Program analysisIn 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.
Logique de HoareLa logique de Hoare, parfois appelée logique de Floyd-Hoare, est une méthode formelle définie par le chercheur en informatique britannique Tony Hoare dans un article de 1969 intitulé An Axiomatic Basis for Computer Programming. La méthode de Hoare met en place un formalisme logique permettant de raisonner sur la correction des programmes informatiques. Elle est fondée sur la syntaxe en ce sens que la correction d'un programme est décrite et démontrée par induction (récurrence) sur la structure du programme : à chaque règle syntaxique de construction d'un programme correspond une règle de la logique de Hoare.
Vérification de modèlesthumb|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.
Analyse statique de programmesEn informatique, la notion d’analyse statique de programmes couvre une variété de méthodes utilisées pour obtenir des informations sur le comportement d'un programme lors de son exécution sans réellement l'exécuter. C'est cette dernière restriction qui distingue l'analyse statique des analyses dynamiques (comme le débugage ou le profiling) qui s'attachent, elles, au suivi de l’exécution du programme. L’analyse statique est utilisée pour repérer des erreurs formelles de programmation ou de conception et pour déterminer la facilité ou la difficulté à maintenir le code.
Correction d'un algorithmeUn 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.
Méthode formelle (informatique)En informatique, les méthodes formelles sont des techniques permettant de raisonner rigoureusement, à l'aide de logique mathématique, sur un programme informatique ou du matériel électronique numérique, afin de démontrer leur validité par rapport à une certaine spécification. Elles reposent sur les sémantiques des programmes, c'est-à-dire sur des descriptions mathématiques formelles du sens d'un programme donné par son code source (ou, parfois, son code objet).
Interprétation abstraiteL'interprétation abstraite est une théorie d'approximation de la sémantique de programmes informatiques fondée sur les fonctions monotones pour ensembles ordonnés, en particulier les treillis (en anglais : lattice). Elle peut être définie comme une exécution partielle d'un programme pour obtenir des informations sur sa sémantique (par exemple, sa structure de contrôle, son flot de données) sans avoir à en faire le traitement complet.
Sémantique des langages de programmationEn informatique théorique, la sémantique formelle (des langages de programmation) est l’étude de la signification des programmes informatiques vus en tant qu’objets mathématiques. Comme en linguistique, la sémantique, appliquée aux langages de programmation, désigne le lien entre un signifiant, le programme, et un signifié, objet mathématique. L'objet mathématique dépend des propriétés à connaître du programme. La sémantique est également le lien entre : le langage signifiant : le langage de programmation le langage signifié : logique de Hoare, automates.
Assistant de preuveEn informatique (ou en mathématiques assistées par informatique), un assistant de preuve est un logiciel permettant la vérification de preuves mathématiques, soit sur des théorèmes au sens usuel des mathématiques, soit sur des assertions relatives à l'exécution de programmes informatiques. Beaucoup de projets ont été lancés pour formaliser les mathématiques, en 1966, Nicolaas de Bruijn lance le projet Automath, suivi par d'autres projets.
Démonstration automatique de théorèmesLa démonstration automatique de théorèmes (DAT) est l'activité d'un logiciel qui démontre une proposition qu'on lui soumet, sans l'aide de l'utilisateur. Les démonstrateurs automatiques de théorème ont résolu des conjectures intéressantes difficiles à établir, certaines ayant échappé aux mathématiciens pendant longtemps ; c'est le cas, par exemple, de la , démontrée en 1996 par le logiciel EQP.
Formal specificationIn 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.
Type dépendantEn Informatique et en Logique, un type dépendant est un type qui peut dépendre d'une valeur définie dans le langage typé. Les langages Agda et Gallina (de l'assistant de preuve Coq) sont des exemples de langages à type dépendant. Les types dépendants permettent par exemple de définir le type des listes à n éléments. Voici un exemple en Coq. Inductive Vect (A: Type): nat -> Type := | nil: Vect A 0 | cons (n: nat) (x: A) (t: Vect A n): Vect A (S n).
Sémantique opérationnelleEn informatique, la sémantique opérationnelle est l'une des approches qui servent à donner une signification aux programmes informatiques d'une manière rigoureuse, mathématiquement parlant (voir Sémantique des langages de programmation). Une sémantique opérationnelle d'un langage de programmation particulier décrit comment chaque programme valide du langage doit être interprété en termes de suite d'états successifs dans la machine. Cette suite d'états est la signification du programme.
Sémantique dénotationnelleEn informatique, la sémantique dénotationnelle est une des approches permettant de formaliser la signification d'un programme en utilisant les mathématiques. Parmi les autres approches, on trouve la sémantique axiomatique et la sémantique opérationnelle. Cette discipline a été introduite par Christopher Strachey et Dana Scott. En général, la sémantique dénotationnelle utilise des techniques de programmation fonctionnelle pour décrire les langages informatiques, les architectures et les programmes.
Coq (logiciel)Coq est un assistant de preuve utilisant le langage Gallina, développé par l'équipe PI.R2 de l’Inria au sein du laboratoire PPS du CNRS et en partenariat avec l'École polytechnique, le CNAM, l'Université Paris Diderot et l'Université Paris-Sud (et antérieurement l'École normale supérieure de Lyon). Le nom du logiciel (initialement CoC) est particulièrement adéquat car : il est français ; il est fondé sur le calcul des constructions (CoC abrégé en anglais) introduit par Thierry Coquand.
Sémantique axiomatiqueLa sémantique axiomatique est une approche basée sur la logique mathématique qui sert à prouver qu'un programme informatique est correct. Cette sémantique tend à considérer un programme comme un transformateur de propriétés logiques, c'est-à-dire que la signification donnée au programme est un ensemble de prédicats qui sont vérifiés par l'état de la machine (caractérisé par sa mémoire) qui a exécuté le programme, à condition qu'un autre ensemble de prédicats ait été vérifié avant exécution.
Terminaison d'un algorithmeLa terminaison est une propriété fondamentale des algorithmes. Elle stipule que les calculs décrits par l'algorithme s'arrêteront. En général cet arrêt doit avoir lieu quelles que soient les données initiales que l'on fournit à l'algorithme. Si l'on veut insister sur ce point on parle alors souvent de terminaison uniforme, mais le plus généralement « terminaison » couvre aussi bien l'arrêt sur une donnée que l'arrêt sur toutes les données et c'est le contexte qui décide.
Logique temporelle linéaireEn logique, la logique temporelle linéaire (LTL) est une logique temporelle modale avec des modalités se référant au temps. En LTL, on peut coder des formules sur l'avenir d'un chemin infini dans un système de transitions, par exemple une condition finira par être vraie, une condition sera vraie jusqu'à ce qu'une autre devienne vraie, etc. Cette logique est plus faible que la logique CTL*, qui permet d'exprimer des conditions sur des ramifications de chemins et pas seulement sur un seul chemin.
Programmation par contratLa programmation par contrat (en anglais, design by contract ou DBC) est un paradigme de programmation dans lequel le déroulement des traitements est régi par des règles. Ces règles, appelées des assertions, forment un contrat qui précise les responsabilités entre le client et le fournisseur d'un morceau de code logiciel. C'est une méthode de programmation semi-formelle dont le but principal est de réduire le nombre de bugs dans les programmes.
