### 基于可满足模理论求解的程序正确性验证工具设计与实现 #### 摘要 在计算机科学迅速发展的当下,软件系统已成为日常生活和工作中不可或缺的一部分。随着软件复杂性的增加,确保软件的正确性和可靠性变得越来越重要。本文探讨了如何利用可满足模理论(Satisfiability Modulo Theories, SMT)来设计和实现一种程序正确性验证工具,以提高软件质量。主要研究内容包括: 1. **软件不变量构建方法**:基于SMT求解技术,构建了一个用于自动构建软件不变量的工具。该工具能够处理线性不变量和多项式循环不变量的构建,为后续的程序正确性验证提供必要的前提。 2. **停机性验证**:采用环点插桩计数方法记录循环次数,构建满足优化问题约束条件的不变量集合,利用SMT求解器找到最小化循环计数器值的解决方案,实现停机性的高效验证。 3. **安全性验证**:通过给软件的前缀和后缀添加注释,构建安全验证假设,并将安全性问题转换为逻辑表达式的验证问题,最终利用定理证明器进行安全性的高效确认。 #### 研究背景与意义 随着软件规模的增长,软件错误和缺陷可能带来严重的后果。因此,确保软件的质量成为了软件工程中的关键任务之一。程序正确性验证是提高软件质量的有效手段,它不仅涉及静态分析和动态测试,还包含了形式化验证等高级技术。其中,停机性和安全性验证是两个核心方面,对于软件的可靠运行至关重要。 #### 关键技术介绍 1. **不变量构建**: - **CILinear**:用于构建线性不变量,通过分析程序的控制流图,自动识别变量间的线性关系。 - **Aligator**:用于构建多项式循环不变量,适用于更复杂的循环结构,能够捕获变量间更为复杂的依赖关系。 2. **SMT求解器**:作为程序正确性验证的核心工具,SMT求解器能够处理带有特定理论约束的布尔逻辑问题。在本文中,SMT求解器被用于停机性验证和安全性验证的关键步骤。 3. **定理证明器**:例如Theorem中的认证软件PCS,用于验证不变量集合所表示的安全性逻辑表达式。 #### 研究内容详解 1. **软件不变量构建方法**:为了确保程序在执行过程中的正确性,需要构建反映程序状态的不变量。这一步骤是程序验证的基础。通过CILinear和Aligator工具,能够自动识别和构建不同类型的不变量。 2. **停机性验证**:停机性验证关注程序是否会无限循环或在有限时间内停止。本文通过构建不变量集合并将其转化为一个优化问题,利用SMT求解器寻找最优解,从而验证程序是否会在有限时间内停止。 3. **安全性验证**:安全性验证旨在确保程序在执行过程中不会出现违反预期的行为,如数据泄露、资源耗尽等。通过构建安全验证假设,并利用定理证明器验证这些不变量集合,可以高效地确认程序的安全性。 #### 结论 本文介绍了一种基于SMT求解技术的程序正确性验证工具的设计与实现。通过构建软件不变量、利用SMT求解器进行停机性验证以及利用定理证明器进行安全性验证,本文提出的方法能够有效提高软件的正确性和可靠性。未来的研究方向可以进一步探索更加高效的SMT求解算法和不变量构建技术,以应对日益增长的软件复杂度挑战。
2025-10-30 00:40:38 431KB 毕业论文
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验证正确性并已全面考虑高斯热源及熔覆模型研究——模型框架在科研中直接可用的激光熔覆仿真系统,圆形光斑激光熔覆comsol仿真模型,模型已通过实验验证了正确性,确保模型一定正确可用于科研。 高斯热源,马兰戈尼效应,粘性耗散力等,激光熔覆过程必要项均考虑在模型中。 可根据自己需要调整工艺参数,做完对应实验直接用于lunwen发表。 ,核心关键词:圆形光斑; 激光熔覆; Comsol仿真模型; 实验验证; 高斯热源; 马兰戈尼效应; 粘性耗散力; 工艺参数; 科研发表。,已验证圆形光斑激光熔覆仿真模型:高斯热源与马兰戈尼效应研究
2025-07-10 15:18:39 952KB scss
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freebpmnquality桌面 这是一个免费的客户端工具,用于评估BPMN业务流程模型的质量和正确性。 该工具有助于检查BPMN图并查找建模错误。 从此页面下载最新版本 解压缩下载的存档并在Web浏览器中打开index.html文件(建议使用Google Chrome,Mozilla Firefox或Microsoft Edge)。
2024-03-19 09:15:41 2.33MB bpmn quality-assurance JavaScript
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图1分辨率320*240 图2分辨率1920*1080 https://blog.csdn.net/mike8825/article/details/105631968
2023-04-01 17:33:08 5.41MB raw
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Paillier公钥加密算法是基于复合剩余类困难问题假设的加密算法,它主要由密钥生成、加密、解密三部分构成。在文中给出了详细的正确性证明,和大家一起学习交流。
2022-11-30 17:00:53 141KB paiilier 同态加密 原理 正确性
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人工智能-机器学习-软件的近似正确性及与环境交互度量模.pdf
2022-05-23 19:07:04 7.34MB 人工智能 机器学习 交互 文档资料
通过vba校验Excel中输入的值是否格式正确,并与其他单元格的值校验
2022-05-09 15:20:13 39KB vba vba校验
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编写一个在具有m行n列的二维数组各元素中找出最大元和最小元并显示在屏幕上的函数模板,并通过主函数对它进行调用以验证其正确性。例如,可设计该函数模板的原型为: template void maxMin (Type *A, int m, int n ); 其中二维数组A的元素类型为Type,数组A具有m行n列。 注意:函数模板maxMin中要处理二维数组A的m行n列的诸元素,但设计第一参数传递过来的是Type*类型的首元素指针,所以具体处理时可以按照如下的“一维数组”方式来进行(共处理m乘以n个数据 -- 也即二维数组A的m行n列的诸元素。注意,二维数组的诸元素在内存中是按行连续存放的,所以才能够这样来进行处理)。 for (int i=0; i
2022-04-26 21:15:48 1KB type
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输入银行卡号的时候,并不是随便的一个卡号都是合法的,必须通过luhn校验
2022-02-22 11:18:56 675KB 银行卡号合法性检查
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手算与PKPM内力对比及电算正确性研究,李玥,刘小蔚,结合实际工程,简要介绍了某钢筋混凝土框架结构住宅楼手算竖向恒载和水平地震荷载内力的计算方法及计算过程。水平地震荷载计算采
2022-02-13 22:52:28 521KB 首发论文
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