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209 results on '"Genest, Blaise"'

55. Resilience of Timed Systems

Author

Akshay, S., Genest, Blaise, H��lou��t, Lo��c, Krishna, S., Roychowdhury, Sparsa, Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - 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Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)

Subjects
Model checking, TheoryofComputation_MATHEMATICALLOGICANDFORMALLANGUAGES, Resilience, Integer-resets, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Theory of computation ��� Timed and hybrid models, Fault tolerance, Timed automata, Computer Science::Distributed, Parallel, and Cluster Computing, Computer Science::Formal Languages and Automata Theory
Abstract

This paper addresses reliability of timed systems in the setting of resilience, that considers the behaviors of a system when unspecified timing errors such as missed deadlines occur. Given a fault model that allows transitions to fire later than allowed by their guard, a system is universally resilient (or self-resilient) if after a fault, it always returns to a timed behavior of the non-faulty system. It is existentially resilient if after a fault, there exists a way to return to a timed behavior of the non-faulty system, that is, if there exists a controller which can guide the system back to a normal behavior. We show that universal resilience of timed automata is undecidable, while existential resilience is decidable, in EXPSPACE. To obtain better complexity bounds and decidability of universal resilience, we consider untimed resilience, as well as subclasses of timed automata., LIPIcs, Vol. 213, 41st IARCS Annual Conference on Foundations of Software Technology and Theoretical Computer Science (FSTTCS 2021), pages 33:1-33:22

Published
2020
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56. Succinct Population Protocols for Presburger Arithmetic

Author

Blondin, Michael, Esparza, Javier, Genest, Blaise, Helfrich, Martin, Jaax, Stefan, Département d'informatique [Sherbrooke] (UdeS), Faculté des sciences [Sherbrooke] (UdeS), Université de Sherbrooke (UdeS)-Université de Sherbrooke (UdeS), Technische Universität Munchen - Université Technique de Munich [Munich, Allemagne] (TUM), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, 050101 languages & linguistics, Computer Science - Logic in Computer Science, 05 social sciences, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], 02 engineering and technology, Computational Complexity (cs.CC), state complexity, 16. Peace & justice, Logic in Computer Science (cs.LO), Computer Science - Computational Complexity, TheoryofComputation_MATHEMATICALLOGICANDFORMALLANGUAGES, Presburger arithmetic, Computer Science - Distributed, Parallel, and Cluster Computing, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, 0501 psychology and cognitive sciences, Computer Science - Multiagent Systems, Distributed, Parallel, and Cluster Computing (cs.DC), F.1.2, Population protocols, Multiagent Systems (cs.MA)
Abstract

In [Dana Angluin et al., 2006], Angluin et al. proved that population protocols compute exactly the predicates definable in Presburger arithmetic (PA), the first-order theory of addition. As part of this result, they presented a procedure that translates any formula φ of quantifier-free PA with remainder predicates (which has the same expressive power as full PA) into a population protocol with 2^𝒪(poly(|φ|)) states that computes φ. More precisely, the number of states of the protocol is exponential in both the bit length of the largest coefficient in the formula, and the number of nodes of its syntax tree. In this paper, we prove that every formula φ of quantifier-free PA with remainder predicates is computable by a leaderless population protocol with 𝒪(poly(|φ|)) states. Our proof is based on several new constructions, which may be of independent interest. Given a formula φ of quantifier-free PA with remainder predicates, a first construction produces a succinct protocol (with 𝒪(|φ|³) leaders) that computes φ; this completes the work initiated in [Michael Blondin et al., 2018], where we constructed such protocols for a fragment of PA. For large enough inputs, we can get rid of these leaders. If the input is not large enough, then it is small, and we design another construction producing a succinct protocol with one leader that computes φ. Our last construction gets rid of this leader for small inputs., LIPIcs, Vol. 154, 37th International Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2020), pages 40:1-40:15

Published
2020
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57. Resilience of Timed Systems

Author

Akshay, S., Genest, Blaise, Krishna, S., Roychowdhury, Sparsa, Akshay, S., Genest, Blaise, Krishna, S., and Roychowdhury, Sparsa

Abstract

This paper addresses reliability of timed systems in the setting of resilience, that considers the behaviors of a system when unspecified timing errors such as missed deadlines occur. Given a fault model that allows transitions to fire later than allowed by their guard, a system is universally resilient (or self-resilient) if after a fault, it always returns to a timed behavior of the non-faulty system. It is existentially resilient if after a fault, there exists a way to return to a timed behavior of the non-faulty system, that is, if there exists a controller which can guide the system back to a normal behavior. We show that universal resilience of timed automata is undecidable, while existential resilience is decidable, in EXPSPACE. To obtain better complexity bounds and decidability of universal resilience, we consider untimed resilience, as well as subclasses of timed automata.

Published
2021
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74. Classification among Hidden Markov Models

Author

Akshay, S., Bazille, Hugo, Fabre, Eric, Genest, Blaise, Department of Computer Science and Engineering [Bombay], Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)

Subjects
060201 languages & linguistics, ComputingMethodologies_PATTERNRECOGNITION, 000 Computer science, knowledge, general works, 0602 languages and literature, Computer Science, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, 06 humanities and the arts, 02 engineering and technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

An important task in AI is one of classifying an observation as belonging to one class among several (e.g. image classification). We revisit this problem in a verification context: given k partially observable systems modeled as Hidden Markov Models (also called labeled Markov chains), and an execution of one of them, can we eventually classify which system performed this execution, just by looking at its observations? Interestingly, this problem generalizes several problems in verification and control, such as fault diagnosis and opacity. Also, classification has strong connections with different notions of distances between stochastic models. In this paper, we study a general and practical notion of classifiers, namely limit-sure classifiers, which allow misclassification, i.e. errors in classification, as long as the probability of misclassification tends to 0 as the length of the observation grows. To study the complexity of several notions of classification, we develop techniques based on a simple but powerful notion of stationary distributions for HMMs. We prove that one cannot classify among HMMs iff there is a finite separating word from their stationary distributions. This provides a direct proof that classifiability can be checked in PTIME, as an alternative to existing proofs using separating events (i.e. sets of infinite separating words) for the total variation distance. Our approach also allows us to introduce and tackle new notions of classifiability which are applicable in a security context.

Published
2019
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75. Certification formelle des réseaux neuronaux profonds : un état de l’art en 2019

Author

Bazille, Hugo, Fabre, Eric, Genest, Blaise, École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)

Subjects
[INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2019

76. Timed Negotiations

Author

Akshay , Sundararaman, Genest, Blaise, Helouet, Loic, Mital, Sharvik, Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)

Subjects
[INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], 010201 computation theory & mathematics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020207 software engineering, 0102 computer and information sciences, 02 engineering and technology, 16. Peace & justice, 01 natural sciences, Article
Abstract

Negotiations were introduced in [6] as a model for concurrent systems with multiparty decisions. What is very appealing with negotiations is that it is one of the very few non-trivial concurrent models where several interesting problems, such as soundness, i.e. absence of deadlocks, can be solved in PTIME [3]. In this paper, we introduce the model of timed negotiations and consider the problem of computing the minimum and the maximum execution times of a negotiation. The latter can be solved using the algorithm of [10] computing costs in negotiations, but surprisingly minimum execution time cannot.This paper proposes new algorithms to compute both minimum and maximum execution time, that work in much more general classes of negotiations than [10], that only considered sound and deterministic negotiations. Further, we uncover the precise complexities of these questions, ranging from PTIME to$$\varDelta _2^P$$Δ2P-complete. In particular, we show that computing the minimum execution time is more complex than computing the maximum execution time in most classes of negotiations we consider.

Published
2019
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77. Global PAC Bounds for Learning Discrete Time Markov Chains - Extended Version

Author

Jegourel, Cyrille, Bazille, Hugo, Genest, Blaise, and Jun, Sun

Abstract

Learning models from observations of a system is a powerful tool with many applications. In this paper, we consider learning Discrete Time Markov Chains (DTMC), with different methods such as frequency estimation or Laplace smoothing. While models learnt with such methods converge asymptotically towards the exact system, a more practical question in the realm of trusted machine learning is how accurate is a model learnt with a limited time budget. Existing approaches provide bounds on how close the model is to the original system, in terms of bounds on local (transition) probabilities, which has unclear implication on the global behavior. In this work, we provide global bounds on the error made by such a learning process, in terms of global behaviors formalized using temporal logic. More precisely, we propose a learning process ensuring a bound on the error in the probabilities of these properties. While such learning process cannot exist for the full LTL logic, we provide one ensuring a bound that is uniform over all the formula of CTL. Further, given one time-to-failure property, we provide an improved learning algorithm. Interestingly, frequency estimation is sufficient for the latter, while Laplace smoothing is needed to ensure non-trivial uniform bounds for the full CTL logic.

Published
2019
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81. Controlling a population

Author

Bertrand, Nathalie, Dewaskar, Miheer, Genest, Blaise, Gimbert, Hugo, Godbole, Adwait Amit, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), University of North Carolina [Chapel Hill] (UNC), University of North Carolina System (UNC), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Formal Languages and Automata Theory (cs.FL), [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], ComputingMilieux_PERSONALCOMPUTING, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer Science - Formal Languages and Automata Theory, Systems and Control (eess.SY), parametric systems, Electrical Engineering and Systems Science - Systems and Control, control, and phrases: Logic and verification
Abstract

We introduce a new setting where a population of agents, each modelled by a finite-state system, are controlled uniformly: the controller applies the same action to every agent. The framework is largely inspired by the control of a biological system, namely a population of yeasts, where the controller may only change the environment common to all cells. We study a synchronisation problem for such populations: no matter how individual agents react to the actions of the controller, the controller aims at driving all agents synchronously to a target state. The agents are naturally represented by a non-deterministic finite state automaton (NFA), the same for every agent, and the whole system is encoded as a 2-player game. The first player (Controller) chooses actions, and the second player (Agents) resolves non-determinism for each agent. The game with m agents is called the m -population game. This gives rise to a parameterized control problem (where control refers to 2 player games), namely the population control problem: can Controller control the m-population game for all m in N whatever Agents does?, Comment: This is a journal version of the extended abstract arXiv:1707.02058 which appeared in Concur 2017, together with proofs

Published
2019
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83. Approximate Verification of the Symbolic Dynamics of Markov Chains.

Author

AGRAWAL, MANINDRA, AKSHAY, S., GENEST, BLAISE, and THIAGARAJAN, P. S.

Subjects
MARKOV processes, STOCHASTIC processes, ITERATIVE methods (Mathematics), ITERATIVE refinement, APPROXIMATION theory
Abstract

A finite-state Markov chain M can be regarded as a linear transform operating on the set of probability distributions over its node set. The iterative applications of M to an initial probability distribution μ0 will generate a trajectory of probability distributions. Thus, a set of initial distributions will induce a set of trajectories. It is an interesting and useful task to analyze the dynamics of M as defined by this set of trajectories. The novel idea here is to carry out this task in a symbolic framework. Specifically, we discretize the probability value space [0, 1] into a finite set of intervals I = {I1, I2,..., Im}. A concrete probability distribution μ over the node set j 1, 2,...,n} of M is then symbolically represented as D, a tuple of intervals drawn from I where the ith component of D will be the interval in which μ(i) falls. The set of discretized distributions D is a finite alphabet. Hence, the trajectory, generated by repeated applications of M to an initial distribution, will induce an infinite string over this alphabet. Given a set of initial distributions, the symbolic dynamics of M will then consist of a language of infinite strings L over the alphabet D. Our main goal is to verify whether L meets a specification given as a linear-time temporal logic formula φ. In our logic, an atomic proposition will assert that the current probability of a node falls in the interval I from I. If L is an ω-regular language, one can hope to solve our model-checking problem (whether L = φ?) using standard techniques. However, we show that, in general, this is not the case. Consequently, we develop the notion of an ε-approximation, based on the transient and long-term behaviors of the Markov chain M. Briefly, the symbolic trajectory ξ' is an ε-approximation of the symbolic trajectory ξ iff (1) ξ' agrees with ξ during its transient phase; and (2) both ξ and ξ' are within an ε-neighborhood at all times after the transient phase. Our main results are that one can effectively check whether (i) for each infinite word in L, at least one of its ε-approximations satisfies the given specification; (ii) for each infinite word in L, all its ε-approximations satisfy the specification. These verification results are strong in that they apply to all finite state Markov chains. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2015
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84. Taming Concurrency using Representatives

Author

Genest, Blaise, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Rennes 1, Ahmed Bouajjani, Genest, Blaise, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
[INFO.INFO-OH] Computer Science [cs]/Other [cs.OH], Systèmes distribués et parallèles, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], Vérification, Model-Checking, [INFO.INFO-FL] Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL]
Published
2016

86. Non-Disjoint Clustered Representation for Distributions over a Population of Cells (poster)

Author

Pichené, Matthieu, Palaniappan, Sucheendra, Fabre, Eric, Genest, Blaise, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)

Subjects
[INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH]
Abstract

International audience; We consider a large homogenous population of cells, where each cell is governed by the same complex biological pathway. A good modeling of the inherent variability of biological species is of crucial importance to the understanding of how the population evolves. In this work, we handle this variability by considering multivariate distributions, where each species is a random variable. Usually, the number of species in a pathway-and thus the number of variables-is high. This appealing approach thus quickly faces the curse of dimensionality: representing exactly the distribution of a large number of variables is intractable. To make this approach tractable, we explore different techniques to approximate the original joint distribution by meaningful and tractable ones. The idea is to consider families of joint probability distributions on large sets of random variables that admit a compact representation, and then select within this family the one that best approximates the desired intractable one. Natural measures of approximation accuracy can be derived from information theory. We compare several representations over distributions of populations of cells obtained from several fine-grained models of pathways (e.g. ODEs). We also explore the interest of such approximate distributions for approximate inference algorithms [1, 2] for coarse-grained abstractions of biological pathways [3]. 2 Results Our approximation scheme is to drop most correlations between variables. Indeed , when many variables are conditionally independent, the multivariate distribution can be compactly represented. The key is to keep the most relevant correlations, evaluated using the mutual information (MI) between two variables. The simplest approximation is called fully factored (FF), and assumes that all the variables are independent. It leads to very compact representation and fast computations, but it also leads to fairly inaccurate results as correlations between variables are entirely lost, even for highly correlated species (MI = 0.6). Alternately, one can preserve a few of the strongest correlations, selected using MI, giving rise to a set of disjoint clusters of variables. For efficiency reason, we used clusters of size two. This model was able to capture some of the most significant correlations between pairs of variables (representing around 30% of the total MI), but dropped significant ones (MI = 0.2).

Published
2017

87. On Regularity of unary Probabilistic Automata

Author

Akshay, S., Genest, Blaise, Karelovic, Bruno, Vyas, Nikhil, Department of Computer Science and Engineering [Bombay], Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire d'informatique Algorithmique : Fondements et Applications (LIAFA), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-13-BS02-0011,Stoch-MC,Modèles stochastiques: passage à l'échelle pour le Model Checking(2013), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
000 Computer science, knowledge, general works, 010201 computation theory & mathematics, Computer Science, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, 0102 computer and information sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Computer Science::Formal Languages and Automata Theory
Abstract

International audience; The quantitative verification of Probabilistic Automata (PA) is undecidable in general. Unary PA are a simpler model where the choice of action is fixed. Still, the quantitative verification problem is open and known to be as hard as Skolem's problem, a problem on linear recurrence sequences, whose decidability is open for at least 40 years. In this paper, we approach this problem by studying the languages generated by unary PAs (as defined below), whose regularity would entail the decidability of quantitative verification. Given an initial distribution, we represent the trajectory of a unary PA over time as an infinite word over a finite alphabet, where the n th letter represents a probability range after n steps. We extend this to a language of trajectories (a set of words), one trajectory for each initial distribution from a (possibly infinite) set. We show that if the eigenvalues of the transition matrix associated with the unary PA are all distinct positive real numbers, then the language is effectively regular. Further, we show that this result is at the boundary of regularity, as non-regular languages can be generated when the restrictions are even slightly relaxed. The regular representation of the language allows us to reason about more general properties, e.g., robustness of a regular property in a neighbourhood around a given distribution.

Published
2016

88. Efficient Analysis of Multi-level Biological Systems Using Abstraction (poster)

Author

Pichené, Matthieu, Palaniappan, Sucheendra, Fabre, Eric, Batt, Gregory, Genest, Blaise, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Computational systems biology and optimization (Lifeware), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)

Subjects
[INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH]
Abstract

International audience; Handling detailed models at each level for thousands of cells is computationally very intensive. Instead, we propose abstractions made at all those levels to test a large number of protocols in a reasonable amount of time while not losing too much accuracy. The goal is to be able to test di↵erent dosages of TRAIL treatments on high-level abstractions, and then refine the number of protocols based on the results and test the most promising ones on more detailed models

Published
2016

91. Approximating the dynamics of the Hybrid Stochastic-Deterministic Apoptosis pathway

Author

Palaniappan, Sucheendra, Bertaux, François, Pichene, Matthieu, Fabre, Eric, Batt, Gregory, Genest, Blaise, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Computational systems biology and optimization (Lifeware), Inria Paris-Rocquencourt, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Modelling and Analysis for Medical and Biological Applications (MAMBA), Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Paris-Rocquencourt, ANR-13-BS02-0011,Stoch-MC,Modèles stochastiques: passage à l'échelle pour le Model Checking(2013), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
[INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH]
Abstract

International audience; 1 Motivation Modeling and analysis of the dynamics of biological systems while accounting for single cell fluctuations is important. In particular, Bertaux et.al [1] considered an improved hybrid stochastic-deterministic model of TRAIL induced apoptosis. TRAIL is a protein that is known to induce apoptosis in cancer cells and hence has been a target for several anti-cancer therapeutic strategies. Their model combines a deterministic signal transduction model (modeled as ordinary differential equations (ODEs)), as in the original model of [3], and a stochastic model for protein turnover (factoring cell-to cell variability). Using this low level biochemical model, they were able to explain fractional killing and predicted the time dependent evolution of cell resistance to TRAIL. While this model is extremely useful for analyzing TRAIL induced apoptosis by drawing simulations in a single cell setting, it can be limiting in cases when we want to analyse the system in a multi-scale setting (say modeling a spheroid of thousands of cells at a larger time horizon for clinical trials). In such cases, simulating the original model can become extremely time consuming due to the scale of the resultant system. Instead, one could directly approximate the dynamics of the underlying system as an intermediate level behavioral model and use this approximation. In this direction, Bing et.al [2] proposed a Dynamic Bayesian Network (DBN) model as a probabilistic approximation of ODE dynamics. They discretize the value space (∼ 5 values per variable) and time domain of the different species of a system of ODEs, sample a representative set of simulations of the system and use the structure of the pathway to store them as a DBN. Once the DBN is constructed, efficient Bayesian inference methods are used to analyze the system. Our work in this poster presents initial work on extending and improving the work of Bing et.al [2] for the hybrid stochastic-deterministic (HSD) models, and in particular the one of TRAIL induced apoptosis. 2 Results We extend the method of [2] to HSD model, and propose several improvements. First, the model describes a population of cells with non deterministic behavior (unlike [2] where outcomes are deterministic). Additionally, simulations in the current setting may be truncated due to cell death. Last, some molecular species interact with many (∼ 10) different species. The latter presents challenges pertaining to maintaining and working with large conditional probability tables. In [2], dummy intermediate variables are introduced, approximating the conditional probabilities by splitting the dependencies. Instead, we use an improved sparse matrix representation to encode these conditional probabilities (filling around 600 non null entries among ∼ 5 10), allowing us to scale the system even when a variable has many direct dependencies. We also improve the naive simulation based inference of DBNs which was inefficient for the current setting. First, 99% of the samples hit an empty conditional probability entry and hence these samples are discarded. Further, every working sample (1% of all samples) ends up simulating a cell that died (giving 0% survivors compared to ∼ 30% survivors of the original hybrid model)). We propose a new algorithm which simulates the underlying DBN by looking ahead one time step and factoring this information to avoid empty probability entries. This considerably improved the simulation based inference of DBNs with 80% effective samples and the expected ∼ 30% survivors. We produced several DBNs corresponding to a treatment with 250 ng/ml TRAIL by simulating the hybrid model. We found a very good agreement between the cell death distribution of the original model and the DBN, as well as for the marginal distributions of other variables. 3 Perspectives and future work

Published
2015

92. Timed Petri Nets with (restricted) Urgency

Author

Akshay, Sundararaman, Genest, Blaise, Hélouët, Loïc, Department of Computer Science and Engineering [Bombay], Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Petri nets
Abstract

Time Petri Nets (TPN) [Mer74] and Timed Petri Nets [Wal83] are two incomparable classes of concurrent models with timing constraints: urgency cannot be expressed using Timed Petri Nets, while TPNs can only keep track of a bounded number of continuous values ("clocks"). We introduce Timed Petri Nets with Urgency, extending Timed Petri Nets with the main features of TPNs. We present upto-our-knowledge the first decidability results for Petri Net vari-ants combining time, urgency and unbounded places. First, we obtain decidability of control-state reachability for the subclass of Timed Petri Nets with Urgency where urgency constraints can only be used on bounded places. By restricting this class to use a finite number of "clocks", we further show decidability of (marking) reachability. Formally, this class corresponds to TPNs under a new, yet natural, timed semantics where urgency constraints are restricted to bounded places. Fur-ther, under their original semantics, we obtain the decidability of reachability for a more restricted class of TPNs. TPNs

Published
2014

93. Deliverable L1 : State of the art and selected references

Author

Hélouët, Loïc, Fabre, Eric, Morvan, Christophe, Genest, Blaise, Kecir, Karim, Marchand, Hervé, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Verification models and techniques applied to testing and control of reactive systems (VERTECS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Projet P22 INRIA SUMO- Alstom Transport, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Formal models, robustness, scheduling
Abstract

This document is a focused state of the art for the P22 project between ALSTOM and the INRIA SUMO team. The goal of this project is to provide evaluation tools for the robustness of schedules (a.k.a timetables) for urban train systems, and evaluation techniques for regulation policies.

Published
2014

94. Deliverable L2: Objectives of Phase 1 and use cases denition

Author

Genest, Blaise, Morvan, Christophe, Fabre, Eric, Marchand, Hervé, Kecir, Karim, Hélouët, Loïc, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Verification models and techniques applied to testing and control of reactive systems (VERTECS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Projet P22 INRIA SUMO- Alstom Transport, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], transport systems, Regulation
Abstract

The overall objective of project P22 is the analysis of the robustness and theimprovement of timetables and regulation techniques in urban railway systems.The project is expected to produce tools and models to evaluate and comparetimetables and regulation techniques that will serve as decision support duringearly phases of urban train systems conception.The project is divided into two phases : Phase 1 (ending in December 2014)will consist in a state of the art on regulation of urban rail systems, a preliminaryexploration of adapted formalisms to model urban train systems, timetablesand regulation algorithms, and a denition of objectives for the second phase.Phase 2 is expected to last up to 3 years, and will consist in a development ofthe techniques and directions dened during Phase 1.This document summarizes the expected contributions of the rst phase ofproject P22, and the use cases that will be used to validate the proposed ap-proaches: an existing metro network topology, typical examples of perturbationscenarios, and of regulation policies.

Published
2014

96. Minimal Observability and Privacy Preserving Compensation for Transactional Services

Author

Biswas, Debmalya, Genest, Blaise, IPROVA Sarl [Lausanne], Iprova, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
[INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB]
Abstract

International audience; For complex services composed of many (component) services, logging is an integral middleware aspect, especially for providing transactions and monitoring. In the event of a failure, the log allows us to deduce the cause of failure (diagnosis) and recover by compensating the executed services (atomicity). However, for heterogeneous services with parts of the functionality provided by multiple organizations, logging details of all executed services is often impracticable due to privacy/security constraints. Also, logging is expensive in terms of both time and space. Thus, we are interested in determining the minimal number of services that need to be logged, and which is still sufficient to know with certainty the actual sequence of executed services from any given log. Further to privacy issues, the complexity of determining a minimal set of such services to log is actually NP-Complete. To solve {\em both issues}, we resort to considering each component service as a grey box. Logs are recorded and kept local to each component, and a black-box view of the implementation details of each component is provided. In particular, a service which is reused as a component several times (often observed in real-life services) need not be re-computed each time. We show that this dramatically decreases the complexity up to 2 exponentials. For large monolithic component services that cannot be decomposed simply, we also provide heuristics to compute a small (but not necessarily minimal) number of services to log, and experimentally analyze their accuracy and performance.

Published
2014
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98. Regular Set of Representatives for Time-Constrained MSC Graphs

Author

Akshay , Sundararaman, Genest, Blaise, Hélouët, Loïc, Yang, Shaofa, Distributed and Iterative Algorithms for the Management of Telecommunications Systems (DISTRIBCOM), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), National University of Singapore (NUS), INRIA, Associated Team DST, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique

Subjects
distributed systems, partial orders, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], timed automata, Scenario languages
Abstract

Systems involving both time and concurrency are notoriously difficult to analyze. Existing decidability results apply in settings where clocks on different processes cannot be compared or where the set of timed executions is regular. We prove new decidability results for timed concurrent systems, requiring neither restriction. We consider the formalism of time-constrained MSC graphs (TC-MSC graphs for short), and study whether the set of timed executions generated by a TC-MSC graph is empty or not. This emptiness problem is known to be undecidable in general. Our approach for obtaining decidability consists of two steps: (i) find a subset R of representative timed executions, that is, for which every timed execution of the system has an equivalent, up to commutation, timed execution in R, and (ii) prove that R is regular. This allows us to solve the emptiness problem under the assumption that the TC-MSC graph G is well-formed. In particular, a well-formed TC-MSC graph is prohibited from forcing any basic scenario to take an arbitrarily long time to complete. Secondly, it is forbidden from enforcing unboundedly many events to occur within a single unit of time. We argue that these restrictions are indeed practically sensible.; Il est notoirement difficile d'analyser les comportements de systémes décrits par des modèles qui comportent à la fois du temps et de la concurrence. Des résultats de décidabilité existent pour des modèles dans lesquels les valeurs des horloges sur différents processus ne peuvent pas être comparées, ou lorsque les modèles ont des ensembles d'exécutions temporisés réguliers. Dans ce travail, nous montrons de nouveaux résultats de décidabilité pour des modèles temporisés et concurrents, qui ne s'appuient sur aucune de ces restrictions. Nous étudions le formalisme des time-constrained MSC graphs (TC-MSC graphs), initalement proposés, et le problème qui consiste à savoir si l'ensemble des exécutions temporisées d'un modèle est vide ou non. Ce problème a été prouvé indécidable en général pour les TC-MSC graphs. Notre approche pour obtenir une procédure de décision comporte deux étapes : (i) trouver un sous-ensemble R d'exécutions temporisées appelé ensemble des représentants : pour toute exécution temporisée du système, on doit pouvoir trouver une exécution équivalente dans R modulo commutation, (ii) prouver que R est régulier. L'existence d'un ensemble de représentants régulier permet de résoudre le problème de la vacuité de l'ensemble des exécutions d'un TC-MSC graph. Nous proposons une restriction aux TC-MSC graphs, que nous appelons TC-MSC Graph bien formés. Dans un TC-MSC graph bien formé, on ne peut forcer le système à exécuter un nombre arbitrairement grand d'événements en un laps de temps fini. Il est également interdit qu'un MSC prenne obligatoirement un temps arbitrairement long pour être entièrement exécuté. Les restrictions imposées aux TC-MSC graph bien formés réduisent peu la puissance d'expression du langage, et permettent de garantir l'existence d'un ensemble régulier de représentants.

Published
2011

99. Minimal Disclosure in Partially Observable Markov Decision Processes

Author

Bertrand, Nathalie, Genest, Blaise, Verification models and techniques applied to testing and control of reactive systems (VERTECS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Image & Pervasive Access Lab (IPAL), National University of Singapore (NUS)-MATHEMATIQUES, SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L'INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION (UJF)-Agency for science, technology and research [Singapore] (A*STAR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institute for Infocomm Research - I²R [Singapore], and National University of Singapore (NUS)-Agency for science, technology and research [Singapore] (A*STAR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institute for Infocomm Research - I²R [Singapore]

Subjects
000 Computer science, knowledge, general works, 010201 computation theory & mathematics, Computer Science, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, 0102 computer and information sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences
Abstract

International audience; For security and efficiency reasons, most systems do not give the users a full access to their information. One key specification formalism for these systems are the so called Partially Observable Markov Decision Processes (POMDP for short), which have been extensively studied in several research communities, among which AI and model-checking. In this paper we tackle the problem of the minimal information a user needs at runtime to achieve a simple goal, modeled as reaching an objective with probability one. More precisely, to achieve her goal, the user can at each step either choose to use the partial information, or pay a fixed cost and receive the full information. The natural question is then to minimize the cost the user needs to fulfill her objective. This optimization question gives rise to two different problems, whether we consider to minimize the worst case cost, or the average cost. On the one hand, concerning the worst case cost, we show that efficient techniques from the model checking community can be adapted to compute the optimal worst case cost and give optimal strategies for the users. On the other hand, we show that the optimal average price (a question typically considered in the AI community) cannot be computed in general, nor can it be approximated in polynomial time even up to a large approximation factor.

Published
2011

100. Products of Message Sequence Charts

Author

Darondeau, Philippe, Genest, Blaise, Hélouët, Loïc, System synthesis and supervision, scenarios (S4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Distributed and Iterative Algorithms for the Management of Telecommunications Systems (DISTRIBCOM), This work was supported by France Telecom (CRE CO2), INRIA, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique

Subjects
distributed systems, partial orders, Scenarios, composition, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], product
Abstract

An effective way to assemble partial views of a distributed system is to compute their product. Given two languages of message sequence charts generated by message sequence graphs, we address the problem of computing a message sequence graph that generates their product. Since all MSCs generated by a message sequence graph may be run within fixed bounds on the message channels, a subproblem is to decide whether the considered product is existentially bounded. We show that this question is undecidable but turns decidable in the restricted case where all shared events belong to the same process. For this case, we propose sufficient conditions under which a message sequence graph representing the product can be constructed.

Published
2007

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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