Model Checking LTL dengan NuSMV

(1)

Model Checking LTL dengan NuSMV

Kuliah (Pengantar) Metode Formal Semester Ganjil 2015-2016

M. Arzaki Fakultas Informatika

Telkom University FIF Tel-U

Desember 2015

(2)

Acknowledgements

Slide ini disusun berdasarkan materi yang terdapat pada sumber-sumber berikut: Buku:

1 Logic in Computer Science: Modelling and Reasoning about Systems, Edisi 2,

2004,olehM. Huth dan M. Ryan (acuan utama).

2 _{NuSMV 2.5 tutorial} _dari_{http://nusmv.fbk.eu/}_dan_{[email protected]}_. 3 NuSMV 2.5 user manual dari_{http://nusmv.fbk.eu/}dan_{[email protected]}.

(3)

Slide kuliah:

1 Slide kuliah Model Checking di University of Waikato oleh Robi Malik.

2 Slide kuliah Introduction to SMV di Software Engineering Lab, CMU, oleh

Arie Gur…nkel.

3 Slide kuliah Model Cheking with NuSMV di University of Edinburgh oleh

Paul Jackson.

4 Slide kuliah A Hands-on Tutorial on Model Checking – NuSMV – di

Universitas Trento oleh A. Cimmati, M. Pistore, dan M. Roveri.

5 _{Slide kuliah NuSMV: A Simple Introduction di UCL oleh F. Raimondi.}

6 Slide kuliah The NuSMV Model Chekcer di IIT Delhi oleh M. Pistore dan M.

Roveri.

7 Slide kuliah Metode Formal di Free University of Bolzano oleh Alessandro

Artale.

8 _{Slide kuliah Introduction to Computational Logic di Academia Sinica oleh}

Bow-Yaw Wang.

Beberapa gambar dapat diambil dari sumber-sumber di atas. Slide ini ditujukan untuk keperluan akademis di lingkungan FIF Telkom University. Jika Anda memiliki saran/ pendapat/ pertanyaan terkait materi dalam slide ini, silakan kirim

email ke<pleasedontspam>@telkomuniversity.ac.id.

(4)

Acknowledgements - Stackover‡ow

Penulis mengucapkan terima kasih kepada diskusi konstuktif pada forum

Stackoverflow, terutama kepada Dejvuth Suwimonteerabuth dari TU München yang telah memberikan solusi untuk membuat kode NuSMV yang sederhana dan reliable.

(5)

Bahasan

1 Pemeriksaan Model dengan NuSMV: Motivasi

2 Beberapa Contoh Skrip NuSMV untuk Model LTL Sederhana

3 Latihan

(6)

Bahasan

(7)

Pemeriksaan Model dengan NuSMV: Motivasi

Kita sebelumnya telah melihat bagaimana cara memeriksa konsistensi dari suatu spesi…kasi sistem yang diformalisasi dengan logika proposisi

menggunakan NuSMV.

NuSMV selanjutnya akan digunakan untuk memeriksa apakah suatu formula LTL terpeneuhi pada suatu model atau tidak.

Pemeriksaan dengan NuSMV akan mengurangi kesalahan yang mungkin terjadi dalam veri…kasi sistem yang dilakukan secara manual.

(8)

Bahasan

(9)

Model LTL yang Ditinjau

Misalkan M = (S; !; L) adalah model LTL yang diilustrasikan dalam gambar berikut.

(10)

Skrip NuSMV untuk Model yang Ditinjau

--LTL-model MODULE main VAR

state : {s0,s1,s2};

-- himpunan state adalah {s0,s1,s2} ASSIGN init(state) := s0; next(state) := case state = s0 : {s1,s2}; state = s1 : {s0,s2}; state = s2 : {s2}; esac;

(11)

DEFINE

p := state = s0;

q := state = s0 _{j state = s1;}

r := state = s1 _{j state = s2;}

-- p, q, r diperlakukan sebagai label -- p benar di s0 saja

-- q benar di s0 dan s1 -- r benar di s1 dan s2

(12)

LTLSPEC p & q; LTLSPEC ! r; LTLSPEC TRUE; LTLSPEC X r; LTLSPEC X (q & r);

(13)

LTLSPEC G !(p&r); LTLSPEC G (F r) ; LTLSPEC G (F p) -> G (F r); LTLSPEC G (F r) -> G (F p); LTLSPEC p U r;

(14)

Keluaran yang Dihasilkan NuSMV

– speci…cation (p & q) is true – speci…cation !r is true ******** WARNING ********

The initial states set of the …nite state machine is empty. This might make results of model checking not trustable. ******** END WARNING ********

– speci…cation TRUE is true – speci…cation X r is true

(15)

– speci…cation X (q & r) is false

– as demonstrated by the following execution sequence Trace Description: LTL Counterexample

Trace Type: Counterexample -> State: 1.1

<-state = s0 r = FALSE q = TRUE p = TRUE – Loop starts here -> State: 1.2 <-state = s2 r = TRUE q = FALSE p = FALSE -> State: 1.3

<-– speci…cation G !(p & r) is true – speci…cation G ( F r) is true

(16)

– speci…cation ( G ( F p) -> G ( F r)) is true – speci…cation ( G ( F r) -> G ( F p)) is false

Trace Type: Counterexample -> State: 2.1 <-state = s0 r = FALSE q = TRUE p = TRUE -> State: 2.2 <-state = s1 r = TRUE p = FALSE – Loop starts here -> State: 2.3

<-state = s2 q = FALSE -> State: 2.4

(17)

<-Catatan

NuSMV tidak secara khusus dikembangkan untuk kepentingan komersial, oleh karenanya mungkin terdapat beberapa bug yang dapat muncul pada NuSMV. Bug dapat terjadi karena:

I _{skrip NuSMV yang dibuat tidak benar-benar merepresentasikan model LTL} yang dimaksud

I _{algoritma model-checking pada NuSMV mengalami kesalahan}

Untuk mempelajari NuSMV lebih jauh, silakan kirim email ke

[email protected]@list.fbk.eu

Pertanyaan terkait NuSMV juga dapat didiskusikan di Stackoverflow.

(18)

Cara Membaca Counterexample

– speci…cation X (q & r) is false

Trace Type: Counterexample -> State: 1.1

<-state = s0 r = FALSE q = TRUE p = TRUE – Loop starts here -> State: 1.2 <-state = s2 r = TRUE q = FALSE p = FALSE -> State: 1.3

(19)

<-Hal tersebut berarti M; s06j= X (q ^ r) karena X (q ^ r) tidak dipenuhi pada lintasan

= s0_{! s}2 (mulai loop di s2) atau lintasan = s0! s2! s2! .

(20)

– speci…cation ( G ( F r) -> G ( F p)) is false

Trace Type: Counterexample -> State: 2.1 <-state = s0 r = FALSE q = TRUE p = TRUE -> State: 2.2 <-state = s1 r = TRUE p = FALSE – Loop starts here -> State: 2.3

<-state = s2 q = FALSE -> State: 2.4

(21)

<-Hal tersebut berarti M; s06j= GF (r) ! GF (p) karena GF (r) ! GF (p) tidak dipenuhi pada lintasan

= s0! s1! s2 (mulai loop di s2) atau lintasan

= s0! s1! s2! s2! .

(22)

Bahasan

(23)

Latihan

Buatlah skrip NuSMV yang memodelkan suatu lampu lalu lintas sederhana, kemudian periksa apakah model tersebut memenuhi spesi…kasi formal yang diberikan.