46、容错分布式系统合成与行为综合的形式验证

容错分布式系统合成与行为综合的形式验证

在当今的硬件设计和分布式系统领域，面临着诸多挑战。硬件设计的复杂性不断增加，使得传统的手工设计方式难以满足高质量、可靠系统的需求。而在分布式系统中，故障容错能力是确保系统稳定运行的关键。本文将探讨容错分布式系统的合成以及行为综合的形式验证相关内容。

容错分布式系统合成

在容错分布式系统合成中，我们主要关注将容错合成问题进行转化和求解。

首先，我们将架构 A 和公式 Φt 的容错合成问题转化为架构 Af 和 Φf 的对应问题。在架构 Af 中，我们可以假设故障不影响输入的路由，从而将问题简化为寻找延迟兼容的输入 - 输出函数。

以下是具体的步骤：
1. 构建交替奇偶自动机 ：从一个对称自动机 SΦ 出发，它接受恰好是 Φf 模型的完全 D(Extf) 标记的 D(Extf) 树。我们可以构建一个交替奇偶自动机 AΦ，使得 AΦ 接受一个完整的 D(Extf) × D(O) 标记的 D(Extf) 树 T 当且仅当 char F (T) 是 Φf 的模型。
2. 转换为非确定性自动机 ：通过标准转换，从 AΦ 得到一个非确定性自动机 NΦ，其状态数量是 Φf 大小的双指数级。NΦ 接受一个 D(O) 标记的 D(If ∪N) 树 T 当且仅当 T 对应于架构 A 的一个全局输入 - 输出函数，其故障输入 - 输出树是 Φf 的模型。
3. 转换为延迟兼容的非确定性树自动机 ：通过类似的构造，将 NΦ 转换为一个非确定性树自动机 DΦ，它恰好接受 NΦ 接受的对应于延迟兼容全局输入 -