Modellierung, Analyse, Verifikation (Programmanalyse) (WS 2017/18)

Vergangene Veranstaltung

Diese Seite bezieht sich auf eine Vorlesung aus vorherigen Jahren. Aktuelle Termine und Arbeitsmaterialien sind hier zu finden.

Dozentin/Übungsleitung:
Prof. Dr. Barbara König

Inhalt und Lernziele

Zur automatischen Verifikation und Validierung von Programmen und Systemen benötigt man Verfahren, die bei Eingabe eines Programms und einer zugehörigen Spezifikation entscheiden, ob das Programm diese Spezifikation erfüllt.

Im allgemeinen ist dieses Problem unentscheidbar, es gibt jedoch viele sicherheitskritische Programme, die man dennoch gerne maschinell analysieren und verifizieren möchte. Auch sie können analysiert werden, wenn man nicht-vollständige Verfahren zuläßt. Man verlangt, dass diese Analyseverfahren niemals ein fehlerhaftes Programm als korrekt ansehen, es ist aber zulässig, korrekte Programme abzulehnen (einseitiger Irrtum). Auf diese Weise kann immer noch eine große Menge von Programmen analysisert und ihre Korrektheit verifiziert werden. Ein anderer wichtiger Anwendungsbereich ist die Programmoptimierung im Compilerbau.

In der Vorlesung werden insbesondere folgende Themen behandelt:

  • Datenflussanalyse (Fixpunkttheorie, Monotone Frameworks, Worklist-Algorithmus, Anwendungsbeispiele: Compilerbau, Java Bytecode Verifier)
  • Grundlagen der abstrakten Interpretation (Galois-Verbindungen, Sichere Approximation von Funktionen, Abstraktionsverfeinerung)

Der Inhalt der Vorlesung wird im Wesentlichen ähnlich zur Vorlesung im Wintersemester 2016/17 sein.

Tools

Folgende Werkzeuge werden in der Vorlesung eingesetzt:

  • PAG/WWW (Programmanalyse-Generator mit WWW-Interface)
  • jasmin (Assembler für Java-Bytecode)

Termine

Vorlesung

  • Dienstag, 8:30-10:00, LC 137
  • Donnerstag, 8:30-10:00, LC 137 (jede zweite Woche)

Übungen

  • Donnerstag, 8:30-10:00, LC 137 (jede zweite Woche)

Übungstermine: 26.10., 9.11., 23.11., 7.12., 21.12., 18.1., 1.2.

Die dazugehörigen Übungsblätter werden jeweils eine Woche vorher veröffentlicht.

Prüfung

Im Wintersemester 2018 wird die Vorlesung mündlich geprüft (Ort: LF 264). Die Termine sind 8. und 9. Februar 2018. Im Sekretariat LF 227 befinden sich ab sofort Listen, in die Sie sich eintragen können, um einen genauen Termin zu erhalten.

Downloads

Skript

Folien

Die Folien werden ähnlich zu den Folien im Wintersemester 2016/17 sein.

Hinweis: s/w = schwarz-weiß

Folien, unterteilt in Kapitel

Übungsblätter