Rigorous Software Development: An Introduction to Program Verification

استفاده از روش های ریاضی در توسعه نرم افزار زمانی ضروری است که به دنبال سیستم های قابل اعتماد باشید. به ویژه آنها در حال حاضر به شدت توسط هنجارهای رسمی اتخاذ شده در تولید نرم افزارهای حیاتی توصیه می شوند. تأیید برنامه حوزه ای از علوم کامپیوتر است که روش های ریاضی را برای بررسی انطباق برنامه با مشخصات آن مطالعه می کند. این متن مقدمه ای مستقل برای تأیید برنامه با استفاده از روش های مبتنی بر منطق است که در زمینه گسترده تر روش های رسمی برای مهندسی نرم افزار ارائه شده است. ایده مشخص کردن رفتار تک تک اجزای نرم افزار با پیوست کردن قراردادها به آنها، اکنون یک رویکرد گسترده در توسعه برنامه است که به طور قابل توجهی باعث توسعه تعدادی از زبان های مشخصات رابط رفتاری و ابزارهای تأیید برنامه شده است. پایه‌ای برای راستی‌آزمایی ثابت برنامه‌ها بر اساس روال‌های مشروح قرارداد در کتاب گذاشته شده است. اینها را می توان به طور مستقل تأیید کرد، که یک رویکرد مدولار برای تأیید نرم افزار ارائه می دهد. این متن فقط دانش پایه ای از مفاهیم استاندارد ریاضی را در نظر می گیرد که باید برای هر دانشجوی علوم کامپیوتر آشنا باشد. این شامل مقدمه‌ای مستقل از منطق گزاره‌ای و استدلال مرتبه اول با نظریه‌ها است، و به دنبال آن مطالعه تأیید برنامه‌ای است که جنبه‌های نظری و عملی را ترکیب می‌کند - از منطق برنامه (نوعی از منطق Hoare برای برنامه‌هایی که حاوی حاشیه‌نویسی‌های ارائه‌شده توسط کاربر هستند. ) برای استفاده از یک ابزار واقعی برای تأیید برنامه های C (با استفاده از زبان مشخصات ACSL حاشیه نویسی شده است)، از طریق ایجاد شرایط تأیید و تأیید استاتیک خطاهای زمان اجرا.

The use of mathematical methods in the development of software is essential when reliable systems are sought; in particular they are now strongly recommended by the official norms adopted in the production of critical software. Program Verification is the area of computer science that studies mathematical methods for checking that a program conforms to its specification. This text is a self-contained introduction to program verification using logic-based methods, presented in the broader context of formal methods for software engineering. The idea of specifying the behaviour of individual software components by attaching contracts to them is now a widely followed approach in program development, which has given rise notably to the development of a number of behavioural interface specification languages and program verification tools. A foundation for the static verification of programs based on contract-annotated routines is laid out in the book. These can be independently verified, which provides a modular approach to the verification of software. The text assumes only basic knowledge of standard mathematical concepts that should be familiar to any computer science student. It includes a self-contained introduction to propositional logic and first-order reasoning with theories, followed by a study of program verification that combines theoretical and practical aspects -- from a program logic (a variant of Hoare logic for programs containing user-provided annotations) to the use of a realistic tool for the verification of C programs (annotated using the ACSL specification language), through the generation of verification conditions and the static verification of runtime errors.