C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、在科技高速發(fā)展的今天，C語言由于其自身的優(yōu)勢已經(jīng)成為最主流的程序設計語言之一，被廣泛應用于各個領域的軟件實現(xiàn)中。然而 C語言中的數(shù)組越界問題和除數(shù)為零問題屢見不鮮，這些問題往往會造成程序出錯，甚至可能導致系統(tǒng)崩潰，因此保障 C程序的正確性有著重要意義。形式化方法作為對系統(tǒng)正確性進行驗證的一種重要方法，它通過使用相關的數(shù)學理論來驗證系統(tǒng)是否滿足相應的規(guī)范，從而從根本上保障了系統(tǒng)的正確性。而區(qū)間時序邏輯語言（Modeling，Simulat

2、ion and Verification Language，MSVL）就是形式化驗證中常用的一種建模、仿真和驗證語言，已廣泛應用于實時系統(tǒng)的驗證中。本文主要研究了C程序到MSVL程序的自動轉(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C程序正確性進行驗證的方法。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C程序正確性的驗證轉(zhuǎn)換為對MSVL程序正確性的驗證，然后使用命題投影時序邏輯（Propositional Projection Temporal Logic，PPTL）公式描述待驗證系統(tǒng)的性質(zhì)，最后通過MSV解釋器對MSVL程序進行驗證。
　　2.分別對C語言以及 MSVL語言進行了研究，并從詞法、語法等方面細致地分析了C語言和MSVL語言之間的異同，設計并給出了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，同時給出了各個模塊的實現(xiàn)方案，最終使用Visual C++&Lex&Yacc實現(xiàn)了C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
　　4.通過“狼羊菜”問題和“二十四組合數(shù)”問題展示了C-to-MSVL程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可用性與實用性。通過“狼羊菜”問題展示了本轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換過程以及MSV解釋器的仿真和驗證過程，說明了本轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可用性。