强制模拟：自适应调试与CTL属性验证在Kripke结构中的应用

本文主要探讨了在理论计算机科学领域中的一个关键主题——强制模拟与形式验证在Kripke结构上的应用。Kripke结构是一种常用的数学模型，用于表示状态转换系统，广泛应用于诸如数字硬件和嵌入式系统的设计验证中。形式验证技术，如模型检查，通过比较模型（M）的行为是否符合预设的属性或功能（F），确保系统的正确性。 传统的模拟概念（前序模拟）要求模型M包含了属性F的所有行为，即对于模型中的每一个行为，都能在属性F中找到对应的序列。然而，由于设计过程中的错误，模型可能无法完全模拟预期属性，这时就需要人工干预进行调试。本文引入了"强制模拟"这一弱化的验证机制，它在模型检查无法满足时提供了一种自动调试的方法。强制模拟保证存在一个修改器D，能够调整模型M，使得M与D的结合在可观测的行为层面上与属性F相等。 作者还讨论了"弱互模拟"结构，它允许两个结构在一定程度上的行为等价，即使它们不能完全满足所有CTL（计算树逻辑）属性。这种弱等价关系对于处理那些在常规验证过程中未能达到特定性能的设计特别有价值。基于强制模拟的算法已经在实际设计中展现了适应性和有效性，它不仅提供了形式验证，还在一定程度上自动化了调试过程，减少了设计人员的工作负担。 强制模拟技术的发展和应用有助于提高自动验证的效率，并为反应式系统的开发提供了有力的支持。它解决了模型检查中反例生成后需要人工调试的问题，为理论计算机科学社区提供了实用且强大的工具。此外，这项研究也为未来的研究方向指明了路径，即如何进一步优化模拟和调试技术，以适应更复杂的系统和不断增长的需求。