Parameterized Analysis of Immediate Observation Petri Nets

Esparza, Javier; Raskin, Mikhail; Weil-Kennedy, Chana

doi:10.1007/978-3-030-21571-2_20

Cited by 23 publications

(44 citation statements)

References 16 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The norm of a counting set S is the smallest norm of a counting constraint representing S , that is, S The following result for IO nets is deduced directly from Theorem 6 in [17]. It states that the forward and backward reachability set of a counting set is still a counting set, and bounds its norms polynomially.…”

Section: Io Does Not Strongly Simulate Rbnmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Reconfigurable Broadcast Networks and Asynchronous Shared-Memory Systems are Equivalent

Balasubramanian

Weil-Kennedy

2021

Electron. Proc. Theor. Comput. Sci.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

We show the equivalence of two distributed computing models, namely reconfigurable broadcast networks (RBN) and asynchronous shared-memory systems (ASMS), that were introduced independently. Both RBN and ASMS are systems in which a collection of anonymous, finite-state processes run the same protocol. In RBN, the processes communicate by selective broadcast: a process can broadcast a message which is received by all of its neighbors, and the set of neighbors of a process can change arbitrarily over time. In ASMS, the processes communicate by shared memory: a process can either write to or read from a shared register. Our main result is that RBN and ASMS can simulate each other, i.e. they are equivalent with respect to parameterized reachability, where we are given two (possibly infinite) sets of configurations C and C ′ defined by upper and lower bounds on the number of processes in each state and we would like to decide if some configuration in C can reach some configuration in C ′ . Using this simulation equivalence, we transfer results of RBN to ASMS and vice versa. Finally, we show that RBN and ASMS can simulate a third distributed model called immediate observation (IO) nets. Moreover, for a slightly stronger notion of simulation (which is satisfied by all the simulations given in this paper), we show that IO nets cannot simulate RBN.

show abstract

Section: Io Does Not Strongly Simulate Rbnmentioning

confidence: 99%

“…Immediate observation nets, or IO nets, were introduced in [16]. They are a subclass of Petri nets with applications in population protocols and chemical reaction networks.…”

Section: Immediate Observation Netsmentioning

confidence: 99%

Reconfigurable Broadcast Networks and Asynchronous Shared-Memory Systems are Equivalent

Balasubramanian

Weil-Kennedy

2021

Electron. Proc. Theor. Comput. Sci.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The next lemma states the converse result. It essentially uses the fact that there is a sub-class of population protocols called IO protocols which compute exactly the predicates definable by counting sets (Theorem 7 and Theorem 39 of [2,14]), and that IO protocols are a sub-class of RBN (Section 6.2 of [3]). Lemma 8.…”

Section: Expressivitymentioning

confidence: 99%

Parameterized Analysis of Reconfigurable Broadcast Networks (Long Version)

Balasubramanian¹,

Lucie²,

Weil-Kennedy³

2022

Preprint

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Reconfigurable broadcast networks (RBN) are a model of distributed computation in which agents can broadcast messages to other agents using some underlying communication topology which can change arbitrarily over the course of executions. In this paper, we conduct parameterized analysis of RBN. We consider cubes, (infinite) sets of configurations in the form of lower and upper bounds on the number of agents in each state, and we show that we can evaluate boolean combinations over cubes and reachability sets of cubes in PSPACE. In particular, reachability from a cube to another cube is a PSPACE-complete problem. To prove the upper bound for this parameterized analysis, we prove some structural properties about the reachability sets and the symbolic graph abstraction of RBN, which might be of independent interest. We justify this claim by providing two applications of these results. First, we show that the almost-sure coverability problem is PSPACE-complete for RBN, thereby closing a complexity gap from a previous paper [3]. Second, we define a computation model using RBN, à la population protocols, called RBN protocols. We characterize precisely the set of predicates that can be computed by such protocols.

show abstract

“…Основою цього інструментарію є інтерпретації класичних мереж Петрі, для яких виявлено комплекс властивостей, що дають змогу проводити аналіз функціонування моделі та відлагоджувати їх структуру відповідно до вимог, зокрема за властивостями живості, досяжності та збережуваності [10]. Для відображення функцій керування та контролю створено мережі Петрі з пустими переходами, які дають можливість зосередити увагу дослідника на зовнішніх функціях модельованої системи, а разом із тим проаналізувати і внутрішню динаміку, що особливо важливо при аналізі роботи з контрольним точками та ресурсами [11].…”

Section: вступunclassified

Combined Approach to Simulation Modeling of the Dynamics of Software Systems Based on Interpretations of Petri Nets

Супруненко¹

2019

KPI SN

View full text Add to dashboard Cite

стосується питання побудови комбінованого підходу до імітаційного моделювання динаміки програмних систем на основі WF-мереж та оціночних інтерпретацій мереж Петрі. Представлено дослідження інтерпретацій мереж Петрі та формальних мов, якими вони описуються, для їх адаптації до моделювання динаміки програмних систем. Мета дослідження. Обґрунтування застосування комбінованого підходу на основі WF-мереж та оціночних мереж Петрі для моделювання програмних систем; визначення особливостей інструментарію при описі програмних систем мережами Петрі; доповнення патернів блочного моделювання конструкціями, що дають можливість описати задачі синхронізації, контролю, циклічного функціонування та їх комбінацій. Методика реалізації. Представлено доведення можливості використання мереж Петрі, які описуються мовою L-типу та мовою G-типу в єдиній моделі. Наведено та проаналізовано структурні варіанти використання конструкцій мереж Петрі з їх параметрами для забезпечення живості та безконфліктного функціонування сформованої моделі. Представлено модель інтерфейсу користувача розподіленої системи, що забезпечує спільне редагування документа. На прикладі узагальненої моделі складання та поширення розкладу продемонстровано використання патернів при аналізі мережного представлення системи. Результати дослідження. Сформовано правила побудови моделей програмних систем, що зберігають структурну безконфліктність і дають можливість аналізувати параметри елементів моделі при імітаційному моделюванні. Висновки. У статті дано підґрунтя для розробки комбінованого підходу до моделювання програмних систем, яке базується на сполученні WF-мереж та оціночних мереж Петрі, що дає можливість враховувати особливості опису програмних систем при формуванні динамічних моделей. Ключові слова: моделювання програмної системи; мережа Петрі; WF-мережа; формальні мови мереж Петрі; задачі синхронізації.

show abstract

Parameterized Analysis of Immediate Observation Petri Nets

Cited by 23 publications

References 16 publications

Reconfigurable Broadcast Networks and Asynchronous Shared-Memory Systems are Equivalent

Reconfigurable Broadcast Networks and Asynchronous Shared-Memory Systems are Equivalent

Parameterized Analysis of Reconfigurable Broadcast Networks (Long Version)

Combined Approach to Simulation Modeling of the Dynamics of Software Systems Based on Interpretations of Petri Nets

Contact Info

Product

Resources

About