Paulo Borba e Augusto Sampaio Centro de Informática Universidade Federal de Pernambuco

Operadores Básicos Paulo Borba e Augusto Sampaio Centro de Informática Universidade Federal de Pernambuco

Processos • CSP é uma linguagem para definição e especificação de processos • Processos correspondem a sistemas, componentes de um sistema distribuído • Processos comunicam-se com outros

Comunicação • Realizada através de eventos de comunicação: • a chamada de um método atômico • o início ou fim da chamada de um método não atômico • a notificação de um evento da GUI ou de algum periférico • Eventos são atômicos, instantâneos

Comunicação • A comunicação só ocorre através da sincronização entredois ou mais processos: • o mesmo evento ocorre em dois processos ao mesmo tempo • O alfabeto de um processo é o conjunto de todos os seus eventos: • tem que ser escolhido com cuidado

STOP • O processo que não faz nada: • nunca se comunica com outros processos • não oferece nenhum evento de comunicação • Representa um sistema (processo) • em deadlock, ou • sem funcionar

Prefixo • Operador para construir processos: a -> P dado um evento a e um processo P • Oferece o evento a e espera, indefinidamente, até que haja uma comunicação • Depois da comunicação, comporta-se como P • Formas inválidas: a -> b, P -> Q

Definindo Processos • Declarando os eventos ou canais de comunicação: channel up, down • Definindo (nomeando) um processo cujo alfabeto é determinado pelos eventos acima: P0 = up -> down -> up -> down -> STOP

Definições Recursivas P1 = up -> down -> P1 P2 = up -> down -> up -> down -> P2 • Através de equações recursivas (guardadas) • Utilizadas para processos que • tem um comportamento repetitivo • normalmente não terminam • Objetos em Java, por exemplo

ProcessoversusDefinição do Processo • Definições (equações) diferentes, processos iguais • Operador de recursão: X.F(X) representa “o processo” definido por P = F(P) para uma expressão F (guardada) • P = F(P) equivale a P = X.F(X)

Definições Mutuamente Recursivas Pu = up -> Pd Pd = down -> Pu • ProcessoversusSistema: • dois processos, um único sistema • um processo não “chama” um outro processo, mas “comporta-se como” um outro processo

Alternativa Guardada • Operador para construir processos: (a1 -> P1 | ... | an -> Pn) dado eventos diferentes a1,..., an, e processos P1, ..., Pn • Processos que oferecem • alternativas de comportamento • escolha de eventos • Forma inválida: (P | Q | R)

Alternativa Guardada • É uma abreviação para o operador de escolha externa: (a -> P | b -> Q | c -> R) corresponde a (a -> P [] b -> Q) [] c -> R • Exemplo: channel a,b B0 = a -> B0 [] b -> B1 B1 = a -> B0 [] b -> STOP

Máquinas de Estados e CSP • Todo processo em CSP corresponde a uma “máquina de estados” • Com STOP, prefixo, recursão, e alternativa guardada expressamos todas as máquinas de estados finitas e determinísticas • Ferramentas de model checking, como FDR, verificam processos com um número finito de estados

Definições Parametrizadas • Corresponde a uma família, possivelmente infinita, de definições: COUNT(n)= if n==0 then (up -> COUNT(1)) else (up -> COUNT(n+1) [] down -> COUNT(n-1))

Definições Parametrizadas • O número de estados pode ser limitado: LCOUNT(L,n) = (n<L & up -> LCOUNT(L,n+1)) [](n>0 & down -> LCOUNT(L,n-1)) onde (cond & P) corresponde a if cond then P else STOP

Escolha Prefixada • Operador para construir processos: ?x:A -> P(x) dado uma variável x, um conjunto de eventos A, e um processo P(x) • Generalização da alternativa guardada (A pode ser infinito) • STOP equivale a ?x:{} -> P(x)

Escolha Prefixada • É uma abreviação para o operador indexado de escolha externa: ?x:A -> P(x) corresponde a []x:A @ x -> P(x) • Exemplo: Sigma = {a,b,up,down} REPEAT = [] x:Sigma @ x -> x -> REPEAT

Eventos Compostos • Canais tipados, com comunicação de dados através dos mesmos channel init:Int NUM = {0..100} INIT = init?x:NUM -> LCOUNT(100,x) • Família de eventos: c:T = {c.t | t  T}

Eventos Compostos DATA = {0,1} channel left, right:DATA COPY = left?x -> right!x -> COPY Binf(s) = if s==<> then left?x -> Binf(<x>) else (left?x -> Binf(s^<x>) []right!head(s) -> Binf(tail(s)))

Exemplo ATM1 = incard?c -> pin.fpin(c) -> req?n -> dispense!n -> outcard.c -> channel incard, outcard:CARD channel pin:PINs channel req, dispense:WA

Exemplo CARD = {0..9} datatype pinnumbers = PIN.Int fpin(c) = PIN.c PINs = {fpin(c) | c <- CARD} WA = {10,20,30,40,50}

Exercícios • Do livro texto • Essenciais: 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 • Opcionais: 1.1.5, 1.1.4

Paulo Borba e Augusto Sampaio Centro de Informática Universidade Federal de Pernambuco