On the expressiveness of spatial constraint systems

par Michell Guzma?n

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Catuscia Palamidessi et de Frank Valencia.

Le président du jury était ?ric Goubault.

Le jury était composé de Catuscia Palamidessi, Frank Valencia, Julian GUTIERREZ Gutierrez.

Les rapporteurs étaient Jean-Louis Giavitto, Marco Comini.

  • Titre traduit

    Sur l'expressivit? des syst?mes de contraintes spatiales


  • Résumé

    Les comportement ?pist?miques, mobiles et spatiaux sont omnipr?sent dans les syst?mes distribu?s aujourd?hui. La nature intrins?que ?pist?mique de ces types de systems provient des interactions des ?lem?nts qui en font parties. La plupart des gens sont familiaris?s avec des syst?mes num?riques o? les utilisateurs peuvent partager ses croyances, opinions et m?me des mensonges intentionnels (des canulars). Aussi, les mod?les de ces syst?mes doivent tenir compte des interactions avec d?autres de m?me que leur nature distribu?s. Ces comportaments spatiaux et mobiles font part d?applications o? les donn?es se d?placent dans des spaces (peut-?tre imbriqu?s) qui sont d?finis par, par example, cercles d?amis, des groupes, ou des dossiers partag?s. Nous pensons donc qu?une solide compr?hension des notion d?espaces, de mobilit? spatial ainsi que le flux d?information ?pist?mique est cruciale dans la pluspart des mod?les de syst?mes distribu?s de nos jours.Les syst?mes de contrainte (sc) fournissent les domaines et les op?rations de base pour les fondements s?mantiques de la famille de mod?les d?claratifs formels de la th?orie de la concurrence connu sous le nom de programmation concurrent par contraintes (pcc). Les syst?mes des constraintes spatiales (scs) repr?sentent des structures alg?briques qui ?tendent sc pour raisonner sur les comportement spatiaux et ?pist?miques de base tel que croyance et l?extrusion. Les assertions spatiales et ?pist?miques peuvent ?tre vues comme des modalit?s sp?cifiques. D?autres modalit?s peuvent ?tre utilis?es pour les assertions concernant le temps, les connaissences et m?me pour l?analyse des groupes entre autres concepts utilis?s dans la sp?cification et la v?rification des syst?mes concurrents.Dans cette th?se nous ?tudions l?expressivit? des syst?mes de contraintes spatiales dans la perspective g?n?rale du comportement modal et ?pist?mique. Nous montrerons que les syst?mes de contraintes spatiales sont assez robustes pour capturer des modalit?s inverses et pour obtenir de nouveaux r?sultats pour les logiques modales. ?galement, nous montreron que nous pouvons utiliser les scs pour exprimer un comportement ?pist?mique fondamental comme connaissence. Finalement, nous donnerons une caract?risation alg?brique de la notion de l?information distribu?e au moyen de constructions sur scs.


  • Résumé

    Epistemic, mobile and spatial behaviour are common place in today?s distributed systems. The intrinsic epistemic nature of these systems arises from the interactions of the elements taking part of them. Most people are familiar with digital systems where users share their beliefs, opinions and even intentional lies (hoaxes). Models of those systems must take into account the interactions with others as well as the distributed quality these systems present. Spatial and mobile behaviour are exhibited by applications and data moving across (possibly nested) spaces defined by, for example, friend circles, groups, and shared folders. We therefore believe that a solid understanding of the notion of space and spatial mobility as well as the flow of epistemic information is relevant in many models of today?s distributed systems.Constraint systems (cs?s) provide the basic domains and opera- tions for the semantic foundations of the family of formal declarative models from concurrency theory known as concurrent constraint programming (ccp). Spatial constraint systems (scs?s) are algebraic structures that extend cs?s for reasoning about basic spatial and epistemic behaviour such as belief and extrusion. Both spatial and epistemic assertions can be viewed as specific modalities. Other modalities can be used for assertions about time, knowledge and even the analysis of groups among other concepts used in the specification and verification of concurrent systems.In this thesis we study the expressiveness of spatial constraint systems in the broader perspective of modal and epistemic behaviour. We shall show that spatial constraint systems are sufficiently robust to capture inverse modalities and to derive new results for modal logics. We shall show that we can use scs?s to express a fundamental epistemic behaviour such as knowledge. Finally we shall give an algebraic characterization of the notion of distributed information by means of constructors over scs?s.


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