The Design of Well-Structured and Correct Programs

هدف اصلی این کتاب ارائه تکنیک های طراحی برنامه از بالا به پایین و تأیید صحت برنامه ها به صورت دست به دست است. بنابراین هدف آن ارائه روشی جدید به خوانندگان برای نگاه کردن به الگوریتم‌ها و طراحی آنها است و ده سال تحقیق را در این فرآیند ترکیب می‌کند. این نمونه‌های بسیاری از توسعه برنامه و اثبات را با کمک یک برخورد رسمی و غیررسمی با روش ثابت Hoare ارائه می‌کند. ساختارهای کنترلی و ساختارهای داده ای که به طور گسترده پذیرفته شده است، به همراه تعاریف رسمی آنها به عنوان مبنایی برای استفاده از آنها در طراحی الگوریتم های صحیح به تفصیل توضیح داده شده است. ما قوانین اثبات را برای طیف گسترده‌ای از ساختارهای برنامه، از جمله شرطی‌ها، حلقه‌ها، رویه‌ها و تکرار، ارائه و اعمال می‌کنیم. ما موقعیت‌هایی را تحلیل می‌کنیم که در آن استفاده محدود از gotos می‌تواند توجیه شود، و رویکرد جدیدی برای قوانین اثبات برای چنین موقعیت‌هایی ارائه می‌کند. ما چندین تکنیک مهم ساختار داده، از جمله آرایه‌ها، فایل‌ها، رکوردها و ساختارهای مرتبط را مطالعه می‌کنیم. هدف دوم این کتاب آموزش استفاده از زبان برنامه نویسی پاسکال به خواننده است. این اولین متنی است که برنامه‌نویسی پاسکال را به روشی آموزش می‌دهد که نه تنها شامل الگوریتم‌های پیشرفته‌ای است که بر روی ساختارهای داده‌ای پیشرفته عمل می‌کنند، بلکه به دلیل Wirth و Hoare، تعریف کاملی از پاسکال را ارائه می‌دهد. رویکرد ما به زبان بسیار متفاوت از یک متن برنامه نویسی معمولی است.

The major goal of this book is to present the techniques of top-down program design and verification of program correctness hand-in-hand. It thus aims to give readers a new way of looking at algorithms and their design, synthesizing ten years of research in the process. It provides many examples of program and proof development with the aid of a formal and informal treatment of Hoare's method of invariants. Modem widely accepted control structures and data structures are explained in detail, together with their formal definitions, as a basis for their use in the design of correct algorithms. We provide and apply proof rules for a wide range of program structures, including conditionals, loops, procedures and recur­ sion. We analyze situations in which the restricted use of gotos can be justified, providing a new approach to proof rules for such situations. We study several important techniques of data structuring, including arrays, files, records and linked structures. The secondary goal of this book is to teach the reader how to use the programming language Pascal. This is the first text to teach Pascal pro­ gramming in a fashion which not only includes advanced algorithms which operate on advanced data structures, but also provides the full axiomatic definition of Pascal due to Wirth and Hoare. Our approach to the language is very different from that of a conventional programming text.