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要旨:
Die Entwicklung von Software ist ein fehleranf¨alliger Prozess. Allein die
Tatsache,
dass ein Programm ausf¨uhrbar ist und dass f¨ur eine begrenzte Menge
von Testf¨allen keine Fehler in der Ausf¨uhrung des Programms auftritt, sagt
nicht aus, dass ein Programm fehlerfrei ist. Vor allem in Bereichen, in denen
Software nicht einfach im Fall eines Versagens abgeschaltet und repariert
werden kann ist es wichtig beweisen zu k¨onnen, dass Software fehlerfrei
ist. Es existieren verschiedene Methoden diesen Beweis zu erbringen. Die
g¨angigste Methode ist deduktive Verifikation, in der die Software von Hand
verifiziert wird. Dieser Vorgang ist allerdings teuer und fehleranf¨allig.
Formale Verifikation ist eine j¨ungere Methode die vor allem f¨ur die
Verifikation
von Hardware verwendet wird. Mit formaler Verifikation k¨onnen
Systeme mit endlicher Zustandsmenge automatisch bewiesen werden. Um
die Methode auf Software anzuwenden, muss diese abstrahiert werden, da
die Zustandsmenge eines Programms unendlich gross sein kann. Das U¨ berpr
¨ufen von Programmeigenschaften auf einem abstrakten Modell wird auch
Model Checking genannt.
Es existieren verschiedene Ans¨atze um durch Model Checking
Programmeigenschaften
zu beweisen. In [esp] wird ein Ansatz vorgestellt tempor¨are
Sicherheitseigenschaften eines Programms automatisch zu Beweisen. [tin]
stellt eine M¨oglichkeit vor durch Model Checking Terminierung und Fairness
zu beweisen.
Diese Ans¨atze arbeiten immer auf dem gesamten Programm. In dieser Arbeit
wird eine Methode hergeleitet, ein Programm oder einen Teil eines Programms
in eine abstrakte U¨ bergangsrelation zu u¨bersetzen und durch diese,
Annahmen ¨uber das Verhalten der Programmvariablen zu beweisen. Der Vorteil
dieser Methode ist die Wiederverwendbarkeit von U¨ bergangsrelationen.
Da diese unabh¨angig vom Kontrollfluss sind, gen¨ugt es, f¨ur einen Programmteil
einmalig die U¨ bergangsrelation zu berechnen, egal wie oft dieser Teil
verwendet
wird. Diese Eigenschaft bietet es an, dieses Verfahren in den Prozess
der Softwareentwicklung einzubeziehen um die Fehlersuche zu erleichtern,
oder Fehler fr¨uhzeitig zu erkennen.
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