Komponenta výukového serveru MAV - Kalkulus komunikujících systémů

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací webové aplikace určené k podpoře výuky formální verifikace systémů, konkrétně pak problematiky kalkulu komunikujících systémů, strukturální operační sémantiky a ohodnocených přechodových systémů. Cílem této práce je vytvořit interaktivní nástroj, který studium této problematiky usnadní prostřednictvím vizuální zpětné vazby. Výsledná aplikace je vyvinuta jako jednostránková webová aplikace za využití knihovny React.js. Aplikace umožňuje uživatelům zadávat CCS výrazy, nad kterými v reálném čase probíhá syntaktická analýza a generování příslušného syntaktického stromu. Klíčovou funkcionalitou, kterou se aplikace odlišuje od existujících alternativ, je možnost interaktivního konstruování důkazu přechodů na základě pravidel SOS. Aplikace dále poskytuje automatizované generování a vizualizaci stavových prostorů ve formě LTS grafů, a to včetně simulace běhu vzájemně komunikujících procesů. Součástí řešení je i sada předdefinovaných ukázkových příkladů, díky nimž je možné aplikaci ihned využít pro výuku.

Main focus of this master's thesis is the design and implementation of a web application intended to support the teaching of formal system verification, specifically focusing on the Calculus of Communicating Systems, Structural Operational Semantics, and Labelled Transition Systems. The aim of this work is to create an interactive tool that facilitates the learning of these concepts through immediate visual feedback. The resulting software is developed as a Single Page Application using the React.js library. The application allows users to input CCS expressions, which are subjected to real-time syntax analysis and the generation of a corresponding syntax tree. A key feature that distinguishes this application from existing alternatives is the ability to interactively construct transition proofs based on SOS rules. Furthermore, the application provides automated generation and visualization of state spaces in the form of LTS graphs, including the simulation of mutually communicating processes. The solution also includes a set of predefined examples, allowing the~application to be immediately integrated into the educational process.