Analyse und Verifikation
LVA 185.276, VU 2.0, ECTS 3.0, 2012 S

(zweistündige Vorlesung mit Übung; siehe auch TISS/185.276)

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Vorlesungstermine

• Di, 26.06.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Di, 19.06.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Di, 12.06.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Di, 05.06.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Di, 15.05.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Fr, 11.05.2012, 12:30 - 14:00 Uhr s.t., Seminarraum, Argentinierstr. 8, Erdgeschoss (Eingang Paniglgasse).
• Di, 24.04.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Di, 17.04.2012, 16:30 - 18:00 Uhr Uhr s.t., EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29.
• Di, 20.03.2012, 16:30 - 18:00 Uhr s.t. EI 3A Hörsaal, Alte Elektrotechnik, Gußhausstr. 25-29: Vorbesprechung und erste Vorlesung.

Anmeldesystem

Das elektronische Anmeldesystem ist offen bis zum 25. März 2012.

Inhalt und Ziele

Die Vorlesung beschäftigt sich mit Konzepten und Prinzipien grundlegender und fortgeschrittener Verfahren zur Analyse und Verifikation von Softwaresystemen. Im Mittelpunkt stehen dabei die Konzepte von Korrektheit, Vollständigkeit und Optimalität in Analyse, Verifikation und Transformation. Die Vorlesung erstreckt sich dabei von Hoarescher Logik über Programm- und Datenflussanalyse zur Theorie abstrakter Interpretation und Modellprüfung. Illustrierende Transformationen werden dabei besonders dem Bereich optimierender und verifizierender Übersetzung entnommen. Anhand regelmäßig gestellter Übungsaufgaben werden die in der Vorlesung behandelten Themen an maßgeschneiderten Aufgabenstellungen erprobt und angewendet. Die Studierenden erhalten in Theorie und Praxis ein profundes Verständnis fundamentaler Prinzipien und Konzepte in Programmanalyse, -verifikation und -transformation, das sie befähigt, darauf gegründete Verfahren kompetent und adäqat anzuwenden und die Möglichkeiten und Grenzen insbesondere automatischer Verfahren zur Programmanalyse, -verifikation und transformation fundiert einzuschätzen und zu beurteilen.

• Teil I: Motivation
  • Grundlagen
  • Operationelle Semantik von WHILE
  • Denotationelle Semantik von WHILE
  • Axiomatische Semantik von WHILE
  • Worst-Case Execution Time Analyse

• Teil II: Analyse
  • Programmanalyse
  • Programmverifikation vs. Programmanalyse
  • Reverse Datenflussanalyse
  • Chaotische Fixpunktiteration
  • Basisblock- vs. Einzelanweisungsgraphen

• Teil III: Transformation und Optimalität
  • Elimination partiell toter Anweisungen
  • Elimination partiell redundanter Anweisungen
  • Kombination von PRAE und PDCE
  • Konstantenfaltung auf dem Wertegraphen

• Teil IV: Abstrakte Interpretation und Modellprüfung
  • Abstrakte Interpretation und DFA
  • Modellprüfung und DFA

• Teil V: Abschluss und Ausblick
  • Resümee und Perspektiven

Voraussetzungen

• Grundlegende Kenntnisse in Theoretischer Informatik und Programmierung werden vorausgesetzt.
• Kenntnisse im Übersetzerbau sind nützlich, etwa aus den Lehrveranstaltungen 185.A48 VU 4.0h "Übersetzerbau" oder 185.A04 VU 2.0 "Optimierender Übersetzerbau", aber nicht zwingend erforderlich.

Abschlussprüfung und Gesamtnote

Die Abschlussprüfungen zur Lehrveranstaltung sind mündlich. Termine dafür werden individuell vereinbart und sollten im Regelfall Ende Juni, Anfang Juli stattfinden. Andere Termine sind nach Absprache möglich. Die Gesamtnote ergibt sich je zur Häfte aus Übungs- und Prüfungsnote.

Vorlesungs- und Übungsunterlagen

Unterlagen zu Vorlesung und Übung sind nachstehend zur Verfügung gestellt.

Vorlesung	Inhalt	Folien	Hinweise
Vorlesungsfolien	Kap. 1 bis Kap. 17, Literatur, Anhang	pdf	Stand: 30.06.2012.
Vorbesprechung (20.03.2012)	Motivation, Organisatorisches	pdf	Stand: 20.03.2012.
Gemeinsame Vorbesprechung (07.03.2012)	Motivation	pdf	Stand: 07.03.2012.

 

Übung	Abgabetermin	Angabe	Hinweise und Bemerkungen
12.06.2012	19.06.2012	Blatt 6.pdf	Keine.
05.06.2012	12.06.2012	Blatt 5.pdf	Keine.
17.05.2012	05.06.2012	Blatt 4.pdf	Keine.
24.04.2012	11.05.2012	Blatt 3.pdf	Keine.
17.04.2012	24.04.2012	Blatt 2.pdf	Keine.
20.03.2012	17.04.2012	Blatt 1.pdf	Keine.

Vortragender

Jens Knoop, Tel.: 58801-18510, E-mail: knoop@complang.tuwien.ac.at