形状图逻辑扩展的实现

【摘要】信息时代的发展,引领计算机软件应用深入到千家万户,各行各业。随着软件的应用领域迅速加大,规模急速扩张,软件安全性的要求也逐步提升,软件调试和维护的成本越来越高,软件的安全形势日渐严峻。基于逻辑推理的形式验证是提高软件可信程度的一种重要方法。进入21世纪来,国际国内对该方法的推广和工业应用进行了大量的研究与开发,本实验室(中科大一耶鲁高可信软件联合研究中心)在并行程序的验证方法和串行程序的验证工具的研发工作也相当活跃。本文工作基于一个类C小语言PointerC的程序验证器原型。它是研究操作易变数据结构的指针程序的验证的试验性工具。本文对此验证器进行了两方面扩展,一是使验证器可以更好地用于一维数组程序的验证。二是使验证器能用于操作带附加单链表的数据结构的程序的验证。本文的主要贡献如下：第一,设计并实现了对一维数组元素进行赋值的语句的推理规则,并将此规则延伸应用到全称量词的约束变元出现在访问路径的上角标中的情况。原型系统虽然主要是针对指针程序设计的,但同时也考虑了操作其他数据类型的程序的验证,比如操作数组的程序的验证。操作一维数组的程序中,数组的很多性质需要使用量化断言(如全称断言)来描述。这样在遇到数组元素的赋值语句时,在运行赋值公理时需要使用本文设计的规则对量化断言进行展开。同理,此规则也适用在验证包含带上角标表达式的全称量词的程序中。第二,设计并实现了一种操作带附加链表的数据结构的程序的验证方法。在形状分析时,若想让附加链表指针指在主数据结构的节点上,则不可能进行精确的指针分析,导致基于精确指针分析的形状图逻辑不能使用。本文设计的解决方法是,将附加链表从主数据结构的形状图中分离出来,建立分离的虚拟附加链表。通过上述对原型系统中形状图逻辑的扩展,使得系统原型能够验证复杂的一维数组程序和包含带上角标表达式的全称量词的程序,并能验证操作带附加单链表的数据结构的程序,扩展了原型系统的验证范围。
【作者】韩亚慧；
【导师】陈意云；
【作者基本信息】中国科学技术大学，计算机软件与理论，2014，硕士
【关键词】形式验证；形状图逻辑；推理规则；全称量词；附加单链表；

【参考文献】
[1]叶海蓉.论西子奥的斯电梯有限公司管理沟通体系构建[D].浙江工业大学,2012.
[2]陈涛.我国中小企业现状与发展研究[D].重庆大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[3]熊四皓,刘谦.以太网接入问题探讨[J].电信网技术.2001(02)
[4]黄梦滢.基于国家治理视角的国家审计发展研究[D].南昌大学,会计学,2012,硕士.
[5]马嘉华.石墨烯基钙钛矿型纳米晶薄膜的制备及光催化性能研究[D].燕山大学,2014.
[6]余福贵.欠发达地区农村义务教育经费管理体制研究[D].江西师范大学,教育管理,2003,硕士.
[7]高文良.大型曲轴模具堆焊制造工艺研究[D].南京航空航天大学,材料加工工程,2013,硕士.
[8]李伟.光催化剂TiO_2的结构与特性：第一性原理模拟研究[D].宁波大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[9]李如忠,徐晶晶,姜艳敏,陈婧,丁贵珍.铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估[J].环境科学研究,2013,01:88-96.
[10]周婷.苏南地区高中学生厌学生物的成因调查及其相关策略研究[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[11]王亮,胡琨元,库涛,吴俊伟.基于多尺度空间划分与路网建模的城市移动轨迹模式挖掘[J].自动化学报.
[12]钱进,孟祥萍,徐冬寅.一种有效的关联规则增量式更新算法[J].长春工程学院学报(自然科学版),2003,03:11-14.
[13]高学平.PAN纤维微缺陷及微晶结构的形成与演变[D].山东大学,材料学,2014,博士.
[14]李洋.SBA-15固定化脂肪酶催化合成棕榈酸乙酯的研究[D].吉林大学,微生物与生化药学,2014,硕士.
[15]郭晓旭.高速铁路牵引网建模与仿真[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[16]吕俭.青岛市海饰旅游纪念品的市场结构和生产组织形式[D].青岛大学,旅游管理,2013,硕士.
[17]赵俊彩.桂西第四纪喀斯特地貌与堆积型铝土矿分布规律[D].中国地质大学（北京）,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[18]孙哲.鼻腔鼻窦恶性肿瘤的回顾性分析及Cox-2、mTOR、CD44v6蛋白的表达和临床意义[D].蚌埠医学院,肿瘤学,2013,硕士.
[19]曹金芳.基于适宜的有居民海岛开发利用方式的无居民海岛开发利用区域选划研究[D].内蒙古师范大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[20]连文婷.A公司知识型员工激励问题研究[D].北京交通大学,2014.
[21]杨广,史延红,王宇生.热连轧机中的活套控制[J].一重技术.2001(Z1)
[22]周杰.马来酰亚胺聚谷氨酸天冬氨酸靶向肽聚合物药物载体系统的建立与应用[D].华东师范大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[23]李秀玲,武晓君.低维氮化硼纳米材料[J].中国科学技术大学学报,2014,05:389-402.
[24]潘中尉.现金股利影响因素实证研究[D].南京师范大学,金融学,2012,硕士.
[25]曲春锦.改进的关联规则挖掘算法及其在教育信息挖掘中的应用[J].交通与计算机,2005,04:68-71.
[26]武杏杏.基于LabVIEW的航空电子设备自动测试系统设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2012,硕士.
[27]阳勋.成都彭州国税震灾后发展振兴战略执行调查研究[D].电子科技大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[28]孟凡柱.基于优化动作次数的区域电网无功调控系统的研究[D].华北电力大学,电气工程（专业学位）,2012,硕士.
[29]熊凤山.我国注册资产评估师职业能力框架研究[D].河北农业大学,农业经济管理,2004,硕士.
[30]王娅明.中国甘肃昌马早白垩世今鸟型类的形态学和系统发育关系研究[D].中国地质科学院,古生物学与地层学,2014,硕士.
[31]庹康秀.酶法制备可口革囊星虫ACE抑制肽[D].广西医科大学,药理学,2013,硕士.
[32]梁艳艳.企业并购项目风险管理研究[D].南京理工大学,项目管理,2012,硕士.
[33]田治立.纤细角毛藻的气升式光生物反应器高密度培养[D].大连理工大学,生物化工,2004,硕士.
[34]韩思宁.草甘膦抗性候选基因的克隆与表达研究[D].东北农业大学,农药学,2013,硕士.
[35]王朝涛.踏面磨耗对CRH2-300型高速列车动力学性能影响研究[D].北京交通大学,2014.
[36]张力.基于广义费用的客运专线客运需求预测方法研究[D].北京交通大学,2010.
[37]徐金.创新扩散理论视野下的“微童星”微博营销实证研究[D].山东师范大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[38]陈亚培.雷达距离欺骗干扰的对抗方法研究[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[39]鲍秋旭.教育学专业本科生专业认同问题与对策研究[D].华中科技大学,高等教育学,2012,硕士.
[40]丁茹.星新一小说在中国的接受[D].山东师范大学,日语语言文学,2013,硕士.
[41]JérémieCHAUVIN.面向产品服务系统开发的客户需求和满意度分析[D].上海交通大学,工业工程与管理,2014,硕士.
[42]刘清.“石家庄2011国际水污染防治大会”发言交替传译实践报告[D].河北师范大学,翻译,2013,硕士.
[43]牛建忠.石家庄环城水系生态环境设施研究[D].河北科技大学,设计艺术学,2012,硕士.
[44]乔彦伟.地应力测量技术在煤矿开采中的应用[D].内蒙古科技大学,采矿工程,2014,硕士.
[45]屠蕴秋.基于纳米材料荧光淬灭作用的microRNA检测新方法研究[D].南京师范大学,2013.
[46]马骁.电力线载波抄表系统设计[D].北方工业大学,电路与系统,2013,硕士.
[47]谢金.基于能力本位的高职电视节目制作专业课程体系研究[D].湖南大学,高等教育学,2011,硕士.
[48]史华亮.压铸模具表面激光加工参数优化研究[D].太原科技大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[49]马骁.贷款诈骗罪认定问题研究[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[50]唐仁康.丹蒌片治疗冠心病稳定型心绞痛（痰浊血瘀证）的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.