Reproduction de : Thèse de doctorat : Informatique : Grenoble, INPG : 1990. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 247-252.

Th. doct.--Informatique--Nancy 1, 1996. / Bibliogr. p. 245-250. Index. Résumé en anglais et en français. 1996 d'après la déclaration de dépôt légal.

Thèse de doctorat : Informatique : Paris 12 : 2004. Thèse de doctorat : Informatique : Université d'État de Saint-Petersbourg. Faculté de mathématiques et de mécanique : 2004. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse de doctorat : Informatique : Paris Est : 2008. Thèse de doctorat : Informatique : Université de Saint-Pétersbourg : 2008. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre.

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Ce mémoire présente le résultat de mon travail de thèse sur la génération d'impliqués premiers en logique équationnelle fermée, i.e., la génération des conséquences les plus générales de formules logiques contenants des équations et des disequations entre termes sans variables. Ce mémoire est divisé en trois parties. Tout d'abord, deux calculs de génération d'impliqués sont définis. Leur complétude pour la déduction est prouvée, ce qui signifie qu'ils sont tous deux capables de générer l'ensemble des impliqués modulo redondance d'une formule équationnelle fermée. Dans une deuxième partie, une structure de données arborescente est proposée pour stocker les impliqués générés, accompagnée d'algorithmes pour déceler les redondances et couper les branches de l'arbre lorsque c'est nécessaire. Cette structure de données est adaptée aux différents types de clauses (avec et sans symboles de fonctions, avec et sans contraintes) ainsi qu'aux différentes notions de redondance utilisées dans les calculs. En effet, chaque calcul utilise un critère de redondance légèrement différent des autres. Les preuves de correction et de terminaison des algorithmes sont fournies pour chaque algorithme. Enfin, une évaluation expérimentale des différentes méthodes de génération d'impliqués premiers est réalisée. Pour cela, un prototype de ces méthodes, écrit en Ocaml est comparé à des outils de génération d'impliqués premiers récents.Les résultats de ces expériences sont utilisés pour identifier les variantes les plus efficaces des algorithmes proposés. Les résultats sont prometteurs et dans la plupart des cas, meilleurs que ceux de l'état de l'art. / The work presented in this memoir deals with the generation of prime implicates in ground equational logic, i.e., of the most general consequences of formulae containing equations and disequations between ground terms.It is divided in three parts. First, two calculi that generate implicates are defined. Their deductive-completeness is proved, meaning they can both generate all the implicates up to redundancy of equational formulae.Second, a tree data structure to store the generated implicates is proposed along with algorithms to detect redundancies and prune the branches of the tree accordingly. This data structure is adapted to the different kinds of clauses (with and without function symbols, with and without constraints) and to the various formal definitions of redundancy used in the calculi since each calculus uses different -- although similar -- redundancy criteria. Termination and correction proofs are provided with each algorithm. Finally, an experimental evaluation of the different prime implicate generation methods based on research prototypes written in Ocaml is conducted including a comparison with state-of-the-art prime implicate generation tools. This experimental study is used to identify the most efficient variants of the proposed algorithms. These show promising results overstepping the state of the art.

Dans cette thèse, nous avons tout d'abord fait une étude de l'état de l'art dans les différents domaines des procédés (métier, logiciel, militaire, médical, etc) afin d'identifier et de catégoriser les principales propriétés à garantir. À partir de cette étude, nous avons défini une bibliothèque de propriétés générique et paramétrable pour tout modèle de procédé. Ensuite, nous avons défini un framework pour la vérification de procédés appelé Alloy4PV. Il utilise un sous-ensemble des diagrammes d'activités UML 2 comme langage de modélisation. Afin d'effectuer la vérification de procédés, nous avons (1) défini un modèle formel des diagrammes d'activités basé sur la sémantique fUML (le standard de l'OMG donnant une sémantique à un sous-ensemble de UML) en utilisant la logique de premier ordre, (2) implémenté cette formalisation en utilisant le langage Alloy afin d'effectuer du model-checking borné, et (3) automatisé, dans un outil graphique intégré à Eclipse, la possibilité d'exprimer et de vérifier des propriétés sur toutes les perspectives du procédé. / In this thesis, we realized a study of the start-of-the-art on different process domains (business, software, military, medical, etc.). The aim was to identify and categorize critical properties that can be verified on any process model. This study resulted in a library of generic and configurable properties. As a second step, we have defined a framework for process verification called Alloy4PV. This framework uses a subset of UML 2 Activity Diagram as a process modeling language. For process verification, (1) we defined a formal model of UML 2 Activity Diagram based on the fUML semantics, the OMG standard that gives a semantic to a subset of UML 2. This was achieved using first-order logic, (2) we implemented this formalization using the Alloy language in order to perform bounded model-checking, and (3) we automatized in a graphical tool integrated to Eclipse, the possibility to express and verify properties on all the perspectives of a process model. This contribution resulted in a tool which is under evaluation by our MerGE project’s partners and to five publications in conferences proceedings.

Le présent mémoire propose une investigation approfondie de l’analyseur Alloy afin de juger son adaptabilité en tant que vérificateur de modèles. Dans un premier temps, l’étude dresse un tableau comparatif de six vérificateurs de modèles, incluant Alloy, afin de déterminer lequel d’entre eux est le plus apte à résoudre les problématiques de sécurité fonctionnelle posées par les systèmes d’information. En conclusion de cette première phase, Alloy émerge comme l’un des analyseurs les plus performants pour vérifier les modèles sur lesquels se fondent les systèmes d’information. Dans un second temps, et sur la base des problématiques rencontrées au cours de cette première phase, l’étude rapporte une série d’idiomes pour, d’une part, présenter une manière optimisée de spécifier des traces et, d’autre part, trouver des recours afin de contourner les limitations imposées par Alloy. À ces fins, le mémoire propose deux nouveaux cas d’espèce, ceux d’une cuisinière intelligente et d’une boîte noire, afin de déterminer si oui ou non l’analyseur est capable de gérer les systèmes dynamiques possédant de nombreuses entités avec autant d’efficacité que les systèmes qui en possèdent moins. En conclusion, le mémoire rapporte que Alloy est un bon outil pour vérifier des systèmes dynamiques mais que sa version récente, DynAlloy, peut être encore mieux adapté pour le faire puisque précisément conçu pour faire face aux spécificités de ce type de système. Le mémoire s’achève sur une présentation sommaire de ce dernier outil.

Les logiques hybrides accroissent les logiques modales avec des éléments pour décrire et raisonner à propos de l'identité, ce qui est crucial dans certaines situations. Les logiques modales que l'on connaît comme ``hybrides'' aujourd'hui remontent au travaux de Prior dans les années 1960, mais leur étude systématique n'a commencé qu'au bout des années 1990. Elles sont intéressantes en grande partie car elles comblent un manque en matière d'expressivité dans les logiques modales. D'ailleurs, elles sont connues parfois comme des ``logiques modales avec égalité''. L'un des thèmes centraux de cette thèse est le problème de la satisfiabilité pour celle qui est probablement la mieux connue des logiques hybrides: le système H(@,dwn), et pour certaines de ses sous-logiques. La satisfiabilité est le problème fondamental en raisonnement automatique. Dans le cas des logiques hybrides, elle a été étudiée essentiellement par la méthode des tableaux. Dans cette thèse, nous essayons de compléter le panorama en explorant la satisfiabilité des logiques hybrides par d'autres méthodes: la résolution du premier ordre et des variantes de calcul de résolution qui manipulent directement des formules hybrides. Nous présentons un certain nombre de traductions en temps linéaire de H(@,dwn) à la logique de premier ordre qui préservent la satisfiabilité. Elles sont conçues de façon telle qu'elles réduisent l'espace de recherche. Ensuite nous dirigeons notre attention vers les calculs qui manipulent directement des formules hybrides. En particulier, nous considérons le calcul de résolution directe. Inspirés par la résolution du premier ordre, nous transformons ce calcul en un calcul de résolution ordonnée avec des fonctions de sélection, et nous prouvons qu'il a la propriété de réduction des contre-exemples. Nous concluons ainsi qu'il est réfutationnellement complet et qu'il est compatible avec le fameux critère standard de redondance. Nous montrons également qu'une version raffinée de ce calcul constitue un procédure de décision pour H(@), un fragment décidable de H(@,dwn). Dans la dernière partie de cette thèse, nous explorons certaines formes normales des logiques hybrides et d'autres logiques modales étendues. Nous nous intéressons aux formes normales où certaines modalités ne sont jamais présentes dans la portée d'autres opérateurs modaux. Nous montrons qu'il est possible de profiter de ce type de transformations sous la forme d'un prétraitement, dans le but de réduire le nombre d'inférences nécessaires pour un prouveur modal. En nous efforçant de formuler ces résultats en tenant compte d'autres logiques modales étendues, nous arrivons à une formulation de la sémantique modale par un nouveau type de modèles définis de façon coinductif. Plusieurs logiques modales étendues (dont les logiques hybrides) peuvent être définies par des classes de modèles coinductifs. Ainsi, des résultats qui étaient habituellement prouvés séparément pour chaque langage (mais dont la preuve n'était souvent que de routine) peuvent être démontrés d'une façon générale. / Hybrid logics augment classical modal logics with machinery for describing and reasoning about identity, which is crucial in many settings. Although modal logics we would today call ``hybrid'' can be traced back to the work of Prior in the 1960's, their systematic study only began in the late 1990's. Part of their interest comes from the fact they fill an important expressivity gap in modal logics. In fact, they are sometimes referred to as ``modal logics with equality''. One of the unifying themes of this thesis is the satisfiability problem for the arguably best-known hybrid logic, H(@,dwn), and some of its sublogics. Satisfiability is the basic problem in automated reasoning. In the case of hybrid logics it has been studied fundamentally using the tableaux method. In this thesis we attempt to complete the picture by investigating satisfiability for hybrid logics using first-order resolution (via translations) and variations of a resolution calculus that operates directly on hybrid formulas. We present firstly several satisfiability-preserving, linear-time translations from H(@,dwn) to first-order logic. These are conceived in a way such that they tend to reduce the search space of a resolution-based theorem prover for first-order logic. We then move our attention to resolution-based calculi that work directly on hybrid formulas. In particular, we will consider the so-called direct resolution calculus. Inspired by first-order logic resolution, we turn this calculus into a calculus of ordered resolution with selection functions and prove that it possesses the reduction property for counterexamples from which it follows its completeness and that it is compatible with the well-known standard redundancy criterion. We also show that certain refinement of this calculus constitutes a decision procedure for H(@), a decidable fragment of H(@,dwn). In the last part of this thesis we investigate certain normal forms for hybrid logics and other extended modal logics. We are interested in normal forms where certain modalities can be guaranteed not to occur under the scope of other modal operators. We will see that these kind of transformations can be exploited in a pre-processing step in order to reduce the number of inferences required by a modal prover. In an attempt to formulate these results in a way that encompasses also other extended modal logics, we arrived at a formulation of modal semantics in terms of a novel type of models that are coinductively defined. Many extended modal logics (such as hybrid logics) can be defined in terms of classes of coinductive models. This way, results that had to be proved separately for each different language (but whose proofs were known to be mere routine) now can be proved in a general way.

Deux groupes sont dits élémentairement équivalents s'ils satisfont les mêmes énoncés du premier ordre dans le langage des groupes. Aux environs de l'année 1945, Tarski posa la question suivante, connue désormais comme le problème de Tarski : les groupes libres non abéliens sont-ils élémentairement équivalents ? Une réponse positive à cette fameuse question fut apportée plus d'un demi-siècle plus tard par Sela, et en parallèle par Kharlampovich et Myasnikov, comme le point d'orgue de deux volumineuses séries de travaux. Dans la foulée, Sela généralisa aux groupes hyperboliques sans torsion, dont les groupes libres sont des représentants emblématiques, les méthodes de nature géométrique qu'il avait précédemment introduites à l'occasion de son travail sur le problème de Tarski. Les résultats rassemblés ici s'inscrivent dans cette lignée, en s'en démarquant toutefois dans la mesure où ils traitent des théories du premier ordre des groupes hyperboliques en présence de torsion. Dans un premier chapitre, on démontre, entre autres, que tout groupe de type fini qui est élémentairement équivalent à un groupe hyperbolique est lui-même hyperbolique. On démontre ensuite que les groupes virtuellement libres sont presque homogènes, ce qui signifie que deux éléments qui sont indiscernables du point de vue de la logique du premier ordre sont dans la même orbite sous l'action du groupes des automorphismes du groupe ambiant, à une indétermination finie près. Enfin, on donne une classification complète des groupes virtuellement libres de type fini du point de l'équivalence élémentaire à deux quantificateurs. / Two groups are said to be elementarily equivalent if they satisfy the same first-order sentences in the language of groups, that is the same mathematical statements whose variables are only interpreted as elements of a group. Around 1945, Tarski asked the following question : are non-abelian free groups elementarily equivalent? An affirmative answer to this famous Tarski's problem was given in 2006 by Sela and independently by Kharlampovich and Myasnikov, as the culmination of two voluminous series of papers. Then, Sela gave a classification of all finitely generated groups that are elementarily equivalent to a given torsion-free hyperbolic group. The results contained in the present thesis fall into this context and deal with first-order theories of hyperbolic groups with torsion. In the first chapter, we prove that any finitely generated group that is elementarily equivalent to a hyperbolic group is itself a hyperbolic group. Then, we prove that virtually free groups are almost homogeneous, meaning that elements are almost determined up to automorphism by their type, i.e. the first-order formulas they satisfy. In the last chapter, we give a complete classification of finitely generated virtually free groups up to elementary equivalence with two quantifiers.