Eine aufbereitete Darstellung der Quelle

 
     
 
 
Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 

Benutzer

Quelle  Sim_Pres.thy   Sprache: Isabelle

 

(* 
   Title: Psi-calculi   
   Author/Maintainer: Jesper Bengtson (jebe@itu.dk), 2012
*)

theory Sim_Pres
  imports Simulation
begin

context env begin

lemma inputPres:
  fixes Ψ    :: 'b
  and   P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   M    :: 'a
  and   xvec :: "name list"
  and   N    :: 'a

  assumes PRelQ: "∧Tvec. length xvec = length Tvec ==> (Ψ, P[xvec::=Tvec], Q[xvec::=Tvec]) ∈ Rel"

  shows "Ψ ⊳ M(λ*xvec N).P ↝[Rel] M(λ*xvec N).Q"
proof(auto simp add: simulation_def residual.inject psi.inject)
  fix α Q'
  assume "Ψ ⊳ M(λ*xvec N).Q ⟼α ≺ Q'"
  thus "∃P'. Ψ ⊳ M(λ*xvec N).P ⟼α ≺ P' ∧ (Ψ, P', Q') ∈ Rel"
    by(induct rule: inputCases) (auto intro: Input PRelQ)
qed

lemma outputPres:
  fixes Ψ    :: 'b
  and   P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   M    :: 'a
  and   N    :: 'a

  assumes PRelQ: "(Ψ, P, Q) ∈ Rel"

  shows "Ψ ⊳ M⟨N⟩.P ↝[Rel] M⟨N⟩.Q"
proof(auto simp add: simulation_def residual.inject psi.inject)
  fix α Q'
  assume "Ψ ⊳ M⟨N⟩.Q ⟼α ≺ Q'"
  thus "∃P'. Ψ ⊳ M⟨N⟩.P ⟼α ≺ P' ∧ (Ψ, P', Q') ∈ Rel"
    by(induct rule: outputCases) (auto intro: Output PRelQ)
qed

lemma casePres:
  fixes Ψ    :: 'b
  and   CsP  :: "('c × ('a, 'b, 'c) psi) list"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   CsQ  :: "('c × ('a, 'b, 'c) psi) list"
  and   M    :: 'a
  and   N    :: 'a

  assumes PRelQ: "∧φ Q. (φ, Q) mem CsQ ==> ∃P. (φ, P) mem CsP ∧ guarded P ∧ (Ψ, P, Q) ∈ Rel"
  and     Sim: "∧Ψ' R S. (Ψ', R, S) ∈ Rel ==> Ψ' ⊳ R ↝[Rel] S"
  and          "Rel ⊆ Rel'"

  shows "Ψ ⊳ Cases CsP ↝[Rel'] Cases CsQ"
proof(auto simp add: simulation_def residual.inject psi.inject)
  fix α Q'
  assume "Ψ ⊳ Cases CsQ ⟼α ≺ Q'" and "bn α ♯* CsP" and "bn α ♯* Ψ"
  thus "∃P'. Ψ ⊳ Cases CsP ⟼α ≺ P' ∧ (Ψ, P', Q') ∈ Rel'"
  proof(induct rule: caseCases)
    case(cCase φ Q)
    from ‹(φ, Q) mem CsQ› obtain P where "(φ, P) mem CsP" and "guarded P" and "(Ψ, P, Q) ∈ Rel"
      by(metis PRelQ)
    from ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› have "Ψ ⊳ P ↝[Rel] Q" by(rule Sim)
    moreover from ‹bn α ♯* CsP› ‹(φ, P) mem CsP› have "bn α ♯* P" by(auto dest: memFreshChain)
    moreover note ‹Ψ ⊳ Q ⟼α ≺ Q'› ‹bn α ♯* Ψ›
    ultimately obtain P' where PTrans: "Ψ ⊳ P ⟼α ≺ P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', Q') ∈ Rel"
      by(blast dest: simE)
    from PTrans ‹(φ, P) mem CsP› ‹Ψ ⊨ φ› ‹guarded P› have "Ψ ⊳ Cases CsP ⟼α ≺ P'"
      by(rule Case)
    moreover from P'RelQ' ‹Rel ⊆ Rel'› have "(Ψ, P', Q') ∈ Rel'" by blast
    ultimately show ?case by blast
  qed
qed

lemma resPres:
  fixes Ψ    :: 'b
  and   P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   x    :: name
  and   Rel' :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"

  assumes PSimQ: "Ψ ⊳ P ↝[Rel] Q"
  and     "eqvt Rel'"
  and     "x ♯ Ψ"
  and     "Rel ⊆ Rel'"
  and     C1:    "∧Ψ' R S y. [(Ψ', R, S) ∈ Rel; y ♯ Ψ'] ==> (Ψ', (νy)R, (νy)S) ∈ Rel'"

  shows   "Ψ ⊳ (νx)P ↝[Rel'] (νx)Q"
proof -
  note ‹eqvt Rel'› ‹x ♯ Ψ›
  moreover have "x ♯ (νx)P" and "x ♯ (νx)Q" by(simp add: abs_fresh)+
  ultimately show ?thesis
  proof(induct rule: simIFresh[where C="()"])
    case(cSim α Q') 
    from ‹bn α ♯* (νx)P› ‹bn α ♯* (νx)Q› ‹x ♯ α› have "bn α ♯* P" and "bn α ♯* Q" by simp+
    from ‹Ψ ⊳ (νx)Q ⟼α ≺ Q'› ‹x ♯ Ψ› ‹x ♯ α› ‹x ♯ Q'›  ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* Q› ‹bn α ♯* subject α›
         ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* P› ‹x ♯ α›
    show ?case
    proof(induct rule: resCases)
      case(cOpen M xvec1 xvec2 y N Q')
      from ‹bn (M(ν*(xvec1@y#xvec2))⟨N⟩) ♯* Ψ› have "xvec1 ♯* Ψ" and "y ♯ Ψ" and "xvec2 ♯* Ψ" by simp+
      from ‹bn (M(ν*(xvec1@y#xvec2))⟨N⟩) ♯* P› have "xvec1 ♯* P" and "y ♯ P" and "xvec2 ♯* P" by simp+
      from ‹x ♯ (M(ν*(xvec1@y#xvec2))⟨N⟩)› have "x ♯ xvec1" and "x ≠ y" and "x ♯ xvec2" and "x ♯ M" by simp+
      from PSimQ ‹Ψ ⊳ Q ⟼M(ν*(xvec1@xvec2))⟨([(x, y)] ∙ N)⟩ ≺ ([(x, y)] ∙ Q')›
           ‹xvec1 ♯* Ψ› ‹xvec2 ♯* Ψ› ‹xvec1 ♯* P› ‹xvec2 ♯* P›
      obtain P' where PTrans: "Ψ ⊳ P ⟼M(ν*(xvec1@xvec2))⟨([(x, y)] ∙ N)⟩ ≺ P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', ([(x, y)] ∙ Q')) ∈ Rel"
        by(force dest: simE)
      from ‹y ∈ supp N› ‹x ≠ y› have "x ∈ supp([(x, y)] ∙ N)" 
        by(drule_tac pt_set_bij2[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, where pi="[(x, y)]"]) (simp add: eqvts calc_atm)
      with PTrans ‹x ♯ Ψ› ‹x ♯ M› ‹x ♯ xvec1› ‹x ♯ xvec2›
      have "Ψ ⊳ (νx)P ⟼M(ν*(xvec1@x#xvec2))⟨([(x, y)] ∙ N)⟩ ≺ P'"
        by(rule_tac Open)
      hence "([(x, y)] ∙ Ψ) ⊳ ([(x, y)] ∙ (νx)P) ⟼([(x, y)] ∙ (M(ν*(xvec1@x#xvec2))⟨([(x, y)] ∙ N)⟩ ≺ P'))"
        by(rule eqvts)
      with ‹x ♯ Ψ› ‹y ♯ Ψ› ‹y ♯ P› ‹x ♯ M› ‹y ♯ M› ‹x ♯ xvec1› ‹y ♯ xvec1› ‹x ♯ xvec2› ‹y ♯ xvec2› ‹x ≠ y›
      have "Ψ ⊳ (νx)P ⟼M(ν*(xvec1@y#xvec2))⟨N⟩ ≺ ([(x, y)] ∙ P')" by(simp add: eqvts calc_atm alphaRes)
      moreover from P'RelQ' ‹Rel ⊆ Rel'› ‹eqvt Rel'› have "([(y, x)] ∙ Ψ, [(y, x)] ∙ P', [(y, x)] ∙ [(x, y)] ∙ Q') ∈ Rel'"
        by(force simp add: eqvt_def)
      with ‹x ♯ Ψ› ‹y ♯ Ψ› have "(Ψ, [(x, y)] ∙ P', Q') ∈ Rel'" by(simp add: name_swap)
      ultimately show ?case by blast
    next
      case(cRes Q')
      from PSimQ ‹Ψ ⊳ Q ⟼α ≺ Q'› ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* P›
      obtain P' where PTrans: "Ψ ⊳ P ⟼α ≺ P'" and P'RelQ': "(Ψ, P', Q') ∈ Rel"
        by(blast dest: simE)
      from PTrans ‹x ♯ Ψ› ‹x ♯ α› have "Ψ ⊳ (νx)P ⟼α ≺ (νx)P'"
        by(rule Scope)
      moreover from P'RelQ' ‹x ♯ Ψ› have "(Ψ, (νx)P', (νx)Q') ∈ Rel'" by(rule C1)
      ultimately show ?case by blast
    qed
  qed
qed

lemma resChainPres:
  fixes Ψ    :: 'b
  and   P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   xvec :: "name list"

  assumes PSimQ: "Ψ ⊳ P ↝[Rel] Q"
  and     "eqvt Rel"
  and     "xvec ♯* Ψ"
  and     C1:    "∧Ψ' R S y. [(Ψ', R, S) ∈ Rel; y ♯ Ψ'] ==> (Ψ', (νy)R, (νy)S) ∈ Rel"

  shows   "Ψ ⊳ (ν*xvec)P ↝[Rel] (ν*xvec)Q"
using ‹xvec ♯* Ψ›
proof(induct xvec)
  case Nil
  from PSimQ show ?case by simp
next
  case(Cons x xvec)
  from ‹(x#xvec) ♯* Ψ› have "x ♯ Ψ" and "xvec ♯* Ψ" by simp+
  from ‹xvec ♯* Ψ› have "Ψ ⊳ (ν*xvec)P ↝[Rel] (ν*xvec)Q" by(rule Cons)
  moreover note ‹eqvt Rel› ‹x ♯ Ψ›
  moreover have "Rel ⊆ Rel" by simp
  ultimately have "Ψ ⊳ (νx)((ν*xvec)P) ↝[Rel] (νx)((ν*xvec)Q)" using C1
    by(rule resPres)
  thus ?case by simp
qed

lemma parPres:
  fixes Ψ    :: 'b
  and   P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   R    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel' :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  
  assumes PRelQ: "∧AR ΨR. [extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩; AR ♯* Ψ; AR ♯* P; AR ♯* Q] ==> (Ψ ⊗ ΨR, P, Q) ∈ Rel" 
  and     Eqvt: "eqvt Rel"
  and     Eqvt': "eqvt Rel'"

  and     StatImp: "∧Ψ' S T. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> insertAssertion (extractFrame T) Ψ' ↪F insertAssertion (extractFrame S) Ψ'"
  and     Sim:     "∧Ψ' S T. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> Ψ' ⊳ S ↝[Rel] T"
  and     Ext: "∧Ψ' S T Ψ''. [(Ψ', S, T) ∈ Rel] ==> (Ψ' ⊗ Ψ'', S, T) ∈ Rel"


  and     C1: "∧Ψ' S T AU ΨU U. [(Ψ' ⊗ ΨU, S, T) ∈ Rel; extractFrame U = ⟨AU, ΨU⟩; AU ♯* Ψ'; AU ♯* S; AU ♯* T] ==> (Ψ', S ∥ U, T ∥ U) ∈ Rel'"
  and     C2: "∧Ψ' S T xvec. [(Ψ', S, T) ∈ Rel'; xvec ♯* Ψ'] ==> (Ψ', (ν*xvec)S, (ν*xvec)T) ∈ Rel'"
  and     C3: "∧Ψ' S T Ψ''. [(Ψ', S, T) ∈ Rel; Ψ' ≃ Ψ''] ==> (Ψ'', S, T) ∈ Rel"

  shows "Ψ ⊳ P ∥ R ↝[Rel'] Q ∥ R"
using Eqvt'
proof(induct rule: simI[of _ _ _ _ "()"])
  case(cSim α QR)
  from ‹bn α ♯* (P ∥ R)› ‹bn α ♯* (Q ∥ R)›
  have "bn α ♯* P" and "bn α ♯* Q" and "bn α ♯* R"
    by simp+
  from ‹Ψ ⊳ Q ∥ R ⟼α ≺ QR› ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* Q› ‹bn α ♯* R› ‹bn α ♯* subject α›
  show ?case
  proof(induct rule: parCases[where C = "(P, R)"])
    case(cPar1 Q' AR ΨR)
    from ‹AR ♯* (P, R)› have "AR ♯* P" by simp
    have FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" by fact
    from ‹AR ♯* α› ‹bn α ♯* R› FrR
    have "bn α ♯* ΨR" by(drule_tac extractFrameFreshChain) auto
    from FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q› have "Ψ ⊗ ΨR ⊳ P ↝[Rel] Q"
      by(blast intro: Sim PRelQ)
    moreover have QTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ Q ⟼α ≺ Q'" by fact
    ultimately obtain P' where PTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ P ⟼α ≺ P'"
                           and P'RelQ': "(Ψ ⊗ ΨR, P', Q') ∈ Rel"
    using ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* ΨR› ‹bn α ♯* P›
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q› ‹AR ♯* α› ‹bn α ♯* subject α› ‹distinct(bn α)› have "AR ♯* P'" and "AR ♯* Q'"
      by(blast dest: freeFreshChainDerivative)+
    from PTrans ‹bn α ♯* R› FrR  ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* α› have "Ψ ⊳ P ∥ R ⟼α ≺ (P' ∥ R)" 
      by(rule_tac Par1) 
    moreover from P'RelQ' FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P'› ‹AR ♯* Q'› have "(Ψ, P' ∥ R, Q' ∥ R) ∈ Rel'" by(rule C1)
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cPar2 R' AQ ΨQ)
    from ‹AQ ♯* (P, R)› have "AQ ♯* P" and "AQ ♯* R" by simp+
    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = ⟨AP, ΨP⟩" and "AP ♯* (Ψ, AQ, ΨQ, α, R)"
      by(rule freshFrame)
    hence "AP ♯* Ψ" and "AP ♯* AQ" and "AP ♯* ΨQ" and "AP ♯* α" and "AP ♯* R"
      by simp+

    have FrQ: "extractFrame Q = ⟨AQ, ΨQ⟩" by fact
    from ‹AQ ♯* P› FrP ‹AP ♯* AQ› have "AQ ♯* ΨP"
      by(drule_tac extractFrameFreshChain) auto

    from FrP FrQ ‹bn α ♯* P› ‹bn α ♯* Q› ‹AP ♯* α› ‹AQ ♯* α›
    have "bn α ♯* ΨP" and "bn α ♯* ΨQ"
      by(force dest: extractFrameFreshChain)+


    obtain AR ΨR where FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" and "AR ♯* (Ψ, P, Q, AQ, AP, ΨQ, ΨP, α, R)" and "distinct AR"
      by(rule freshFrame)
    then have "AR ♯* Ψ" and "AR ♯* P" and "AR ♯* Q" and "AR ♯* AQ" and  "AR ♯* AP" and  "AR ♯* ΨQ" and  "AR ♯* ΨP" and "AR ♯* α" and "AR ♯* R"
      by simp+

    from ‹AQ ♯* R›  FrR ‹AR ♯* AQ› have "AQ ♯* ΨR"
      by(drule_tac extractFrameFreshChain) auto
    from ‹AP ♯* R› ‹AR ♯* AP› FrR  have "AP ♯* ΨR"
      by(drule_tac extractFrameFreshChain) auto

    have RTrans: "Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼α ≺ R'" by fact
    moreover have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨQ) ⊗ ΨR⟩ ↪F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨP) ⊗ ΨR⟩"
    proof -
      have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨQ) ⊗ ΨR⟩ ≃F ⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨQ⟩"
        by(metis frameIntAssociativity Commutativity FrameStatEqTrans frameIntCompositionSym FrameStatEqSym)
      moreover from FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q›
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ⊗ ΨR)) ↪F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ⊗ ΨR))"
        by(blast intro: PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ ‹AP ♯* Ψ› ‹AQ ♯* Ψ› ‹AP ♯* ΨR› ‹AQ ♯* ΨR›
      have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨQ⟩ ↪F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨP⟩" using freshCompChain by auto
      moreover have "⟨AP, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨP⟩ ≃F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨP) ⊗ ΨR⟩"
        by(metis frameIntAssociativity Commutativity FrameStatEqTrans frameIntCompositionSym frameIntAssociativity[THEN FrameStatEqSym])
      ultimately show ?thesis
        by(rule FrameStatEqImpCompose)
    qed

    ultimately have "Ψ ⊗ ΨP ⊳ R ⟼α ≺ R'"
      using ‹AP ♯* Ψ› ‹AP ♯* ΨQ› ‹AQ ♯* Ψ› ‹AQ ♯* ΨP› ‹AP ♯* R› ‹AQ ♯* R› ‹AP ♯* α› ‹AQ ♯* α›
            ‹AR ♯* AP› ‹AR ♯* AQ› ‹AR ♯* ΨP› ‹AR ♯* ΨQ› ‹AR ♯* Ψ› FrR ‹distinct AR›
      by(force intro: transferFrame)
    with ‹bn α ♯* P› ‹AP ♯* Ψ›  ‹AP ♯* R›  ‹AP ♯* α› FrP have "Ψ ⊳ P ∥ R ⟼α ≺ (P ∥ R')"
      by(force intro: Par2)
    moreover obtain AR' ΨR' where "extractFrame R' = ⟨AR', ΨR'⟩" and "AR' ♯* Ψ" and "AR' ♯* P" and "AR' ♯* Q"
      by(rule_tac freshFrame[where C="(Ψ, P, Q)"]) auto

    moreover from RTrans FrR ‹distinct AR› ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* α› ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* P› ‹bn α ♯* Q› ‹bn α ♯* R› ‹bn α ♯* subject α› ‹distinct(bn α)›
    obtain p Ψ' AR' ΨR' where S: "set p ⊆ set(bn α) × set(bn(p ∙ α))" and "(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'" and FrR': "extractFrame R' = ⟨AR', ΨR'⟩"
                           and "bn(p ∙ α) ♯* R" and "bn(p ∙ α) ♯* Ψ" and "bn(p ∙ α) ♯* P" and "bn(p ∙ α) ♯* Q" and "bn(p ∙ α) ♯* R"
                           and "AR' ♯* Ψ" and "AR' ♯* P" and "AR' ♯* Q"
      by(rule_tac C="(Ψ, P, Q, R)" and C'="(Ψ, P, Q, R)" in expandFrame) (assumption | simp)+

    from ‹AR ♯* Ψ› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ Ψ)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn(p ∙ α) ♯* Ψ› S have "(p ∙ AR) ♯* Ψ" by simp
    from ‹AR ♯* P› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ P)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with ‹bn α ♯* P› ‹bn(p ∙ α) ♯* P› S have "(p ∙ AR) ♯* P" by simp
    from ‹AR ♯* Q› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ Q)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
    with ‹bn α ♯* Q› ‹bn(p ∙ α) ♯* Q› S have "(p ∙ AR) ♯* Q" by simp

    from FrR have "(p ∙ extractFrame R) = p ∙ ⟨AR, ΨR⟩" by simp
    with ‹bn α ♯* R› ‹bn(p ∙ α) ♯* R› S have "extractFrame R = ⟨(p ∙ AR), (p ∙ ΨR)⟩"
      by(simp add: eqvts)

    with ‹(p ∙ AR) ♯* Ψ› ‹(p ∙ AR) ♯* P› ‹(p ∙ AR) ♯* Q› have "(Ψ ⊗ (p ∙ ΨR), P, Q) ∈ Rel" by(rule_tac PRelQ)

    hence "((Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ Ψ', P, Q) ∈ Rel" by(rule Ext)
    with ‹(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'› have "(Ψ ⊗ ΨR', P, Q) ∈ Rel" by(blast intro: C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' ‹AR' ♯* Ψ› ‹AR' ♯* P› ‹AR' ♯* Q› have "(Ψ, P ∥ R', Q ∥ R') ∈ Rel'" by(rule_tac C1) 
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cComm1 ΨR M N Q' AQ ΨQ K xvec R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = ⟨AQ, ΨQ⟩" by fact
    from ‹AQ ♯* (P, R)› have "AQ ♯* P" and "AQ ♯* R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" by fact
    from ‹AR ♯* (P, R)› have "AR ♯* P" and "AR ♯* R" by simp+

    from ‹xvec ♯* (P, R)› have "xvec ♯* P" and "xvec ♯* R" by simp+
  
    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = ⟨AP, ΨP⟩" and "AP ♯* (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, K, R, P, xvec)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    hence "AP ♯* Ψ" and "AP ♯* AQ" and "AP ♯* ΨQ" and "AP ♯* M" and "AP ♯* R"
      and "AP ♯* N" and "AP ♯* K" and "AP ♯* AR" and "AP ♯* P" and "AP ♯* xvec"
      by simp+

    have QTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ Q ⟼M(N) ≺ Q'" and RTrans: "Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼K(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ R'"
      and MeqK: "Ψ ⊗ ΨQ ⊗ ΨR ⊨ M ↔K" by fact+

    from FrP FrR ‹AQ ♯* P› ‹AP ♯* R› ‹AR ♯* P› ‹AP ♯* AQ› ‹AP ♯* AR› ‹AP ♯* xvec› ‹xvec ♯* P›
    have "AP ♯* ΨR" and "AQ ♯* ΨP" and  "AR ♯* ΨP" and "xvec ♯* ΨP"
      by(fastforce dest!: extractFrameFreshChain)+
  
  from RTrans FrR ‹distinct AR› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* xvec› ‹xvec ♯* R› ‹xvec ♯* Q› ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* ΨQ› ‹AR ♯* Q›
                  ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* ΨQ› ‹xvec ♯* K› ‹AR ♯* K› ‹AR ♯* N› ‹AR ♯* R› ‹xvec ♯* R› ‹AR ♯* P› ‹xvec ♯* P› ‹AP ♯* AR› ‹AP ♯* xvec›
                  ‹AQ ♯* AR› ‹AQ ♯* xvec› ‹AR ♯* ΨP› ‹xvec ♯* ΨP› ‹distinct xvec› ‹xvec ♯* M›
  obtain p Ψ' AR' ΨR' where S: "set p ⊆ set xvec × set(p ∙ xvec)" and FrR': "extractFrame R' = ⟨AR', ΨR'⟩"
                         and "(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'" and "AR' ♯* Q" and "AR' ♯* Ψ" and "(p ∙ xvec) ♯* Ψ"
                         and "(p ∙ xvec) ♯* Q" and "(p ∙ xvec) ♯* ΨQ" and "(p ∙ xvec) ♯* K" and "(p ∙ xvec) ♯* R"
                         and "(p ∙ xvec) ♯* P" and "(p ∙ xvec) ♯* AP" and "(p ∙ xvec) ♯* AQ" and "(p ∙ xvec) ♯* ΨP"
                         and "AR' ♯* P" and "AR' ♯* N"
    by(rule_tac C="(Ψ, Q, ΨQ, K, R, P, AP, AQ, ΨP)" and C'="(Ψ, Q, ΨQ, K, R, P, AP, AQ, ΨP)" in expandFrame) 
      (assumption | simp)+

  from ‹AR ♯* Ψ› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ Ψ)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
  with ‹xvec ♯* Ψ› ‹(p ∙ xvec) ♯* Ψ› S have "(p ∙ AR) ♯* Ψ" by simp
  from ‹AR ♯* P› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ P)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
  with ‹xvec ♯* P› ‹(p ∙ xvec) ♯* P› S have "(p ∙ AR) ♯* P" by simp
  from ‹AR ♯* Q› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ Q)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
  with ‹xvec ♯* Q› ‹(p ∙ xvec) ♯* Q› S have "(p ∙ AR) ♯* Q" by simp
  from ‹AR ♯* R› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ R)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
  with ‹xvec ♯* R› ‹(p ∙ xvec) ♯* R› S have "(p ∙ AR) ♯* R" by simp
  from ‹AR ♯* K› have "(p ∙ AR) ♯* (p ∙ K)" by(simp add: pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst])
  with ‹xvec ♯* K› ‹(p ∙ xvec) ♯* K› S have "(p ∙ AR) ♯* K" by simp
  
  from ‹AP ♯* xvec› ‹(p ∙ xvec) ♯* AP› ‹AP ♯* M› S have "AP ♯* (p ∙ M)" by(simp add: freshChainSimps)
  from ‹AQ ♯* xvec› ‹(p ∙ xvec) ♯* AQ› ‹AQ ♯* M› S have "AQ ♯* (p ∙ M)" by(simp add: freshChainSimps)
  from ‹AP ♯* xvec› ‹(p ∙ xvec) ♯* AP› ‹AP ♯* AR› S have "(p ∙ AR) ♯* AP" by(simp add: freshChainSimps)
  from ‹AQ ♯* xvec› ‹(p ∙ xvec) ♯* AQ› ‹AQ ♯* AR› S have "(p ∙ AR) ♯* AQ" by(simp add: freshChainSimps)
  
  from QTrans S ‹xvec ♯* Q› ‹(p ∙ xvec) ♯* Q› have "(p ∙ (Ψ ⊗ ΨR)) ⊳ Q ⟼ (p ∙ M)(N) ≺ Q'"
    by(rule_tac inputPermFrameSubject) (assumption | auto simp add: fresh_star_def)+
  with ‹xvec ♯* Ψ› ‹(p ∙ xvec) ♯* Ψ› S have QTrans: "(Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊳ Q ⟼ (p ∙ M)(N) ≺ Q'"
    by(simp add: eqvts)

  from FrR have "(p ∙ extractFrame R) = p ∙ ⟨AR, ΨR⟩" by simp
  with ‹xvec ♯* R› ‹(p ∙ xvec) ♯* R› S have FrR: "extractFrame R = ⟨(p ∙ AR), (p ∙ ΨR)⟩"
    by(simp add: eqvts)

  note RTrans FrR
  moreover from FrR ‹(p ∙ AR) ♯* Ψ› ‹(p ∙ AR) ♯* P› ‹(p ∙ AR) ♯* Q› have "Ψ ⊗ (p ∙ ΨR) ⊳ P ↝[Rel] Q"
    by(metis Sim PRelQ)
  with QTrans obtain P' where PTrans: "Ψ ⊗ (p ∙ ΨR) ⊳ P ⟼(p ∙ M)(N) ≺ P'" and P'RelQ': "(Ψ ⊗ (p ∙ ΨR), P', Q') ∈ Rel"
    by(force dest: simE)
  from PTrans QTrans ‹AR' ♯* P› ‹AR' ♯* Q› ‹AR' ♯* N› have "AR' ♯* P'" and "AR' ♯* Q'"
    by(blast dest: inputFreshChainDerivative)+
    
  note PTrans
  moreover from MeqK have "(p ∙ (Ψ ⊗ ΨQ ⊗ ΨR)) ⊨ (p ∙ M) ↔ (p ∙ K)" by(rule chanEqClosed)
  with ‹xvec ♯* Ψ› ‹(p ∙ xvec) ♯* Ψ› ‹xvec ♯* ΨQ› ‹(p ∙ xvec) ♯* ΨQ› ‹xvec ♯* K› ‹(p ∙ xvec) ♯* K› S
  have MeqK: "Ψ ⊗ ΨQ ⊗ (p ∙ ΨR) ⊨ (p ∙ M) ↔ K" by(simp add: eqvts)
  
  moreover have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨQ) ⊗ (p ∙ ΨR)⟩ ↪F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨP) ⊗ (p ∙ ΨR)⟩"
  proof -
    have "⟨AP, (Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ ΨP⟩ ≃F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨP) ⊗ (p ∙ ΨR)⟩"
      by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
    moreover from FrR ‹(p ∙ AR) ♯* Ψ› ‹(p ∙ AR) ♯* P› ‹(p ∙ AR) ♯* Q›
    have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ⊗ (p ∙ ΨR))) ↪F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)))"
      by(metis PRelQ StatImp)
    with FrP FrQ ‹AP ♯* Ψ› ‹AQ ♯* Ψ› ‹AP ♯* ΨR› ‹AQ ♯* ΨR› ‹AP ♯* xvec› ‹(p ∙ xvec) ♯* AP› ‹AQ ♯* xvec› ‹(p ∙ xvec) ♯* AQ› S
    have "⟨AQ, (Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ ΨQ⟩ ↪F ⟨AP, (Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ ΨP⟩" using freshCompChain
      by(simp add: freshChainSimps)
    moreover have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨQ) ⊗ (p ∙ ΨR)⟩ ≃F ⟨AQ, (Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ ΨQ⟩" 
      by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
    ultimately show ?thesis by(rule_tac FrameStatEqImpCompose)
  qed
  moreover note FrP FrQ ‹distinct AP›
  moreover from ‹distinct AR› have "distinct(p ∙ AR)" by simp
  moreover note ‹(p ∙ AR) ♯* AP›  ‹(p ∙ AR) ♯* AQ› ‹(p ∙ AR) ♯* Ψ› ‹(p ∙ AR) ♯* P› ‹(p ∙ AR) ♯* Q› ‹(p ∙ AR) ♯* R› ‹(p ∙ AR) ♯* K›
                ‹AP ♯* Ψ› ‹AP ♯* R› ‹AP ♯* P› ‹AP ♯* (p ∙ M)› ‹AQ ♯* R› ‹AQ ♯* (p ∙ M)› ‹AP ♯* xvec› ‹xvec ♯* P› ‹AP ♯* R›
  ultimately obtain K' where "Ψ ⊗ ΨP ⊳ R ⟼K'(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ R'" and "Ψ ⊗ ΨP ⊗ (p ∙ ΨR) ⊨ (p ∙ M) ↔ K'" and "(p ∙ AR) ♯* K'"
    by(rule_tac comm1Aux)

  with PTrans FrP have "Ψ ⊳ P ∥ R ⟼τ ≺ (ν*xvec)(P' ∥ R')" using FrR ‹(p ∙ AR) ♯* Ψ› ‹(p ∙ AR) ♯* P› ‹(p ∙ AR) ♯* R›
    ‹xvec ♯* P› ‹AP ♯* Ψ› ‹AP ♯* P› ‹AP ♯* R› ‹AP ♯* (p ∙ M)› ‹(p ∙ AR) ♯* K'› ‹(p ∙ AR) ♯* AP›
    by(rule_tac Comm1) (assumption | simp)+

  moreover from P'RelQ' have  "((Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ Ψ', P', Q') ∈ Rel" by(rule Ext)
  with ‹(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'› have "(Ψ ⊗ ΨR', P', Q') ∈ Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
  with FrR' ‹AR' ♯* P'› ‹AR' ♯* Q'› ‹AR' ♯* Ψ› have "(Ψ, P' ∥ R', Q' ∥ R') ∈ Rel'" by(rule_tac C1)
  with ‹xvec ♯* Ψ› have "(Ψ, (ν*xvec)(P' ∥ R'), (ν*xvec)(Q' ∥ R')) ∈ Rel'" by(rule_tac C2)
  ultimately show ?case by blast
next
    case(cComm2 ΨR M xvec N Q' AQ ΨQ K R' AR)
    have  FrQ: "extractFrame Q = ⟨AQ, ΨQ⟩" by fact
    from ‹AQ ♯* (P, R)› have "AQ ♯* P" and "AQ ♯* R" by simp+

    have  FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" by fact
    from ‹AR ♯* (P, R)› have "AR ♯* P" and "AR ♯* R" by simp+

    from ‹xvec ♯* (P, R)› have "xvec ♯* P" and "xvec ♯* R" by simp+

    obtain AP ΨP where FrP: "extractFrame P = ⟨AP, ΨP⟩" and "AP ♯* (Ψ, AQ, ΨQ, AR, M, N, K, R, P, xvec)" and "distinct AP"
      by(rule freshFrame)
    hence "AP ♯* Ψ" and "AP ♯* AQ" and "AP ♯* ΨQ" and "AP ♯* M" and "AP ♯* R"
      and "AP ♯* N" "AP ♯* K" and "AP ♯* AR" and "AP ♯* P"  and "AP ♯* xvec" 
      by simp+

    from FrP FrR ‹AQ ♯* P› ‹AP ♯* R› ‹AR ♯* P› ‹AP ♯* AQ› ‹AP ♯* AR› ‹AP ♯* xvec› ‹xvec ♯* P›
    have "AP ♯* ΨR" and "AQ ♯* ΨP" and  "AR ♯* ΨP" and "xvec ♯* ΨP"
      by(fastforce dest!: extractFrameFreshChain)+

    have QTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ Q ⟼M(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ Q'" by fact 

    note ‹Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼K(N) ≺ R'› FrR ‹Ψ ⊗ ΨQ ⊗ ΨR ⊨ M ↔ K›
    moreover from FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q› have "Ψ ⊗ ΨR ⊳ P ↝[Rel] Q" by(metis PRelQ Sim)
    with QTrans obtain P' where PTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ P ⟼M(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ P'" and P'RelQ': "(Ψ ⊗ ΨR, P', Q') ∈ Rel"
      using ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* ΨR› ‹xvec ♯* P›
      by(force dest: simE)
    from PTrans QTrans ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q› ‹AR ♯* xvec› ‹xvec ♯* M› ‹distinct xvec› have "AR ♯* P'" and "AR ♯* Q'"
      by(blast dest: outputFreshChainDerivative)+
    note PTrans ‹Ψ ⊗ ΨQ ⊗ ΨR ⊨ M ↔ K›
    moreover have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨQ) ⊗ ΨR⟩ ↪F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨP) ⊗ ΨR⟩"
    proof -
      have "⟨AP, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨP⟩ ≃F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨP) ⊗ ΨR⟩"
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      moreover from FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q›
      have "(insertAssertion (extractFrame Q) (Ψ ⊗ ΨR)) ↪F (insertAssertion (extractFrame P) (Ψ ⊗ ΨR))"
        by(metis PRelQ StatImp)
      with FrP FrQ ‹AP ♯* Ψ› ‹AQ ♯* Ψ› ‹AP ♯* ΨR› ‹AQ ♯* ΨR›
      have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨQ⟩ ↪F ⟨AP, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨP⟩" using freshCompChain by simp
      moreover have "⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨQ) ⊗ ΨR⟩ ≃F ⟨AQ, (Ψ ⊗ ΨR) ⊗ ΨQ⟩" 
        by(metis frameResChainPres frameNilStatEq Commutativity AssertionStatEqTrans Composition Associativity)
      ultimately show ?thesis by(rule_tac FrameStatEqImpCompose)
    qed
    moreover note FrP FrQ ‹distinct AP› ‹distinct AR›
    moreover from ‹AP ♯* AR› ‹AQ ♯* AR› have "AR ♯* AP" and "AR ♯* AQ" by simp+
    moreover note ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* Q› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* K›  ‹AP ♯* Ψ› ‹AP ♯* P›
                  ‹AP ♯* R› ‹AP ♯* M› ‹AQ ♯* R› ‹AQ ♯* M› ‹AR ♯* xvec› ‹xvec ♯* M›
    ultimately obtain K' where "Ψ ⊗ ΨP ⊳ R ⟼K'(N) ≺ R'" and "Ψ ⊗ ΨP ⊗ ΨR ⊨ M ↔ K'" and "AR ♯* K'"
      by(rule_tac comm2Aux) assumption+

    with PTrans FrP have "Ψ ⊳ P ∥ R ⟼τ ≺ (ν*xvec)(P' ∥ R')" using FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* R›
      ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* R› and ‹xvec ♯* R› ‹AP ♯* Ψ› ‹AP ♯* P› ‹AP ♯* R› ‹AP ♯* AR› ‹AP ♯* M› ‹AR ♯* K'›
      by(force intro: Comm2)

    moreover from ‹Ψ ⊗ ΨP ⊳ R ⟼K'(N) ≺ R'› FrR ‹distinct AR› ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* P'› ‹AR ♯* Q'› ‹AR ♯* N› ‹AR ♯* K'›
    obtain Ψ' AR' ΨR' where  ReqR': "ΨR ⊗ Ψ' ≃ ΨR'" and FrR': "extractFrame R' = ⟨AR', ΨR'⟩" 
                         and "AR' ♯* Ψ" and "AR' ♯* P'" and "AR' ♯* Q'"
      by(rule_tac C="(Ψ, P', Q')" and C'="Ψ" in expandFrame) auto

    from P'RelQ' have "((Ψ ⊗ ΨR) ⊗ Ψ', P', Q') ∈ Rel" by(rule Ext)
    with ReqR' have "(Ψ ⊗ ΨR', P', Q') ∈ Rel" by(metis C3 Associativity compositionSym)
    with FrR' ‹AR' ♯* P'› ‹AR' ♯* Q'› ‹AR' ♯* Ψ› have "(Ψ, P' ∥ R', Q' ∥ R') ∈ Rel'"
      by(rule_tac C1)
    with ‹xvec ♯* Ψ› have "(Ψ, (ν*xvec)(P' ∥ R'), (ν*xvec)(Q' ∥ R')) ∈ Rel'" by(rule_tac C2)
    ultimately show ?case by blast
  qed
qed
unbundle no relcomp_syntax
lemma bangPres:
  fixes Ψ   :: 'b
  and   P    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Q    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   R    :: "('a, 'b, 'c) psi"
  and   Rel  :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"
  and   Rel' :: "('b × ('a, 'b, 'c) psi × ('a, 'b, 'c) psi) set"

  assumes "(Ψ, P, Q) ∈ Rel"
  and     "eqvt Rel'"
  and     "guarded P"
  and     "guarded Q"
  and     cSim: "∧Ψ' S T. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> Ψ' ⊳ S ↝[Rel] T"
  and     cExt: "∧Ψ' S T Ψ''. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> (Ψ' ⊗ Ψ'', S, T) ∈ Rel"
  and     cSym: "∧Ψ' S T. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> (Ψ', T, S) ∈ Rel"
  and     StatEq: "∧Ψ' S T Ψ''. [(Ψ', S, T) ∈ Rel; Ψ' ≃ Ψ''] ==> (Ψ'', S, T) ∈ Rel"
  and     Closed: "∧Ψ' S T p. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> ((p::name prm) ∙ Ψ', p ∙ S, p ∙ T) ∈ Rel"
  and     Assoc: "∧Ψ' S T U. (Ψ', S ∥ (T ∥ U), (S ∥ T) ∥ U) ∈ Rel"
  and     ParPres: "∧Ψ' S T U. (Ψ', S, T) ∈ Rel ==> (Ψ', S ∥ U, T ∥ U) ∈ Rel"
  and     FrameParPres: "∧Ψ' ΨU S T U AU. [(Ψ' ⊗ ΨU, S, T) ∈ Rel; extractFrame U = ⟨AU, ΨU⟩; AU ♯* Ψ'; AU ♯* S; AU ♯* T] ==>
                                            (Ψ', U ∥ S, U ∥ T) ∈ Rel"
  and     ResPres: "∧Ψ' S T xvec. [(Ψ', S, T) ∈ Rel; xvec ♯* Ψ'] ==> (Ψ', (ν*xvec)S, (ν*xvec)T) ∈ Rel"
  and     ScopeExt: "∧xvec Ψ' S T. [xvec ♯* Ψ'; xvec ♯* T] ==> (Ψ', (ν*xvec)(S ∥ T), ((ν*xvec)S) ∥ T) ∈ Rel"
  and     Trans: "∧Ψ' S T U. [(Ψ', S, T) ∈ Rel; (Ψ', T, U) ∈ Rel] ==> (Ψ', S, U) ∈ Rel"
  and     Compose: "∧Ψ' S T U O. [(Ψ', S, T) ∈ Rel; (Ψ', T, U) ∈ Rel'; (Ψ', U, O) ∈ Rel] ==> (Ψ', S, O) ∈ Rel'"
  and     C1: "∧Ψ S T U. [(Ψ, S, T) ∈ Rel; guarded S; guarded T] ==> (Ψ, U ∥ !S, U ∥ !T) ∈ Rel'"
  and     Der: "∧Ψ' S α S' T. [Ψ' ⊳ !S ⟼α ≺ S'; (Ψ', S, T) ∈ Rel; bn α ♯* Ψ'; bn α ♯* S; bn α ♯* T; guarded T; bn α ♯* subject α] ==>
                                      ∃T' U O. Ψ' ⊳ !T ⟼α ≺ T' ∧ (Ψ', S', U ∥ !S) ∈ Rel ∧ (Ψ', T', O ∥ !T) ∈ Rel ∧
                                                (Ψ', U, O) ∈ Rel ∧ ((supp U)::name set) ⊆ supp S' ∧
                                                 ((supp O)::name set) ⊆ supp T'"

  shows "Ψ ⊳ R ∥ !P ↝[Rel'] R ∥ !Q"
using ‹eqvt Rel'›
proof(induct rule: simI[of _ _ _ _ "()"])
  case(cSim α RQ')
  from ‹bn α ♯* (R ∥ !P)› ‹bn α ♯* (R ∥ !Q)› have "bn α ♯* P" and "bn α ♯* (!Q)" and "bn α ♯* Q" and "bn α ♯* R" by simp+
  from ‹Ψ ⊳ R ∥ !Q ⟼α ≺ RQ'› ‹bn α ♯* Ψ› ‹bn α ♯* R› ‹bn α ♯* !Q› ‹bn α ♯* subject α› show ?case
  proof(induct rule: parCases[where C=P])
    case(cPar1 R' AQ ΨQ)
    from ‹extractFrame (!Q) = ⟨AQ, ΨQ⟩› have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
    with ‹Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼α ≺ R'› ‹bn α ♯* P› have "Ψ ⊳ R ∥ !P ⟼α ≺ (R' ∥ !P)"
      by(rule_tac Par1) (assumption | simp)+
    moreover from ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹guarded P› ‹guarded Q› have "(Ψ, R' ∥ !P, R' ∥ !Q) ∈ Rel'"
      by(rule C1)
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cPar2 Q' AR ΨR)
    have QTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !Q ⟼α ≺ Q'" and FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" by fact+
    with ‹bn α ♯* R› ‹AR ♯* α› have "bn α ♯* ΨR" by(force dest: extractFrameFreshChain)
    with QTrans ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹bn α ♯* Ψ›\‹bn α ♯* P› ‹bn α ♯* Q› ‹guarded P› ‹bn α ♯* subject α›
    obtain P' S T where PTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !P ⟼α ≺ P'" and "(Ψ ⊗ ΨR, P', T ∥ !P) ∈ Rel"
                    and "(Ψ ⊗ ΨR, Q', S ∥ !Q) ∈ Rel" and "(Ψ ⊗ ΨR, S, T) ∈ Rel"
                    and suppT: "((supp T)::name set) ⊆ supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) ⊆ supp Q'"
      by(drule_tac cSym) (auto dest: Der cExt)
    from PTrans FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* α› ‹bn α ♯* R› have "Ψ ⊳ R ∥ !P ⟼α ≺ (R ∥ P')"
      by(rule_tac Par2) auto
    moreover 
    { 
      from ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* (!Q)› ‹AR ♯* α› PTrans QTrans ‹bn α ♯* subject α› ‹distinct(bn α)› have "AR ♯* P'" and "AR ♯* Q'"
        by(force dest: freeFreshChainDerivative)+
      from ‹(Ψ ⊗ ΨR, P', T ∥ !P) ∈ Rel› FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P'› ‹AR ♯* P› suppT have "(Ψ, R ∥ P', R ∥ (T ∥ !P)) ∈ Rel"
        by(rule_tac FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
      hence "(Ψ, R ∥ P', (R ∥ T) ∥ !P) ∈ Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
      moreover from ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹guarded P› ‹guarded Q› have "(Ψ, (R ∥ T) ∥ !P, (R ∥ T) ∥ !Q) ∈ Rel'"
        by(rule C1)
      moreover from ‹(Ψ ⊗ ΨR, Q', S ∥ !Q) ∈ Rel› ‹(Ψ ⊗ ΨR, S, T) ∈ Rel› have "(Ψ ⊗ ΨR, Q', T ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(blast intro: ParPres Trans)
      with FrR ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P'› ‹AR ♯* Q'› ‹AR ♯* (!Q)› suppT suppS have "(Ψ, R ∥ Q', R ∥ (T ∥ !Q)) ∈ Rel"
        by(rule_tac FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
      hence "(Ψ, R ∥ Q', (R ∥ T) ∥ !Q) ∈ Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
      ultimately have "(Ψ, R ∥ P', R ∥ Q') ∈ Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
    }
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cComm1 ΨQ M N R' AR ΨR K xvec Q' AQ)
    from ‹extractFrame (!Q) = ⟨AQ, ΨQ⟩› have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
    have RTrans: "Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼M(N) ≺ R'" and FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" by fact+
    moreover have QTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !Q ⟼K(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ Q'" by fact
    from FrR ‹xvec ♯* R› ‹AR ♯* xvec› have "xvec ♯* ΨR" by(force dest: extractFrameFreshChain)
    with QTrans ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹xvec ♯* Ψ›\‹xvec ♯* P› ‹xvec ♯* (!Q)› ‹guarded P› ‹xvec ♯* K›
    obtain P' S T where PTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !P ⟼K(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ P'" and "(Ψ ⊗ ΨR, P', T ∥ !P) ∈ Rel"
                    and "(Ψ ⊗ ΨR, Q', S ∥ !Q) ∈ Rel" and "(Ψ ⊗ ΨR, S, T) ∈ Rel"
                    and suppT: "((supp T)::name set) ⊆ supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) ⊆ supp Q'"
      by(drule_tac cSym) (fastforce dest: Der intro: cExt)
    note ‹Ψ ⊗ ΨR ⊗ ΨQ ⊨ M ↔ K›
    ultimately have "Ψ ⊳ R ∥ !P ⟼τ ≺ (ν*xvec)(R' ∥ P')" 
      using PTrans ‹ΨQ = SBottom'› ‹xvec ♯* R› ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* M› ‹AR ♯* P›
      by(rule_tac Comm1) (assumption | simp)+

    moreover from ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* (!Q)› ‹AR ♯* xvec› PTrans QTrans ‹xvec ♯* K› ‹distinct xvec›
    have "AR ♯* P'" and "AR ♯* Q'" by(force dest: outputFreshChainDerivative)+
    moreover with RTrans FrR ‹distinct AR› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* N› ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* (!Q)› ‹AR ♯* M›
    obtain Ψ' AR' ΨR' where FrR': "extractFrame R' = ⟨AR', ΨR'⟩" and "ΨR ⊗ Ψ' ≃ ΨR'" and "AR' ♯* Ψ"
                         and "AR' ♯* P'" and "AR' ♯* Q'" and "AR' ♯* P" and "AR' ♯* Q"
      by(rule_tac C="(Ψ, P, P', Q, Q')" and C'=Ψ in expandFrame) auto

    moreover 
    { 
      from ‹(Ψ ⊗ ΨR, P', T ∥ !P) ∈ Rel› have "((Ψ ⊗ ΨR) ⊗ Ψ', P', T ∥ !P) ∈ Rel" by(rule cExt)
      with ‹ΨR ⊗ Ψ' ≃ ΨR'› have "(Ψ ⊗ ΨR', P', T ∥ !P) ∈ Rel"
        by(metis Associativity StatEq compositionSym) 
      with FrR' ‹AR' ♯* Ψ› ‹AR' ♯* P'› ‹AR' ♯* P› suppT have "(Ψ, R' ∥ P', R' ∥ (T ∥ !P)) ∈ Rel"
        by(rule_tac FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
      hence "(Ψ, R' ∥ P', (R' ∥ T) ∥ !P) ∈ Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
      with ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* P› have "(Ψ, (ν*xvec)(R' ∥ P'), ((ν*xvec)(R' ∥ T)) ∥ !P) ∈ Rel"
        by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
      moreover from ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹guarded P› ‹guarded Q› have "(Ψ, ((ν*xvec)(R' ∥ T)) ∥ !P, ((ν*xvec)(R' ∥ T)) ∥ !Q) ∈ Rel'"
        by(rule C1)
      moreover from ‹(Ψ ⊗ ΨR, Q', S ∥ !Q) ∈ Rel› ‹(Ψ ⊗ ΨR, S, T) ∈ Rel› have "(Ψ ⊗ ΨR, Q', T ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(blast intro: ParPres Trans)
      hence "((Ψ ⊗ ΨR) ⊗ Ψ', Q', T ∥ !Q) ∈ Rel" by(rule cExt)
      with ‹ΨR ⊗ Ψ' ≃ ΨR'› have "(Ψ ⊗ ΨR', Q', T ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(metis Associativity StatEq compositionSym) 
      with FrR' ‹AR' ♯* Ψ› ‹AR' ♯* P'› ‹AR' ♯* Q'› ‹AR' ♯* Q› suppT suppS have "(Ψ, R' ∥ Q', R' ∥ (T ∥ !Q)) ∈ Rel"
        by(rule_tac FrameParPres) (auto simp add: fresh_star_def fresh_def psi.supp)
      hence "(Ψ, R' ∥ Q', (R' ∥ T) ∥ !Q) ∈ Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
      with ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* (!Q)› have "(Ψ, (ν*xvec)(R' ∥ Q'), ((ν*xvec)(R' ∥ T)) ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
      ultimately have "(Ψ, (ν*xvec)(R' ∥ P'), (ν*xvec)(R' ∥ Q')) ∈ Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
    }
    ultimately show ?case by blast
  next
    case(cComm2 ΨQ M xvec N R' AR ΨR K Q' AQ)
    from ‹extractFrame (!Q) = ⟨AQ, ΨQ⟩› have "AQ = []" and "ΨQ = SBottom'" by simp+
    have RTrans: "Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼M(ν*xvec)⟨N⟩ ≺ R'" and FrR: "extractFrame R = ⟨AR, ΨR⟩" by fact+
    then obtain p Ψ' AR' ΨR' where S: "set p ⊆ set xvec × set(p ∙ xvec)"
                                and FrR': "extractFrame R' = ⟨AR', ΨR'⟩" and "(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'" and "AR' ♯* Ψ"
                                and "AR' ♯* N" and "AR' ♯* R'" and "AR' ♯* P" and "AR' ♯* Q" and "(p ∙ xvec) ♯* Ψ"
                                and "(p ∙ xvec) ♯* P" and "(p ∙ xvec) ♯* Q" and "xvec ♯* AR'" and "(p ∙ xvec) ♯* AR'"
                                and "distinctPerm p" and "(p ∙ xvec) ♯* R'" and "(p ∙ xvec) ♯* N" 
      using ‹distinct AR› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* M› ‹AR ♯* xvec› ‹AR ♯* N› ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* P› ‹AR ♯* (!Q)›
            ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* P› ‹xvec ♯* (!Q)› ‹xvec ♯* R› ‹xvec ♯* M› ‹distinct xvec›
     by(rule_tac C="(Ψ, P, Q)" and C'="(Ψ, P, Q)" in expandFrame) (assumption | simp)+

    from RTrans S ‹(p ∙ xvec) ♯* N› ‹(p ∙ xvec) ♯* R'› have "Ψ ⊗ ΨQ ⊳ R ⟼M(ν*(p ∙ xvec))⟨(p ∙ N)⟩ ≺ (p ∙ R')"
      apply(simp add: residualInject)
      by(subst boundOutputChainAlpha''[symmetric]) auto

    moreover have QTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !Q ⟼K(N) ≺ Q'" by fact
    with QTrans S ‹(p ∙ xvec) ♯* N› have "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !Q ⟼K((p ∙ N)) ≺ (p ∙ Q')" using ‹distinctPerm p› ‹xvec ♯* (!Q)› ‹(p ∙ xvec) ♯* Q›
      by(rule_tac inputAlpha) auto
    with ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹guarded P›
    obtain P' S T where PTrans: "Ψ ⊗ ΨR ⊳ !P ⟼K((p ∙ N)) ≺ P'" and "(Ψ ⊗ ΨR, P', T ∥ !P) ∈ Rel"
                    and "(Ψ ⊗ ΨR, (p ∙ Q'), S ∥ !Q) ∈ Rel" and "(Ψ ⊗ ΨR, S, T) ∈ Rel"
                    and suppT: "((supp T)::name set) ⊆ supp P'" and suppS: "((supp S)::name set) ⊆ supp(p ∙ Q')"
      by(drule_tac cSym) (auto dest: Der cExt)
    note ‹Ψ ⊗ ΨR ⊗ ΨQ ⊨ M ↔ K›
    ultimately have "Ψ ⊳ R ∥ !P ⟼τ ≺ (ν*(p ∙ xvec))((p ∙ R') ∥ P')" 
      using PTrans FrR ‹ΨQ = SBottom'› ‹(p ∙ xvec) ♯* P› ‹AR ♯* Ψ› ‹AR ♯* R› ‹AR ♯* M› ‹AR ♯* P›
      by(rule_tac Comm2) (assumption | simp)+

    moreover from ‹AR' ♯* P› ‹AR' ♯* Q› ‹AR' ♯* N› S ‹xvec ♯* AR'› ‹(p ∙ xvec) ♯* AR'› PTrans QTrans ‹distinctPerm p› have "AR' ♯* P'" and "AR' ♯* Q'"
      apply -
      apply(drule_tac inputFreshChainDerivative, auto)
      apply(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)
      by(force dest: inputFreshChainDerivative)+
    from ‹xvec ♯* P› ‹(p ∙ xvec) ♯* N› PTrans ‹distinctPerm p› have "(p ∙ xvec) ♯* (p ∙ P')"
      apply(drule_tac inputFreshChainDerivative, simp)
      apply(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)
      by(subst pt_fresh_star_bij[OF pt_name_inst, OF at_name_inst, symmetric, of _ _ p], simp)

    { 
      from ‹(Ψ ⊗ ΨR, P', T ∥ !P) ∈ Rel› have "(p ∙ (Ψ ⊗ ΨR), (p ∙ P'), p ∙ (T ∥ !P)) ∈ Rel"
        by(rule Closed)
      with ‹xvec ♯* Ψ› ‹(p ∙ xvec) ♯* Ψ› ‹xvec ♯* P› ‹(p ∙ xvec) ♯* P› S have "(Ψ ⊗ (p ∙ ΨR), p ∙ P', (p ∙ T) ∥ !P) ∈ Rel"
        by(simp add: eqvts)     
      hence "((Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ Ψ', p ∙ P', (p ∙ T) ∥ !P) ∈ Rel" by(rule cExt)
      with ‹(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'› have "(Ψ ⊗ ΨR', (p ∙ P'), (p ∙ T) ∥ !P) ∈ Rel"
        by(metis Associativity StatEq compositionSym) 
      with FrR' ‹AR' ♯* Ψ› ‹AR' ♯* P'› ‹AR' ♯* P› ‹xvec ♯* AR'› ‹(p ∙ xvec) ♯* AR'› S ‹distinctPerm p› suppT
      have "(Ψ, R' ∥ (p ∙ P'), R' ∥ ((p ∙ T) ∥ !P)) ∈ Rel"
        apply(rule_tac FrameParPres)
        apply(assumption | simp add: freshChainSimps)+
        by(auto simp add: fresh_star_def fresh_def)
      hence "(Ψ, R' ∥ (p ∙ P'), (R' ∥ (p ∙ T)) ∥ !P) ∈ Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
      with ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* P› have "(Ψ, (ν*xvec)(R' ∥ (p ∙ P')), ((ν*xvec)(R' ∥ (p ∙ T))) ∥ !P) ∈ Rel"
        by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
      hence "(Ψ, (ν*(p ∙ xvec))((p ∙ R') ∥ P'), ((ν*xvec)(R' ∥ (p ∙ T))) ∥ !P) ∈ Rel"
      using ‹(p ∙ xvec) ♯* R'› ‹(p ∙ xvec) ♯* (p ∙ P')› S ‹distinctPerm p›
      apply(erule_tac rev_mp) by(subst resChainAlpha[of p]) auto
      moreover from ‹(Ψ, P, Q) ∈ Rel› ‹guarded P› ‹guarded Q› have "(Ψ, ((ν*xvec)(R' ∥ (p ∙ T))) ∥ !P, ((ν*xvec)(R' ∥ (p ∙ T))) ∥ !Q) ∈ Rel'"
        by(rule C1)
      moreover from ‹(Ψ ⊗ ΨR, (p ∙ Q'), S ∥ !Q) ∈ Rel› ‹(Ψ ⊗ ΨR, S, T) ∈ Rel› have "(Ψ ⊗ ΨR, (p ∙ Q'), T ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(blast intro: ParPres Trans)
      hence "(p ∙ (Ψ ⊗ ΨR), p ∙ p ∙ Q', p ∙ (T ∥ !Q)) ∈ Rel" by(rule Closed)
      with S ‹xvec ♯* Ψ› ‹(p ∙ xvec) ♯* Ψ› ‹xvec ♯* (!Q)› ‹(p ∙ xvec) ♯* Q› ‹distinctPerm p›
      have "(Ψ ⊗ (p ∙ ΨR), Q', (p ∙ T) ∥ !Q) ∈ Rel" by(simp add: eqvts)
      hence "((Ψ ⊗ (p ∙ ΨR)) ⊗ Ψ', Q', (p ∙ T) ∥ !Q) ∈ Rel" by(rule cExt)
      with ‹(p ∙ ΨR) ⊗ Ψ' ≃ ΨR'› have "(Ψ ⊗ ΨR', Q', (p ∙ T) ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(metis Associativity StatEq compositionSym) 
      with FrR' ‹AR' ♯* Ψ› ‹AR' ♯* P'› ‹AR' ♯* Q'› ‹AR' ♯* Q› suppT suppS ‹xvec ♯* AR'› ‹(p ∙ xvec) ♯* AR'› S ‹distinctPerm p›
      have "(Ψ, R' ∥ Q', R' ∥ ((p ∙ T) ∥ !Q)) ∈ Rel"
        apply(rule_tac FrameParPres)
        apply(assumption | simp)+
        apply(simp add: freshChainSimps)
        by(auto simp add: fresh_star_def fresh_def)
      hence "(Ψ, R' ∥ Q', (R' ∥ (p ∙ T)) ∥ !Q) ∈ Rel" by(blast intro: Assoc Trans)
      with ‹xvec ♯* Ψ› ‹xvec ♯* (!Q)› have "(Ψ, (ν*xvec)(R' ∥ Q'), ((ν*xvec)(R' ∥ (p ∙ T))) ∥ !Q) ∈ Rel"
        by(metis ResPres psiFreshVec ScopeExt Trans)
      ultimately have "(Ψ, (ν*(p ∙ xvec))((p ∙ R') ∥ P'), (ν*xvec)(R' ∥ Q')) ∈ Rel'" by(blast intro: cSym Compose)
    }
    ultimately show ?case by blast
  qed
qed
unbundle relcomp_syntax
end

end

Messung V0.5 in Prozent
C=23 H=99 G=71

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.20 Sekunden  (vorverarbeitet am  2026-09-28) ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

PVS Prover

Isabelle Prover

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Vienna Development Method

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung und die Messung sind noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Open Source Software

     Quellcodebibliothek
     Eigene Quellcodes
     Fremde Quellcodes
     Suchen

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Statistik
#Sources=1126438
#Domains=1867298