선형화가 왜 안전 속성이고 안전 속성이 폐쇄 세트입니까?


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Nancy Lynch의 "분산 알고리즘"책의 13 장 "원자 개체"에서 선형성 (원 자성이라고도 함)은 안전 속성으로 입증되었습니다. 즉 , 8.5.3 절에 정의 된대로 해당 추적 특성이 비어 있지 않고 접두사로 닫히고 한계로 닫힙니다 . 비공식적으로, 안전 속성은 종종 특정 "나쁜"일이 결코 발생하지 않는다고 말하는 것으로 해석됩니다.

이를 바탕으로 첫 번째 문제는 다음과 같습니다.

안전 특성으로서 선형화의 장점은 무엇입니까? 문헌에서이 사실에 근거한 결과가 있습니까?

안전 특성 및 생동 특성의 분류에 대한 연구에서, 안전 특성은 적절한 토폴로지에서 폐쇄 세트로 특성화 될 수 있음이 잘 알려져있다. Amir Pnueli et al. 의 논문 "The Safety-Progress Classification"@ 1993. , 메트릭 토폴로지가 채택됩니다. 보다 구체적으로, 속성 는 알파벳 Σ 위에있는 (유한 또는 무한) 단어의 집합입니다 . 속성 ( Φ는 ) 모두 무한 단어 구성 σ 되도록 전체 의 프리픽스 σ는 에 속한다 Φ . 예를 들어, Φ = a + b ∗ 인 경우ΦΣA(Φ)σσΦΦ=a+b∗ . infinitary 속성 Π는 정의된다안전 속성경우 Π = ( Φ ) 일부 finitary 속성에 대한 Φ . 무한 단어 σ 와 σ ' 사이의 메트릭 d ( σ , σ ′ ) 는 동일하면 0으로 정의되며 d ( σ , σ ′ ) = 2 −A(Φ)=aω+a+bωΠΠ=A(Φ)Φd(σ,σ′)σσ′ 달리, 여기서j는그들이 동의하는 가장 긴 공통 접두어의 길이입니다. 이 메트릭을 사용하면 안전 특성을 토폴로지 적으로 닫힌 세트로 특성화 할 수 있습니다.d(σ,σ′)=2−jj

두 번째 문제는 다음과 같습니다.

선형성을 선형 집합으로 위상 적으로 특성화하는 방법은 무엇입니까? 특히 기본 집합은 무엇이며 토폴로지는 무엇입니까?

답변:


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안전 특성으로서 선형화의 장점은 무엇입니까? 문헌에서이 사실에 근거한 결과가 있습니까?

당신이 공유 메모리 시스템 구현했다고 가정하자 만 만족 최종 선형화 모든 실행에 : 정의는, 같은 다음 α 의 M , 시간의 어느 시점이 존재 T의 α 선형화가 시간에서 유지되도록, T의 α 에 있습니다. T 에는 상한이 없습니다 . (*) (선형화 가능성에 대한 표준 안전 속성 정의의 인공적인 생생한 대응 물입니다.)MαMTαTαT

이러한 공유 메모리 구현은 프로그래머에게는 그다지 유용하지 않을 것입니다. 최종 선형성 만 보유하는 경우 실행의 "이른"접두사 (알 수없는 시간 이전)에서 읽기 / 쓰기 작업의 일관성에 대한 보장은 없습니다. ). 즉, 지금까지 발생한 모든 상황에서 런의 현재 접두사를 최종 선형성을 만족시키는 것으로 확장 할 수 있습니다. T

(*) 그러한 상한이 있다면, 최종 선형성 은 안전 특성이 될 것이다.

선형성을 선형 집합으로 위상 적으로 특성화하는 방법은 무엇입니까? 특히 기본 집합은 무엇이며 토폴로지는 무엇입니까?

우리는 분산 알고리즘의 가능한 모든 실행의 집합 인 집합 에 대한 메트릭 토폴로지를 정의 할 수 있습니다 . 각 런 α ∈ A S Y N C 는 무한한 상태 전이 시퀀스에 해당합니다. 들면 α , β ∈ S Y N C , α ≠ β , 우리는 정의 (D)을 ( α , β ) : = 2 - N 여기서 NASYNCα∈ASYNCα,β∈ASYNCα≠β

d(α,β):=2−N
N는 및 β 의 상태 전이가 다른 초기 지수 이고; 그렇지 않으면 α = β 인 경우 d ( α , β ) = 0으로 정의 합니다.αβα=βd(α,β)=0

우리는 먼저 가 A S Y N C 의 메트릭 이라고 주장합니다 . 정의상, d 는 음이 아니고 ∀ α , β ∈ A S Y N C 우리는 d ( α , β ) = d ( β , α )를 가진다 . 들면 α , β , γ ∈ S Y N C 의 삼각형 부등식 D ( α , βdASYNCd∀α,β∈ASYNCd(α,β)=d(β,α)α,β,γ∈ASYNC 는 γ = α 또는 γ = β 인 경우 사소하게 유지됩니다. 이제 d ( α , γ ) ≥ d ( γ , β ) > 0 인 경우 , 즉 d ( α , γ ) = 2 - n 1 이고 d ( γ , β)d(α,β)≤d(α,γ)+d(γ,β)γ=αγ=βd(α,γ)≥d(γ,β)>0d(α,γ)=2−n1 , 일부 지수의 경우 n 1 ≤ n 2 . 이후 γ 주 공통 길이 프리픽스 N 2 - 1 과 β 하지만 길이의 접두사 n은 1 - 1 과 α , 그것은 그 다음 , α 와 β는 인덱스 다를 N 하나 이에 한 거라고 ( α , β ) = D ( α , γ )d(γ,β)=2−n2n1≤n2γn2−1βn1−1ααβn1d(α,β)=d(α,γ)삼각형 불균형은 다음과 같습니다. 케이스 와 유사하게 다음과 같다.0<d(α,γ)<d(γ,β)

메트릭 는 ϵ 볼 B ε ( α ) = { β ∈ A S Y N C ∣ d ( α , β ) < ε } 가 기본 개방 세트 인 토폴로지 (예 : [1]의 119 페이지)를 유도 합니다. . 안전 특성이 닫힌 집합에 해당하는 이유를 우리는 지금 주장한다 : 실행하면 α는 안전 속성을 만족하지 않는 S ⊆ S Y N C를 , 즉 \ α ∉ SdϵBε(α)={β∈ASYNC∣d(α,β)<ε}αS⊆ASYNCα∉S다음 인덱스가 모든 실행이 β 보다 접두사 이상 해당 주를 N 으로 α가 에없는 S는 . 안전 속성이 실행의 접두사에서 위반되면이 접두사가 확장되는 방식에 차이가 없으므로 직감과 밀접하게 일치합니다! 공식적으로 말하면 α ∉ S 라고 가정하십시오 . N ≥ 0 이 존재하여 일부 β ∈ A S Y N C 가 d ( α , β ) < 2 인 경우NβNαSα∉SN≥0β∈ASYNC즉,α와 β길이의 접두사 공유≥N을한 후,β∉S. 따라서, 런 세트S는 그 보수가 열려 있기 때문에 닫힙니다.d(α,β)<2−N,αβ≥Nβ∉SS

[1] 제임스 뭉크 레스. 토폴로지.


답변 주셔서 감사합니다. 나는 그것에 대해 숙고해야한다. 그런데 James R. Munkres의 "Topology"라는 책을 언급하고 The metric d induces a topology (e.g., page~119 of [1]) where the ϵ-balls...있습니까?
— hengxin

예, 참조를 추가했습니다.
— Peter

이 게시물의 제목 수정을 제안한 것으로 나타났습니다 (실수 한 경우이 의견을 무시하십시오). 우선, 나는 두 가지 하위 문제가 제목에 반영되어야한다는 데 동의합니다. 그러나 나는 왜 선형성이 안전 속성인가? 에 대해 묻지 않고있다 . 이 사실 의 결과 에 대해 묻고 있습니다. 제목을 적절하게 수정하는 방법을 잘 모르겠으며이 수정을 건너 뛰었습니다. 다른 의견이나 아이디어가 있으면 알려주세요.
— hengxin

닫힌 집합으로 선형화의 특성 (증거)은 기본적으로 선형화 포인트의 개념과 관련이 없음을 깨달았습니다. 그것은 특징 더 일반적인 증거처럼 보인다 어떤 폐쇄 세트로 안전 속성을. 내가 뭘 놓 쳤니?
— hengxin

예, 모든 안전 속성은 폐쇄 세트이고 라이브 속성은이 토폴로지에서 조밀 한 세트입니다. 실제로, 모든 속성 (즉, 런 집합)은 안전 및 활력 속성의 결합 (즉, 교차점)으로 표현 될 수 있습니다.
— Peter

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첫 번째 질문과 관련하여-안전 속성은 모델 확인 및 합성과 같은 문제와 관련하여 처리 할 수있는 "가장 쉬운"속성입니다.

이것의 기본 이유는 공식적인 방법에 대한 자동 이론 이론적 접근에서 안전 특성에 대한 추론이 유한 추적에 대한 추론으로 줄어들 기 때문에 표준 무한 추적 설정보다 쉽습니다.

여기서 Orna Kupferman 의 작업을 시작점으로 참조하십시오 .


선형 시간 논리 표현하면 안전 특성 캡처 B의 특별한 클래스에 대해 확인 될 수있다 치 오토마타. 그러나, 나는 오토마타의 관점에서 선형성을 표현하고 확인하는 방법에 대한 자료를 깨닫지 못했습니다. 따라서, 이러한 장점은 (안전성으로서) 선형화에 의해 공유되지 않을 수있다. 당신은 어떻게 생각하십니까? u¨
— hengxin

적어도 특정한 경우에는 LTL을 통한 선형화를 다루는 논문을 보았을 것입니다. 내가 찾으면 댓글을 달겠습니다.
— Shaull

훌륭하군. 나는 항상 LTL을 통한 선형화, 특히 선형화 포인트 개념을 다루는 방법에 대해 궁금합니다. 당신의 힌트에 따라, 나는 시간 논리로 선형화 가능성을 증명 하는 논문을 발견했습니다 . 나는 요즘에 그것을 읽으려고 노력할 것이다. 그러나 품질이 확실하지 않습니다. 귀하의 의견을 기대합니다.
— hengxin

아마도 이것이 사용될 것입니다. 저자의 판단에 따르면 이것은 심각한 논문입니다. 그래도 LTL에 대한 연결이 얼마나 단단한 지 잘 모르겠습니다.
— Shaull
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