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Dieses Buch bietet als erstes Lehrbuch eine systematischeEinführung in die Programmverifikation. Sequentielle,parallele und verteilte Programme werden in einheitlicher Weise behandelt. In den einzelnen Kapiteln des Buches werden deterministische und nicht deterministische Programme, Programme mit gemeinsamen Variablen und verteilte Programme mit Kommunikation über Botschaftenaustausch behandelt. Für jede dieser Programmklassen werden eine operationelle Semantik, Syntax-gerichtete Verifikationsregeln mitsamt Korrektheitsbeweis und ein größeres Verifikationsbeispielv orgestellt. Insbesondere werden Programme zur Lösung derklassischen Probleme Erzeuger-Verbraucher, wechselweiserAusschluß und verteilte Terminierung diskutiert undverifiziert. Eine Besonderheit des Buches ist dieeinheitliche Behandlung von Fairneß-Annahmen und die Benutzung von Programmtransformationen.Das Buch eignet sich für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen ber Programmverifikation. Die Kapitel sindeinheitlich strukturiert und enthalten eine Reihe von Übungsaufgaben und bibliographischen Hinweisen. Das Buch führt auch an aktuelle Themen der Forschung heran.
List of contents
1 Einführung.- 1.1 Beispiel eines parallelen Programmes.- 1.2 Programmkorrektheit.- 1.3 Struktur dieses Buches.- 2 Vorbereitungen.- 2.1 Syntax.- 2.2 Getypte Ausdrücke.- 2.3 Semantik von Ausdrücken.- 2.4 Formale Beweissysteme.- 2.5 Logische Formeln.- 2.6 Semantik von logischen Formeln.- 2.7 Substitution.- 2.8 Substitutions-Lemma.- 2.9 Übungsaufgaben.- 2.10 Bibliographische Anmerkungen.- 3 Deterministische Programme.- 3.1 Syntax.- 3.2 Semantik.- 3.3 Verifikation.- 3.4 Beweisskizzen.- 3.5 Vollständigkeit.- 3.6 Zusätzliche Axiome und Regeln.- 3.7 Systematische Entwicklung korrekter Programme.- 3.8 Fallstudie: Minimale Abschnittssumme.- 3.9 Übungsaufgaben.- 3.10 Bibliographische Anmerkungen.- 4 Disjunkte parallele Programme.- 4.1 Syntax.- 4.2 Semantik.- 4.3 Verifikation.- 4.4 Fallstudie: Finde Positives Element.- 4.5 Übungsaufgaben.- 4.6 Bibliographische Anmerkungen.- 5 Parallele Programme mit gemeinsamen Variablen.- 5.1 Zugriff auf gemeinsame Variablen.- 5.2 Syntax.- 5.3 Semantik.- 5.4 Verifikation: Partielle Korrektheit.- 5.5 Verifikation: Totale Korrektheit.- 5.6 Fallstudie: Finde positives Element schneller.- 5.7 Verändern von Interferenzpunkten.- 5.8 Fallstudie: Parallele Nullstellensuche.- 5.9 Übungsaufgaben.- 5.10 Bibliographische Anmerkungen.- 6 Parallele Programme mit Synchronisation.- 6.1 Syntax.- 6.2 Semantik.- 6.3 Verifikation.- 6.4 Fallstudie: Erzeuger/Verbraucher-Problem.- 6.5 Fallstudie: Wechselweiser Ausschluß.- 6.6 Verändern von Interferenzpunkten.- 6.7 Fallstudie: Synchronisierte Nullstellensuche.- 6.8 Übungsaufgaben.- 6.9 Bibliographische Anmerkungen.- 7 Nichtdeterministische Programme.- 7.1 Syntax.- 7.2 Semantik.- 7.3 Vorteile nichtdeterministischer Programme.- 7.4 Verifikation.- 7.5 Fallstudie: Wohlfahrtsbetrüger.- 7.6 Transformationparalleler Programme.- 7.7 Übungsaufgaben.- 7.8 Bibliographische Anmerkungen.- 8 Verteilte Programme.- 8.1 Syntax.- 8.2 Semantik.- 8.3 Transformation verteilter Programme.- 8.4 Verifikation.- 8.5 Fallstudie: Übertragungsproblem.- 8.6 Übungsaufgaben.- 8.7 Bibliographische Anmerkungen.- A. Semantik.- B. Beweisregeln.- C. Beweissysteme.- D. Beweisskizzen.- Autorenverzeichnis.- Stichwortverzeichnis.- Symbolverzeichnis.
