześniejszych stanach. s 0 s 0 niebieski punkt: s i p pomarańczowy punkt: s i q czarny punkt: s i prawda 16

Przykładowe prawa Komplementarność operatorów ścieżkowych i dualność operatorów temporalnych 17

Przykładowe prawa Komplementarność operatorów ścieżkowych i dualność operatorów temporalnych AGp EF p EGp AF p AFp EG p EFp AG p AX p EXp EX p AXp 18

Przykładowe formuły Przykłady Ćwiczenia 19

Przykładowe formuły Przykłady s0 EFAGp od pewnego momentu pewnej przyszłości: w każdym momencie każdej możliwej dalszej przyszłości p jest prawdziwe. s0 p (p AFq) p jest teraz prawdziwe i, jeśli p jest teraz prawdziwe, to q będzie prawdziwe w pewnym momencie każdej możliwej dalszej przyszłości. niebieski punkt: s i p, pomarańczowy punkt: s i q, czarny punkt: s i prawda 20

Przykładowe formuły Ćwiczenie 1. Które formuły są równoważne formule p EXE(pUq)? p A(pUq) p E(pUq) p EFq E(pUq) 21

Przykładowe formuły Ćwiczenie 1. Które formuły są równoważne formule p EXE(pUq)? p A(pUq) nie jest p E(pUq) p EFq E(pUq) 22

Przykładowe formuły Ćwiczenie 1. Które formuły są równoważne formule p EXE(pUq)? p A(pUq) nie jest p E(pUq) nie jest p EFq E(pUq) 23

Przykładowe formuły Ćwiczenie 1. Które formuły są równoważne formule p EXE(pUq)? p A(pUq) nie jest p E(pUq) nie jest p EFq E(pUq) (p EFq) E(pUq) p EFq E(pUq) 24

Przykładowe formuły Ćwiczenie 1. Które formuły są równoważne formule p EXE(pUq)? p A(pUq) nie jest p E(pUq) nie jest p EFq E(pUq) (p EFq) E(pUq) p EFq E(pUq) nie jest 25

Przykładowe formuły Ćwiczenie 2. Które formuły wynikają z formuły AFAGp? AGAFp AGEFp EGEFp 26

Przykładowe formuły Ćwiczenie 2. Które formuły wynikają z formuły AFAGp? AGAFp wynika AGEFp EGEFp 27

Przykładowe formuły Ćwiczenie 2. Które formuły wynikają z formuły AFAGp? AGAFp wynika AGEFp wynika EGEFp 28

Przykładowe formuły Ćwiczenie 2. Które formuły wynikają z formuły AFAGp? AGAFp wynika AGEFp wynika EGEFp wynika 29

Przykładowe formuły Ćwiczenie 3. Zapisz następującą własność jako formułę CTL: p jest prawdziwe teraz i w każdym momencie pewnego wariantu przyszłości, i p jest prawdziwe teraz i tylko w każdym nieparzystym momencie innego wariantu przyszłości: 30

Przykładowe formuły Ćwiczenie 3. Zapisz następującą własność jako formułę CTL: p jest prawdziwe teraz i w każdym momencie pewnego wariantu przyszłości, i p jest prawdziwe teraz i tylko w każdym nieparzystym momencie innego wariantu przyszłości: p EXEGp EX( p EG( p EX(p EG(p EX p)))) 31

Przykładowe formuły Ćwiczenie 4. Zapisz następującą własność jako formułę CTL: Jeśli p jest prawdziwe, to: q jest prawdziwe w pewnych trzech momentach każdego wariantu dalszej przyszłości; albo q jest fałszywe w każdym momencie pewnego wariantu dalszej przyszłości z wyjątkiem momentu, w którym p jest prawdziwe: 32

Przykładowe formuły Ćwiczenie 4. Zapisz następującą własność jako formułę CTL: Jeśli p jest prawdziwe, to: q jest prawdziwe w pewnych trzech momentach każdego wariantu dalszej przyszłości; albo q jest fałszywe w każdym momencie pewnego wariantu dalszej przyszłości z wyjątkiem momentu, w którym p jest prawdziwe: p AF(q AXAF(q AXAFq)) (q EXEG q) 33

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