Формальна верифікація

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Верифікація (значення).

Форма́льна верифіка́ція — в інформаційних технологіях, доведення, або заперечення відповідності системи певній формальній специфікації або характеристиці, із використанням формальних методів математики[1].

Обґрунтування

Тестування програмного забезпечення не може довести, що система, алгоритм або програма не містить ніяких помилок і дефектів та задовольняє певним властивостям. Це може зробити формальна верифікація.

Сфери застосування

Формальна верифікація може використовуватися для перевірки таких систем, як програмне забезпечення, представлене у вигляді вихідних текстів, криптографічні протоколи, комбінаторні логічні схеми, цифрові схеми з внутрішньою пам'яттю.

Теоретичні основи

Верифікація являє собою формальне доведення на абстрактній математичній моделі системи, в припущенні про те, що відповідність між математичною моделлю і природою системи вважається заданим. Наприклад, щодо побудованої моделі або математичного аналізу, доведення правильності алгоритмів і програм.

Прикладами математичних об'єктів, часто використовуваних для моделювання та формальної верифікації програм і систем, є:

  • формальна семантика мов програмування, наприклад операційна семантика, денотаційна семантика, аксіоматична семантика (Логіка Гоара), математична семантика програм[2].
  • кінцевий автомат
  • позначена модель станів і переходів
  • мережа Петрі
  • часовий автомат
  • гібридний автомат
  • числення процесів
  • структуровані алгоритми
  • структуровані програми

Підходи до формальної верифікації

Існують такі підходи до формальної верифікації:

  • формальна семантика мов програмування
  • перевірка моделей (англ. model checking)
  • логічний висновок (англ. logical inference)
  • символьне виконання (англ. symbolic execution)
  • абстрактна інтерпретація
  • систематичний аналіз алгоритмів та програм
  • технології доказового програмування

Доказове програмування

Доказове програмування - використовувалось в 1980-х роках в академічних колах технології розробки програм для ЕОМ з доведеннями правильності - доведенням відсутності помилок у програмах (розуміючи, в рамках даної теорії, помилки як невідповідності між програмою і реалізованим нею алгоритмом).

Автоматична перевірка доведення

Доведення можна автоматизувати повністю лише для дуже невеликого кола простих теорій, тому зростає важливість його автоматичної перевірки і для цього зведення до належного вигляду.

Для підтримки строгості при перевірці доведення верифікатором слід перевірити ще й верифікатор, для чого потрібен ще один верифікатор і так далі. Отриманий нескінченний ланцюг верифікаторів можна було б згорнути, побудувавши самоверифіковний верифікатор, що володіє здатністю розвернутися до застосовного на практиці.

Див. також

Примітки

  1. ↑ Sanghavi, Alok (21 травня 2010). What is formal verification?. EE Times Asia.
  2. ↑ Introduction to Formal Verification, Berkeley University of California, Retrieved November 6, 2013


Інформаційні технології Це незавершена стаття про інформаційні технології.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.