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Debugging Temporal Specifications with Concept Analysis

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Formal specification

In computer science, formal specifications are mathematically based techniques whose purpose are to help with the implementation of systems and software. They are used to describe a system, to analyze its behavior, and to aid in its design by verifying key properties of interest through rigorous and effective reasoning tools. These specifications are formal in the sense that they have a syntax, their semantics fall within one domain, and they are able to be used to infer useful information.

Symbole (informatique)

En programmation informatique, un symbole est une étiquette apposée sur certains éléments du code objet, du bytecode ou d'un arbre syntaxique abstrait, permettant de les identifier sous cette forme transformée du code source. Un symbole est très proche d'un identificateur du langage source, mais le concept d'identificateur ne recouvre pas totalement le concept de symbole. Le meilleur exemple en est la décoration de nom effectué par les compilateurs C++ qui consiste à trouver un symbole unique pour un identificateur dont le nom est surchargé.

Langage de spécification

Un langage de spécification est un Langage formel en Informatique utilisé pendant l'analyse systémique, l'analyse des exigences et la conception des systèmes pour décrire un système à un niveau beaucoup plus élevé qu'un langage de programmation, qui est utilisé pour produire un code exécutable pour un système. Les langages de spécification ne sont généralement pas exécutés directement. Ils sont destinés à décrire le quoi, pas le comment. En effet, il est considéré comme une erreur si une spécification d'exigence est encombrée de détail d'implémentation non nécessaire.

Vérification formelle

In the context of hardware and software systems, formal verification is the act of proving or disproving the correctness of intended algorithms underlying a system with respect to a certain formal specification or property, using formal methods of mathematics. Formal verification can be helpful in proving the correctness of systems such as: cryptographic protocols, combinational circuits, digital circuits with internal memory, and software expressed as source code.

Runtime verification

Runtime verification is a computing system analysis and execution approach based on extracting information from a running system and using it to detect and possibly react to observed behaviors satisfying or violating certain properties. Some very particular properties, such as datarace and deadlock freedom, are typically desired to be satisfied by all systems and may be best implemented algorithmically. Other properties can be more conveniently captured as formal specifications.

Débogueur

Un débogueur ou débugueur (de l'anglais debugger) est un logiciel qui aide un développeur à analyser les bugs d'un programme. Pour cela, il permet d'exécuter le programme pas-à-pas , d'afficher la valeur des variables à tout moment et de mettre en place des points d'arrêt sur des conditions ou sur des lignes du programme. Il s'agit de l'application à la programmation informatique du processus de troubleshooting. Le programme à déboguer est exécuté à travers le débogueur et s'exécute normalement.

Correction d'un algorithme

Un algorithme est correct s'il fait ce qu'on attend de lui. Plus précisément, rappelons qu'un algorithme est décrit par une spécification des données sur lesquelles l'algorithme va démarrer son calcul et une spécification du résultat produit par l'algorithme. Démontrer la correction de l'algorithme consiste à démontrer que l'algorithme retourne, quand il calcule en partant des données, un objet qui est un des résultats escomptés et qui satisfait la spécification du résultat comme énoncé dans la description de l'algorithme.

Debugging

In computer programming and software development, debugging is the process of finding and resolving bugs (defects or problems that prevent correct operation) within computer programs, software, or systems. Debugging tactics can involve interactive debugging, control flow analysis, unit testing, integration testing, , monitoring at the application or system level, memory dumps, and profiling. Many programming languages and software development tools also offer programs to aid in debugging, known as debuggers.

Vérification de modèles

thumb|308x308px|Principe du model checking. En informatique, la vérification de modèles, ou model checking en anglais, est le problème suivant : vérifier si le modèle d'un système (souvent informatique ou électronique) satisfait une propriété. Par exemple, on souhaite vérifier qu'un programme ne se bloque pas, qu'une variable n'est jamais nulle, etc. Généralement, la propriété est écrite dans un langage, souvent en logique temporelle. La vérification est généralement faite de manière automatique.

Program analysis

In computer science, program analysis is the process of automatically analyzing the behavior of computer programs regarding a property such as correctness, robustness, safety and liveness. Program analysis focuses on two major areas: program optimization and program correctness. The first focuses on improving the program’s performance while reducing the resource usage while the latter focuses on ensuring that the program does what it is supposed to do.