BI逻辑及其时态扩展的模型检查问题

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BI逻辑(Logic of Bunched Implications)是一种由Peter OHearn和DavidPym引入的子结构逻辑,它的主要用途是描述资源模型的性质并对其进行推理,尤其是包含指针等复杂数据类型的程序语言的性质。本文讨论了布尔BI逻辑的模型检查问题的可判定性与计算复杂性。证明了对递归定义的原子命题,模型检查问题即使对最简单的模型-有限生成自由幺半群一也是不可判定的。所使用的证明方法是将希尔伯特第十问题归约到本问题。本文进一步讨论了如下情况:所有出现的原子命题均为“生成元”命题。此时,有如下二分定理:如果布尔BI模型不是有限关系的,那么它的模型检查问题是不可判定的,这一部分结果通过将Minsky机的停机问题的归约到它来证明;否则它的模型检查问题是可判定的,并且是指数空间(EXPSPACE)完全的,其中,计算复杂性下界通过将幺半群中的字问题归约到这一问题得到,而上界由一个指数空间算法得到。   为了加强BI逻辑的表达能力,本文对BI逻辑进行了时态化扩展,称为时态BI逻辑。它可以良好地描述资源敏感的反应式系统所具有的性质。本文同时给出了它的模型检测问题的一些初步的结果。证明了对时态BI逻辑,它的模型检查问题也是不可判定的,即使限制到布尔情况,并且限制所有出现的原子命题均为“生成元”命题,以及状态-资源模型中的状态转移关系是资源无关的。这一不可判定结果同样通过将Minsky机的停机问题归约到本问题来证明。这也意味着时态BI逻辑的表达能力严格强于BI逻辑与时态逻辑CTL*。
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