Efficient Computing Resources Usage in Model Checking

Mgr. Pavel Šimeček, Ph.D.

Advanced ('rigorózní') thesis

Abstract:

Rostoucí potřeba ověřovacích metod, které by zajistily správnost systémů vyžaduje posunovat hranice systémů, které je ještě možno zvládnout metodou model checkingu. Ačkoliv existuje řada efektivních algoritmů pro model checking, zůstává skryto, že jejich implementace často plýtvají výpočetní silou: Distribuované algoritmy pro model checking neřeší nevyváženost rozdělení stavového prostoru a zátěže procesoru. Model checkery nevyužívají pevné disky, i když jejich kapacita je řádově větší než velikost hlavní paměti. Navíc nástoje pro model checking obsahují spoustu voleb, které mohou podstatně ovlivnit efektivnost verifikačního procesu and není žádná metoda, jak automaticky rozhodnout, které volby by měly být zapnuté při verifikaci daného systému. Vidíme možnost zefektivnit verifikaci integrací load balacingu, využitím pevných disků a přidáním automatických metod odhadujících charakteristiky stavových prostorů, které jsou potřebné k výběru vhodného verifikačního algoritmu a výpočetní techniky, kde poběží. Tato disertační práce si dává za cíl navrhnout techniky pro efektivní využití výpočetních prostředků popsaným způsobem a zkombinovat tyto techniky s existujícími algoritmy pro model checking.

Abstract:

The growing need for verification methods ensuring the correctness of systems demands to move frontiers of systems still tractable in model checking. Although there is a lot of efficient model checking algorithms, it is hidden that their implementations often waste a considerable part of computers performance: Distributed model checking algorithms do not solve imbalances in state space partitioning and processor load. Model checkers do not employ hard disks, even though their capacity is by orders of magnitude larger than the main memory. Moreover, model checking tools contain a lot of options influencing the efficiency of the verification process substantially and there is no automatic method to decide, which option should be enabled in verification of a given system. We see a possibility to make the verification more efficient by integration with load balancing mechanisms, exploiting hard disks and addition of automatic methods estimating characteristics of state spaces of systems needed for selection of a proper verification method and the hardware to run it. This thesis aims to design techniques for efficient usage of computing resources in the depicted way and combine them with existing model checking algorithms.

Keywords

model checking, LTL, I/O efficient, external graph algorithms, distributed

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 6. 2008

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2008

Masaryk University

Faculty of Informatics

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Informatics / Informatics