Peter Ochsenschläger

The SH-Verification Tool — Abstraction-Based Verification of Co-operating Systems

Abstract. The sh-verification tool comprises computing abstractions of finite-state behaviour representations as well as automata and temporal logic based verification approaches. To be suitable for the verification of so called co-operating systems, a modified type of satisfaction relation (approximate satisfaction) is considered. Regarding abstraction, alphabetic language homomorphisms are used to compute abstract behaviours. To avoid loss of important information when moving to the abstract level, abstracting homomorphisms have to satisfy a certain property called simplicity on the concrete (i.e. not abstracted) behaviour. The well known state space explosion problem is tackled by a compositional method combined with a partial order method.

Approximately satisfied properties of systems and simple language homomorphisms

We define a new satisfaction relation for properties of a systems behaviour, approximate satisfaction. We show, for approximately satisfied properties, that they can be partitioned into a safety and a liveness property similar to linear properties. We will see that approximate satisfaction and linear satisfaction are equivalent for safety but different for liveness properties. For practical and complexity reasons, we show that an abstraction of the behaviour of a system will preserve approximately satisfied properties, if and only if the abstraction is defined by a simple homomorphism on the behaviour.

Verification by behaviour abstraction

As shown above, verification of temporal properties on behaviour abstractions is suitable for detecting service interactions. In the example that we briefly explained the abstraction step was not really necessary, for the example itself is small enough to check temporal properties directly on the behaviour.

PR OSI T—an R&D project stimulated by the standardization work on open systems interconnection (OSI)

Abstract From its very beginning, GMD and in particular its former Institute for Teleprocessing in Darmstadt — which, in 1992, became the Institute for TeleCooperationTechnique — were heavily engaged in the standardization work on Open Systems Interconnection. In 1982, the institute decided to complement its OSI engagement by an R&D-project, called PROSIT. Its objective was to keep track of OSI progress and to develop, in response to fundamental questions posed there, a design methodology for cooperating systems. This paper gives an overview of PROSIT and its relationship to the standardization work on OSI. Particular emphasis is placed on the PROSIT approaches to system modelling in general, to formal protocol specification and analysis and to the generation of conformance tests. The relationship between PROSIT and OSI standardization serves as an example for the mutual benefits R&D and standardization work can provide to each other.

Ein Modell zur Flußkontrolle

Wenn ein Sender einem Empfanger rascher Daten zuschickt, als dieser abnehmen und verarbeiten kann, besteht die Moglichkeit des Datenverlusts. Fluskontrolle stellt sicher, das Sende- und Empfangsgeschwindigkeit der Systeme derart aufeinander abgestimmt werden, das es zu keiner „Uberflutung“ des Empfangers kommt.

Auf- und Abbau von Verbindungen

Kooperationspartner haben die Notwendigkeit von Zeit zu Zeit oder auch permanent Informationen auszutauschen, um den Gegenstand ihrer Kooperation in abgestimmter Weise einem Ziel entgegenzufuhren: wenn kein Informationsaustausch notwendig ist, dann wollen wir nicht von Kooperation reden. Raumlich voneinander getrennte Kooperationspartner werden fur den Informationsaustausch auf geeignete Kommunikationsmedien (z. B. den Telefondienst) zuruckgreifen.

Zählermodell und Synchronisation

In Kapitel 3 wurde ein Modell zur Fluskontrolle eingefuhrt, in dem die beiden Kooperationspartner (Produzent und Konsument) uber Zahler verfugten, mit deren Hilfe die Anzahl der vom Produzenten gefullten Eimer und die Anzahl der vom Konsumenten geleerten Eimer hochgezahlt wurden. Da das gesamte System fluskontrolliert war, uberstieg die Differenz der Zahlerstande nicht einen festen Wert.

Ausdrucksstärke der Produktnetze

Die bisher betrachteten Beispiele haben gezeigt, das sich so unterschiedliche Dinge wie der Auf- und Abbau von Kommunikationsverbindungen, der FIFO-Transport von Nachrichten oder gar die komplexen Berechnungen der Ackermannfunktion mit Produktnetzen beschreiben lassen. Das wirft naturlich die Frage auf, wie sich die Produktnetze generell in die Landschaft der formalen Beschreibungsmittel einordnen. Bekanntermasen ist eines der allgemeinsten Beschreibungsmittel das Konzept der Turingmaschine, mit dem sich ja alle algorithmischen Vorgange darstellen lassen [HU, Pet]. In diesem Kapitel soll jetzt gezeigt werden, das Produktnetze in ihrer Ausdrucksstarke aquivalent den Turingmaschinen sind.

Das ISDN-D-Kanalprotokoll

Die Fortschritte in der Entwicklung elektronischer Bauelemente fuhrte in den 70 er Jahren u. a. zur Digitalisierung weiter Bereiche der Nachrichtentechnik. Dieser Vorgang war dem Zusammenwachsen der Nachrichtentechnik mit der Datenverarbeitung forderlich.

Das Alternating Bit Protokoll

Das Alternating Bit Protokoll (kurz: AB-Protokoll [Sn]) beschreibt die Datentransferphase eines verbindungsorientierten Fehlererkennungs- und -behebungsprotokolls. Es handelt sich um ein Sicherungsprotokoll, das die einseitige Datenubermittlung zwischen zwei Benutzerinstanzen unterstutzt: Datenblocke werden fehlerfrei und Reihenfolge erhaltend vom sendenden System zum empfangenden System transferiert.