D 2005

Concrete Search with Abstract Matching and Refinement

PELÁNEK, Radek; Corina PASAREANU and Willem VISSER

Basic information

Original name

Concrete Search with Abstract Matching and Refinement

Name in Czech

Konkrétní hledání s abstraktním sdružováním a zjemněním

Authors

PELÁNEK, Radek (203 Czech Republic, guarantor); Corina PASAREANU (642 Romania) and Willem VISSER (710 South Africa)

Edition

Edinburgh, Computer Aided Verification, p. 52-66, 15 pp. 2005

Publisher

Springer

Other information

Language

English

Type of outcome

Proceedings paper

Field of Study

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Country of publisher

United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

Confidentiality degree

is not subject to a state or trade secret

RIV identification code

RIV/00216224:14330/05:00012728

Organization unit

Faculty of Informatics

ISBN

3-540-27231-3

Keywords in English

model checking; predicate abstraction; under-approximation

Tags

International impact, Reviewed
Changed: 21/11/2006 14:02, doc. Mgr. Radek Pelánek, Ph.D.

Abstract

In the original language

We propose an abstraction-based model checking method which relies on refinement of an under-approximation of the feasible behaviors of the system under analysis. The method preserves errors to safety properties, since all analyzed behaviors are feasible by definition. The method does not require an abstract transition relation to be generated, but instead executes the concrete transitions while storing abstract versions of the concrete states, as specified by a set of abstraction predicates. For each explored transition the method checks, with the help of a theorem prover, whether there is any loss of precision introduced by abstraction. The results of these checks are used to decide termination or to refine the abstraction by generating new abstraction predicates. If the (possibly infinite) concrete system under analysis has a finite bisimulation quotient, then the method is guaranteed to eventually explore an equivalent finite bisimilar structure. We illustrate the application of the approach for checking concurrent programs. We also show how a lightweight variant can be used for efficient software testing.

In Czech

Navrhujeme novou metodu pro ověřování modelu pomocí abstrakce založenou na zjemňování spodních aproximací všech možných chování zadaného systému. Metoda zachovává všechny chyby vzhledem k vlastnostem typu bezpečnost, protože všechna analyzovaná chování jsou z definice realizovatelná. Metoda nevyžaduje generování abstraktního přechodového systému, ale spouští konkrétní přechody, přičemž ukládá abstraktní verze nalezených stavů. Tato abstrakce je vypočítána pomocí zadaných predikátů. Pro každý prozkoumaný přechod metoda ověří (s využitím nástroje pro dokazování vět), zda došlo ke ztrátě přesnosti díky abstrakci. Výsledky těchto testů jsou využity pro rozhodnutí ukončení metody nebo pro zavedení nových predikátů. Pokud má zadaný systém (potenciálně nekonečně-stavový) konečný bisimulační kolaps, pak můžeme garantovat, že metoda eventuálně prozkoumá konečnou bisimilární strukturu. Ilustrujeme tento nový přístup na aplikaci pro paralelní programy. Ukazujeme též odlehčenou variantu metody, která může být použita pro efektivní testování softwaru.

Links

GA201/03/0509, research and development project
Name: Automatizovaná verifikace paralelních a distribuovaných systémů
Investor: Czech Science Foundation, Automated Verification of Parallel and Distributed Systems
GD102/05/H050, research and development project
Name: Integrovaný přístup k výchově studentů DSP v oblasti paralelních a distribuovaných systémů
Investor: Czech Science Foundation, Integrated approach to education of PhD students in the area of parallel and distributed systems
MSM0021622419, plan (intention)
Name: Vysoce paralelní a distribuované výpočetní systémy
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Highly Parallel and Distributed Computing Systems
1ET408050503, research and development project
Name: Techniky automatické verifikace a validace softwarových a hardwarových systémů
Investor: Academy of Sciences of the Czech Republic, Techniques for automatic verification and validation of software nad hardware systems
1M0545, research and development project
Name: Institut Teoretické Informatiky
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Institute for Theoretical Computer Science