تطبيق الطرائق الشكلية لضمان تصحيح البرمجيات: أمثلة ومؤسسة رياضيات

والأساليب الرسمية هي الأساليب الرياضية المستخدمة لتحديد وتطوير نظم البرامجيات والتحقق منها، وهي تساعد على ضمان أن تتصرّف البرامجيات على النحو المعتزم وتخفض من مخاطر الأخطاء، وتستكشف هذه المادة أمثلة على الأساليب الرسمية وأسسها الرياضية.

أمثلة على الطرائق الشكلية

وتستخدم عدة طرق رسمية على نطاق واسع في هندسة البرمجيات، وتشمل هذه الأساليب التحقق من النماذج، والإثبات النظري، ولغات التحديد الرسمي، وتوفر كل طريقة طرقا مختلفة لتحليل صحة البرامج والتحقق منها.

ويستكشف النموذج بصورة منهجية جميع الدول الممكنة لنظام التحقق من خصائص مثل السلامة والعيش، ويستلزم إثبات النظرية بناء أدلة رياضية لإثبات أن النظام يفي ببعض المواصفات، وتتيح لغات المواصفات الرسمية، مثل Z أو VDM، وصفا دقيقا لسلوك النظام.

المؤسسات الرياضية

فالطرق الرسمية تعتمد على المنطق الالرياضي، ونظرية محددة، وهياكل هجائية، وتسمح هذه الأسس بالتفسير الدقيق بشأن خصائص النظام وسلوكه، وعلى سبيل المثال، يستخدم المنطق الافتراضي والمسبق للتعبير عن مواصفات النظام والتحقق من صحته.

وتساعد النماذج الرياضية في فهم الدول والتحولات المحتملة داخل نظام ما، ثم تحليل أساليب التحقق الرسمية لهذه النماذج لتحديد الأخطاء أو أوجه التضارب المحتملة قبل التنفيذ.

فوائد الطرائق الشكلية

ومن شأن تطبيق الأساليب الرسمية أن يحسن موثوقية البرامجيات وسلامتها، لا سيما في النظم الحرجة مثل الفضاء الجوي، والرعاية الصحية، والتمويل، ويوفر مستوى عاليا من الضمانات بأن البرامجيات تفي بمواصفاتها وتتصرف على نحو صحيح في ظل جميع الظروف.

• الكشف المبكر عن الأخطاء
• مواصفات النظام الافتراضي
• الدليل الافتراضي على صحة
• انخفاض تكاليف الاختبار