C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在科技高速發(fā)展的今天，C語(yǔ)言由于其自身的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為最主流的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的軟件實(shí)現(xiàn)中。然而 C語(yǔ)言中的數(shù)組越界問(wèn)題和除數(shù)為零問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮，這些問(wèn)題往往會(huì)造成程序出錯(cuò)，甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，因此保障 C程序的正確性有著重要意義。形式化方法作為對(duì)系統(tǒng)正確性進(jìn)行驗(yàn)證的一種重要方法，它通過(guò)使用相關(guān)的數(shù)學(xué)理論來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足相應(yīng)的規(guī)范，從而從根本上保障了系統(tǒng)的正確性。而區(qū)間時(shí)序邏輯語(yǔ)言（Modeling，Simulat

2、ion and Verification Language，MSVL）就是形式化驗(yàn)證中常用的一種建模、仿真和驗(yàn)證語(yǔ)言，已廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的驗(yàn)證中。本文主要研究了C程序到MSVL程序的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，取得了以下研究成果：
　　1.研究了現(xiàn)有的多種C程序模型檢測(cè)工具的工作原理，指出了它們存在的一些不足，如難以保障所提取模型與程序的一致性。給出了一種對(duì)C程序正確性進(jìn)行驗(yàn)證的方法。首先將C程序直接轉(zhuǎn)換為MSVL程序，并以生成的MSVL程序作為

3、模型，將對(duì)C程序正確性的驗(yàn)證轉(zhuǎn)換為對(duì)MSVL程序正確性的驗(yàn)證，然后使用命題投影時(shí)序邏輯（Propositional Projection Temporal Logic，PPTL）公式描述待驗(yàn)證系統(tǒng)的性質(zhì)，最后通過(guò)MSV解釋器對(duì)MSVL程序進(jìn)行驗(yàn)證。
　　2.分別對(duì)C語(yǔ)言以及 MSVL語(yǔ)言進(jìn)行了研究，并從詞法、語(yǔ)法等方面細(xì)致地分析了C語(yǔ)言和MSVL語(yǔ)言之間的異同，設(shè)計(jì)并給出了C程序到MSVL程序的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
　　3.研究了編譯

4、器及自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的工作原理，給出了C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的基本框架，并依據(jù)功能將系統(tǒng)劃分為五大功能模塊，同時(shí)給出了各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方案，最終使用Visual C++&Lex&Yacc實(shí)現(xiàn)了C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
　　4.通過(guò)“狼羊菜”問(wèn)題和“二十四組合數(shù)”問(wèn)題展示了C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可用性與實(shí)用性。通過(guò)“狼羊菜”問(wèn)題展示了本轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換過(guò)程以及MSV解釋器的仿真和驗(yàn)證過(guò)程，說(shuō)明了本轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可用性。