×

统一反应设计合同理论。 (英文) Zbl 1436.68195号

概要:按合同设计是基于模型的设计的一项重要技术,其中复合系统由一组合同指定,这些合同规定了每个组件的行为假设和保证。在本文中,我们描述了一个统一的理论反应性设计为反应系统建模和验证提供基础的合同。我们提供了一种由丰富的计算理论支持的合同表达和组成语言。与文献中的其他语义模型相比,我们的契约理论允许我们指定状态变量的演变以及与环境的允许交互。此外,我们的交互模型是抽象的,支持离散时间、连续时间和混合计算模型。基于统一编程理论(UTP),我们的理论可以与进一步的计算理论组合,以支持多仿生语言的语义。通过我们的证明框架Isabelle/UTP提供了实用的推理支持,包括一种证明策略,该策略将关于反应式程序的猜测简化为三个谓词,象征性地描述了其关于中间和最终观察的假设和保证。这使我们能够验证具有较大或无限状态空间的程序。我们的工作推动了反应式语言语义、合同规范描述和组合验证的最新发展。

MSC公司:

60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
68问题55 计算理论中的语义学
68伏15 定理证明(自动和交互式定理证明、演绎、解析等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] A.阿姆斯特朗。;戈麦斯,V。;Struth,G.,《从代数原理构建程序构造和验证工具》,Form.Asp。计算。,28, 2, 265-293 (2015) ·Zbl 1342.68066号
[2] Back,R.J。;Wright,J.,《精化微积分:系统介绍》(1998),Springer·Zbl 0949.68094号
[3] 鲍尔,S。;大卫·A。;Hennicker,R。;Larsen,K。;Legay,A。;尼曼,美国。;Wasowski,A.,《在基于组件的设计中从规范到合同的转变》(Proc.15th Intl.Conf.on Fundamental Approachs to Software Engineering(FASE))。程序。第15届国际软件工程基本方法会议(FASE),LNCS,第7212卷(2012),Springer),43-58
[4] Benveniste,A。;凯劳德,B。;法拉利,A。;曼格鲁卡。;Paserone,R。;Sofronis,C.,《基于合同的多视点规范和设计》,(第六届国际组件和对象形式化方法研讨会(FMCO))。第六届国际交响乐团。关于组件和对象的形式化方法(FMCO),LNCS,第5382卷(2007),Springer,200-225·Zbl 1209.68120号
[5] Benvenuti,L。;法拉利,A。;芒果属。;Mazzi,E。;Paserone,R。;Sofronis,C.,《异构系统规范的基于合同的形式主义》(规范、验证和设计语言论坛(FDL)(2008)),142-147
[6] 布兰切特,J.C。;布尔瓦恩,L。;Nipkow,T.,《Isabelle/HOL中的自动证明与反驳》,(FroCoS.FroCoS,LNCS,第6989卷(2011),Springer),12-27·Zbl 1348.68214号
[7] 巴特菲尔德,A。;Gancarski,P。;Woodcock,J.,《统一编程理论中的状态可见性和通信》(Proc.3rd Intl.Symp.on Theory Aspects of Software Engineering(TASE)(2009),IEEE),第47-54页
[8] 卡纳姆,S。;Woodcock,J.,《UTP中定时外部选择的三种方法》,(第五届国际程序设计统一理论研讨会论文集)。程序。第五届国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第8963卷(2015年),Springer,1-20·兹比尔1457.68059
[9] 卡瓦尔坎蒂,A。;Woodcock,J.,《统一编程理论中的设计教程导论》(第四届国际集成形式方法大会(IFM))。程序。第四届国际集成形式方法会议(IFM),LNCS,第2999卷(2004),Springer),40-66·Zbl 1196.68031号
[10] 卡瓦尔坎蒂,A。;Woodcock,J.,统一编程理论中CSP的教程介绍,软件工程中的精化技术,LNCS,第3167卷,220-268(2006),Springer
[11] Cimatti,A。;Tonetta,S.,基于合同的设计的基于属性的证明系统,(第38届软件工程与高级应用会议(SEAA)(2012),IEEE),21-28
[12] 科尔文·R·J。;海耶斯,I.J。;Meinike,L.A.,《为具有并发性的广谱语言设计语义模型》,Form.Asp。计算。,29, 5 (2017) ·Zbl 1375.68036号
[13] Coquand,T.,《类型理论中的无限对象》,(Proc.1st Internal Workshop on Types for Proofs and Programs,Proc.1th Internal.Workshop for Types for Proofs and Procs,LNCS,vol.806(1993),Springer),62-78
[14] Dijkstra,E.W.,《保护命令,程序的不确定性和形式推导》,Commun。ACM,18453-457(1975年)·Zbl 0308.68017号
[15] Floyd,R.W.,《为项目赋予意义》,Proc。交响乐团。《应用科学》,《计算机科学的数学方面》,第19卷,19-32(1967),美国数学学会·Zbl 0189.50204号
[16] Foster,S。;卡瓦尔坎蒂,A。;Woodcock,J。;Zeyda,F.,《将时间理论与广义反应过程统一起来》,《Inf.过程》。莱特。,135, 47-52 (2018) ·Zbl 1476.68143号
[17] Foster,S。;Thiele,B。;卡瓦尔坎蒂,A。;Woodcock,J.,《迈向Modelica的UTP语义》,(第六届国际编程统一理论研讨会论文集)。程序。第六届国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第10134卷(2016),Springer)·Zbl 1483.68053号
[18] Foster,S。;Zeyda,F。;Woodcock,J.,Isabelle/UTP:一个机械化理论工程框架,(第五届国际统一编程理论研讨会论文集)。程序。第五届国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第8963卷(2014年),Springer,21-41·Zbl 1457.68061号
[19] 福斯特,S。;Zeyda,F。;Woodcock,J。;Nemouchi,Y。;里贝罗,P。;Wolff,B.,Isabelle/UTP:统一编程理论的机械化理论工程(2019),形式证明档案
[20] Foster,S。;Zeyda,F。;Woodcock,J.,用透镜统一异质状态空间,(第13届国际计算理论方面会议(ICTAC))。程序。第13届国际计算机理论方面会议(ICTAC),LNCS,第9965卷(2016),Springer)·Zbl 1482.68089号
[21] 戈麦斯,V.B.F。;Struth,G.,《应用于程序正确性的模态Kleene代数》,(第21届国际形式方法研讨会(FM)。第21页。国际交响乐团。关于形式方法(FM),LNCS,第9995卷(2016),Springer,310-325·兹比尔1427.68046
[22] Guttman,W。;Möller,B.,正规设计代数,J.Log。代数程序。,79, 2, 144-173 (2010) ·Zbl 1184.68179号
[23] Hayes,I.J.,《广义相对保证并发:代数基础》,Form.Asp。计算。,28, 6, 1057-1078 (2016) ·Zbl 1348.68035号
[24] 海耶斯,I.J。;科尔文·R·J。;洛杉矶梅内克。;温特,K。;Velykis,A.,《同步原子步骤代数》(Proc.21th Internal.Symp.on Formal Methods(FM))。程序。第21届国际交响乐团。关于形式方法(FM),LNCS,第9995卷(2016),Springer,352-369·Zbl 1427.68197号
[25] He,J.,《从CSP到混合系统》,(Roscoe,A.W.,《经典思维:C.A.R.Hoare荣誉论文》(1994),普伦蒂斯·霍尔出版社),171-189
[26] He,J。;L·萧山。;Zhiming,L.,《基于组件的软件工程:将方法及其理论联系起来的必要性》(Proc.2nd Internal Colloq.on Theory Aspects of Computing,ICTAC)。程序。第二届国际计算理论学术研讨会(ICTAC),LNCS,第3722卷(2005),Springer),70-95·Zbl 1169.68366号
[27] He,J。;L·萧山。;志明,L.,rCOS:对象系统的精化微积分,Theor。计算。科学。,365, 109-142 (2006) ·Zbl 1118.68049号
[28] Hehner,E.C.R.,《实用编程理论》(1993),施普林格出版社·Zbl 0793.68002号
[29] 亨金,L。;Monk,J。;Tarski,A.,《圆柱代数》,第一部分(1971年),北荷兰·Zbl 0214.01302号
[30] Hoare,C.A.R.,计算机编程的公理基础,Commun。ACM,第12、10、576-580页(1969年)·Zbl 0179.23105号
[31] Hoare,C.A.R.,谓词变换器的一些性质,J.ACM,25,3,461-480(1978)·Zbl 0379.68016号
[32] Hoare,C.A.R.,《通信顺序过程》(1985),Prentice-Hall·Zbl 0637.68007号
[33] 霍尔,C.A.R。;海耶斯,I。;He,J。;摩根,C。;罗斯科,A。;桑德斯,J。;瑟伦森,I。;斯皮维,J。;Sufrin,B.,《编程法则》,Commun。ACM,30,8,672-687(1987)·Zbl 0629.68006号
[34] 霍尔,C.A.R。;He,J.,《统一编程理论》(1998),普伦蒂斯·霍尔
[35] B.哈夫曼。;Kunčar,O.,《提升和转移:Isabelle/HOL中商的模块化设计》,(CPP.CPP,LNCS,第8307卷(2013),Springer),131-146·Zbl 1426.68284号
[36] Jones,C.B.,《包括干扰概念的计算机程序开发方法》(1981年),牛津大学博士论文
[37] Jones,C.B.,《通缉:并发的组合方法》(Programming Methodology,Monographs in Computer Science(2003),Springer),5-15
[38] von Karger,B.,《反应系统的计算方法》,科学。计算。程序。,37, 139-161 (2000) ·Zbl 0954.68035号
[39] 冯·卡格尔,B。;Hoare,C.A.R.,序列微积分,Inf.Process。莱特。,53, 123-130 (1995) ·兹伯利0875.68202
[40] Lassez,J.L。;Nguyen,V.L。;Sonenberg,E.A.,《不动点定理和语义:民间故事》,Inf.Process。莱特。,14, 3, 112-116 (1982) ·Zbl 0488.68015号
[41] McEwan,A.,《马戏团并行程序开发》(2006),牛津大学,博士论文
[42] Meyer,B.,《艾菲尔:软件工程的语言和环境》,J.Syst。软质。,8, 3, 199-246 (1988)
[43] Meyer,B.,应用“合同设计”,IEEE计算。,25, 10, 40-51 (1992)
[44] Morgan,C.,《基于规范的编程》(1996),Prentice-Hall
[45] Morris,J.M.,《逐步求精和编程微积分的理论基础》,科学。计算。程序。,9, 3, 287-306 (1987) ·Zbl 0624.68017号
[46] Nipkow,T。;温泽尔,M。;Paulson,L.C.,Isabelle/HOL:高阶逻辑的证明助手,LNCS,第2283卷(2002),Springer·Zbl 0994.68131号
[47] 奥利维拉,M。;卡瓦尔坎蒂,A。;Woodcock,J.,马戏团的UTP语义,Form.Asp。计算。,21, 3-32 (2009) ·Zbl 1165.68048号
[48] Oliveira,M.V.M.,《使用Circus对状态丰富的反应性程序进行形式推导》(2006),约克大学计算机科学系:英国约克大学计算科学系,YCST-2006-02
[49] Roscoe,A.W.,《并行理论与实践》(2005),普伦蒂斯·霍尔出版社
[50] 罗斯科,A.W。;Hoare,C.A.R.,《Occam编程定律》,Theor。计算。科学。,60, 2, 177-229 (1988) ·Zbl 0719.68039号
[51] Sangiovanni-Vincentelli,A。;Damm,W。;Passerone,R.,Taming Dr.Frankenstein:基于合同的网络物理系统设计,《欧洲控制杂志》,3217-238(2012)·Zbl 1264.93152号
[52] 桑托斯,T。;卡瓦尔坎蒂,A。;Sampaio,A.,UTP中的面向对象,(Dunne,S.;Stoddart,B.,Proc.第一届国际统一编程理论研讨会(UTP)。程序。第一届国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第4010卷(2006),Springer),20-38·Zbl 1186.68091号
[53] Scott,D.,《连续格》,(拓扑,代数几何和逻辑,拓扑,代数几何学和逻辑,LNM,第274卷(1971),Springer),97-136·Zbl 0239.54006号
[54] 警长,A。;卡瓦尔坎蒂,A。;He,J。;Sampaio,A.,实时系统规范和验证的过程代数框架,Form.Asp。计算。,22, 2, 153-191 (2010) ·Zbl 1214.68224号
[55] Spivey,M.,《Z符号-参考手册》(1989年),普伦蒂斯·霍尔:新泽西州普伦蒂斯霍尔-恩格尔伍德悬崖·Zbl 0777.68003号
[56] Tarksi,A.,《格理论不动点定理及其应用》,Pac。数学杂志。,5, 2, 285-309 (1955) ·兹比尔0064.26004
[57] Tarski,A.,《关系演算》,J.Symb。日志。,6, 3, 73-89 (1941)
[58] 托内塔,S。;Cimatti,A.,《基于组件的嵌入式系统的契约细化证明系统》,科学。计算。程序。,97, 333-348 (2015)
[59] Wei,K。;Woodcock,J。;Cavalcanti,A.,Circus time with reactive designs,(Proc.第四届国际统一编程理论研讨会(UTP))。程序。第四届国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第7681卷(2013年),Springer,68-87·Zbl 1452.68057号
[60] Woodcock,J.,《反应式编程的奇迹》,(第二届国际统一编程理论研讨会论文集)。程序。第二国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第5713卷(2008),Springer,202-217·Zbl 1286.68096号
[61] Woodcock,J.,工程UToPiA-CML的形式语义,(Jones,C.;Pihlajasaari,P.;Sun,J.;FM 2014:形式方法。FM 2014:formal Methods,LNCS,vol.8442(2014),Springer),22-41
[62] Woodcock,J。;Cavalcanti,A.,《一种并行的精炼语言》(Butterfield,A.;Strong,G.;Pahl,C.,第五届爱尔兰形式方法研讨会(IWFM),计算机研讨会(2001),BCS)
[63] Woodcock,J。;卡瓦尔坎蒂,A。;菲茨杰拉德,J。;Foster,S。;Larsen,P.G.,《CML中的合同》,(ISoLA 2014,第二部分,ISoLA,2014,第II部分,LNCS,第8803卷(2014),施普林格出版社),54-73
[64] Zeyda,F。;Foster,S。;Freitas,L.,《Isabelle/UTP的公理化价值模型》,(第六届国际程序设计统一理论研讨会,第六届国家程序设计统一原理研讨会,LNCS,第5713卷(2014),Springer),155-175·Zbl 1483.68093号
[65] 詹,N。;Kang,E.Y。;Liu,Z.,组件出版物和作文,(第二届国际统一编程理论交响曲)。第二国际交响乐团。关于统一编程理论(UTP),LNCS,第5713卷(2008年),施普林格),238-257·Zbl 1286.68098号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。