13、Sisal 3.2语言特性与LTL到Büchi自动机转换算法

Sisal 3.2语言特性与LTL到Büchi自动机转换算法

1. 引言

在软件开发领域，并行和分布式程序的质量提升一直是研究的重点。传统的命令式编程语言及其扩展，如OpenMP和nVidia CUDA，在并行程序开发中存在一些局限性。例如，它们需要对并行性进行底层规范，容易导致难以检测和修复的程序错误，并且往往依赖于特定的机器架构，不适合进行可移植的并行性规范。

为了克服这些局限性，出现了一些新的技术和语言。例如，OpenCL和Intel Parallel Building Blocks等扩展，为开发者提供了更独立于硬件架构的并行编程方式。同时，Sisal编程语言作为Fortran语言的继承者，被设计为更适合并行编程的函数式编程语言。

2. LTL到Büchi自动机转换算法

2.1 算法背景

线性时态逻辑（LTL）模型检查是提高并行和分布式程序质量的重要方法。使用交替自动机将LTL公式转换为Büchi自动机的理论基础已经存在。这种方法的优点是在大多数情况下，得到的Büchi自动机比较紧凑，但转换算法本身对处理时间和内存有指数级的要求。

2.2 算法改进

为了降低Büchi自动机构建过程的复杂度，采用了二进制决策图（BDD）来表示所有数据结构和对它们执行的操作。这种表示方式显著降低了某些类型LTL公式构建Büchi自动机的复杂度。

3. Sisal 3.2语言概述

3.1 并行编程的挑战与Sisal的诞生

传统命令式编程语言在并行编程方面存在诸多不便。例如，OpenMP和CUDA等技术依赖特定架构，不利于程序的可移植性。而