pNets: an Expressive Model for Parameterised Networks of Processes (Extended Version)

Description

This article studies Parameterised Networks of Automata (pNets) from a theoretical perspective. We illustrate the expressiveness of pNets by showing how to express a wide range of classical constructs of (value-passing) process calculi, but also how we can easily express complex interaction patterns used in modern distributed systems. Our framework can model full systems, using (closed) hierarchies of pNets; we can also build (open) pNet systems expressing composition operators. Concerning more fundamental aspects, we define a strong bisimulation theory specifically for the pNet model, prove its properties, and illustrate it on some examples. One of the original aspects of the approach is to relate the compositional nature of pNets with the notion of bisimulation; this is exemplified by studying the properties of a flattening operator.

Abstract (French)

Cet article étudie les Réseaux Paramétrés d'Automates Synchronisés (pNets) d'un point de vue théorique. Nous illustrons l'expressivité du modèle pNets en montrant comment encoder un large éventail de constructions classiques des calculs de processus avec passage de données, mais aussi la façon dont nous pouvons facilement exprimer les schémas d'interaction complexes utilisés dans distribués systèmes modernes. Notre formalisme permet de modéliser des systèmes complets, utilisant une hiérarchie (fermée) de pNets; mais nous pouvons également construire des systèmes ouverts exprimant des opérateurs de composition. Concernant les aspects plus fondamentaux, nous définissons une théorie de bisimulation forte adaptée á notre modèle, prouvons ses propriétés, et nous l'illustrons sur certains exemples. Un des aspects originaux de la démarche est de relier la composition des pNets avec la notion de bisimulation; ceci est illustré par l'étude des propriétés d'un opérateur d'aplatissement.

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