The modal satisfiability problem has to date been solved using either a specifically designed algorithm, or by translating the modal logic formula into a different class of problem, such as a first-order logic, a propositional satisfiability problem or a constraint satisfaction problem. These approaches and the solvers developed to support them are surveyed and a synthesis thereof is presented. The translation of a modal K formula into a constraint satisfaction problem, as developed by Brand et al. [18], is further enhanced. The modal formula, which must be in conjunctive normal form, is translated into layered propositional formulae. Each of these layers is translated into a constraint satisfaction problem and solved using the constraint solver ECLiPSe. I extend this translation to deal with reflexive and transitive accessibility relations, thereby providing for the modal logics KT and S4. Two of the difficulties that arise when these accessibility relations are added are that the resultant formula increases considerably in complexity, and that it is no longer in conjunctive normal form (CNF). I eliminate the need for the conversion of the formula to CNF and deal instead with formulae that are in negation normal form (NNF). I apply a number of enhancements to the formula at each modal layer before it is translated into a constraint satisfaction problem. These include extensive simplification, the assignment of a single value to propositional variables that occur only positively or only negatively, and caching the status of the formula at each node of the search tree. All of these significantly prune the search space. The final results I achieve compare favorably with those obtained by other solvers. / Computing / M.Sc. (Computer Science)

L'introduction du temps dans les bases de données classiques et spatiales apparaît de plus en plus, aujourd'hui, comme une nécessité pour une gestion optimale de l'historicité. En effet, les applications de bases de données spatio-temporelles sont présentes dans un grand nombre d'applications. Le besoin, par exemple, est de sauvegarder l'historique des géométries des parcelles dans le système d'information d'un plan cadastral, la prévention d'incendie dans le système de gestion forestière, le système de navigation des véhicules, etc. Cet historique des phénomènes permet de mieux comprendre ce qui s'est produit dans le passé, de manière à éventuellement anticiper certaines évolutions futures.<p><p>Etant donné ces nouveaux besoins, cette thèse se focalise sur la modélisation et l'implantation des aspects temporels dans bases de données. En effet, la conception d'une application de base de données se fait par un enchaînement de trois phases (conceptuelle, logique et physique). Au niveau conceptuel, plusieurs modèles conceptuels ont été proposés intégrant les caractéristiques temporelles et spatiales.<p><p>Malheureusement, au niveau logique, les modèles de données des SGBD actuels n'offrent pas les concepts nécessaires pour implanter le modèle conceptuel spatio-temporel. Nous proposons donc de nouvelles règles de traductions d'un schéma conceptuel, basé sur le modèle MADS (Modélisation des Applications à des données spatio-temporelles), en un schéma logique MADSLog pour les modèles cibles à savoir :relationnel et relationnel-objet. Chaque règle transforme un concept structurel, temporel et spatial du modèle MADS en un ou plusieurs concepts supportés par la cible. Par exemple, la propriété spatiale définissant la géométrie d'un type d'objet est traduite par la création d'un nouvel attribut de type spatial dans ce type d'objet. Un outil CASE(Computer-Aided Software Engineering) appelé Schema Translateur est développé dans cette thèse implémentant toutes les règles de traductions.<p><p>La traduction de schémas conceptuels en schémas logiques peut impliquer une perte sémantique en raison de la différence de la puissance d'expression entre le modèle conceptuel et le modèle de données des SGBD existants. D'où la nécessité de générer un ensemble de contraintes d'intégrité afin de préserver la sémantique définie dans le schéma conceptuel. Ces contraintes sont exprimées à ce niveau par des formules logiques.<p><p>Avec l'apparition de GML (Geographic Markup Language ) qui est conçu pour la modélisation, le transport et le stockage d'informations géographiques. Nous transformons également le schéma conceptuel MADS en GML. De nouveaux schémas GML temporel et spatial sont définis qui peuvent être employés par n'importe application de base de données spatio-temporelle.<p><p>Au niveau physique, nous proposons une méthode d'adaptation du schéma logique en schéma physique pour le modèle relationnel-objet.<p>Elle permet de définir les tables, les types abstraits, les types d'objets, les domaines, etc. Notre proposition permet aussi la génération des contraintes d'intégrité au niveau physique. En effet, chaque contrainte d'intégrité (structurelle, temporelle ou spatiale) qui est définie en calcul logique est exprimée soit directement par des contraintes déclaratives ou soit par des déclencheurs du SGBD choisi. Les déclencheurs spatiaux sont fondés sur les fonctionnalités prédéfinies dans Oracle, alors que les déclencheurs temporels sont basés sur les opérateurs et méthodes appliquées sur les types temporels.<p><p>Enfin, la traduction de requêtes est une deuxième clef de cette recherche. Le but de la traduction de requêtes, exprimées en algèbre, étant de reconstituer l'information au sens MADS à partir de la base de données stockées dans le SGDB cible. Elle permet de traduire les expressions algébriques MADS, qui sont définies sur le schéma conceptuel et non sur le schéma physique, en requêtes opérationnelles qui peuvent être exécutées sur une base de données spatiale et temporelle sous un SGBD ou un SIG.<p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

<p align="justify">Computer Science is currently facing a grand challenge :finding good design practices for embedded systems. Embedded systems are essentially computers interacting with some physical process. You could find one in a braking systems or in a nuclear power plant for example. They present several design difficulties :first they are reactive systems, interacting indefinitely with their environment. Second,they must satisfy real-time constraints specifying when they should respond, and not only how. Finally, their environment is often deeply continuous, presenting complex dynamics. The formal models of choice for specifying such systems are timed and hybrid automata for which model checking is pretty well studied.</p> <p><p align="justify">In a first part of this thesis, we study a complete design approach, including verification and code generation, for timed automata. We have to define a new semantics for timed automata, the AASAP semantics, that preserves the decidability properties for model checking and at the same time is implementable. Our notion of implementability is completely novel, and relies on the simulation of a semantics that is obviously implementable on a real platform. We wrote tools for the analysis and code generation and exemplify them on a case study about the well known Philips Audio Control Protocol.</p> <p><p align="justify">In a second part of this thesis, we study the problem of controller synthesis for an environment specified as a hybrid automaton. We give a new solution for discrete controllers having only an imperfect information about the state of the system. In the process, we defined a new algorithm, based on the monotonicity of the controllable predecessors operator, for efficiently finding a controller and we show some promising applications on a classical problem :the universality test for finite automata. / Doctorat en sciences, Spécialisation Informatique / info:eu-repo/semantics/nonPublished