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不可满足核与证明证书

60 分钟

不可满足核与证明证书

从一个“已经测过”的程序开始

程序跑过样例并不等于性质已经成立。本节研究 不可满足核与证明证书:先明确我们要对哪个程序、模型或状态机,证明哪一条性质,在什么输入、环境、调度和数值语义下成立。形式化不是把自然语言换成符号,而是把可以被反例推翻的主张写到足够精确。

本节专属对象

unsat core定位共同矛盾的命名约束;proof certificate可由小内核独立检查。。把对象分成真实需求、形式规约、程序/模型状态、执行关系、证明义务和工具结果。每一层都要有版本与映射;工具显示绿色只说明它在当前编码和假设下没有找到违反,不能自动补上遗漏的需求或错误的模型。

公式或规则怎样成立

核心关系是:Core⊆Constraints 且 UNSAT(Core)。。逐项说明符号的域、量词、前后状态、终止口径和数值模型,再从定义或推理规则推出结论。若求解器返回unknown、模型含未定义行为、循环缺少不变量、并发缺少公平假设或规格本身不可满足,应明确停止,不能把异常分支算成证明成功。

老师带着算完例子

约束x>0,x<0,y=1中,前两项构成大小2的核,y无关。。这个例子给出了输入、推导中间量和结论。现在只改一个条件,先预测三元组、状态集合、验证条件或时序性质会变强、变弱还是失效,然后重新计算。方向不对时,依次检查蕴含方向、替换的新旧值、量词作用域、路径条件、状态可达性和内存/整数语义。

把证明拆成能审计的行

围绕“不可满足核与证明证书”至少写四行:第一行写程序或状态机与语义;第二行写前置、后置、不变量或时序性质;第三行按“Core⊆Constraints 且 UNSAT(Core)。”生成局部义务;第四行给有效证明、满足模型或反例路径。每行标明使用的假设和规则,并用“约束x>0,x<0,y=1中,前两项构成大小2的核,y无关。”逐项代入。只写“显然”“工具通过”或最后布尔值均不合格。

完成正向推导后做两次反查。先从结论向后找到具体规则、约束、状态和源代码位置;再从源输入向前重放执行、调度或模型路径,确认首次偏差。最后注入“把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。”,判断它是真实缺陷、规约漏洞、模型偏差、证明不够强还是工具边界。

落到工具可执行的验证流程

给约束命名,最小化核并映射规约行;验证证书。。实现时输出AST/CFG、路径条件、验证条件、求解状态、模型、不可满足核、反例状态或证明项,而不是只输出PASS。保存工具与求解器版本、参数、超时、随机种子和可信计算基,让另一个环境能够重放。

复杂度、可信边界与系统连接

分析“不可满足核与证明证书”主要受路径数、状态数、变量域、公式规模、量词实例、BDD节点、抽象域高度或并发交错中的哪个量控制。小例证明编码语义,规模实验说明成本,失败注入说明边界。再把本节接到需求—规约—模型—实现—编译—运行环境证据链,指出哪些环节已证明、哪些仍靠测试或人工评审。

本节报告至少保留规约、程序/模型hash、全部假设、生成的义务、中间证据、结果和运行成本。手算“约束x>0,x<0,y=1中,前两项构成大小2的核,y无关。”校验工具编码,再用“把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。”检查失败行为。库和求解器可以使用,但必须把valid、invalid、unknown、timeout和crash分成不同结果。

最短失败反例

本节边界是:把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。。构造最小程序、状态或约束使问题出现,指出被破坏的规则或假设,并给修正后的规约、代码或证明义务。反例必须能回放;若只能看到抽象内部变量,要继续映射回学生能理解的输入和执行步骤。

在线练习与闭卷自检

本节绑定单选、多选、计算和严格证明题;章节另有可运行Python验证算法,每题至少四组测试。闭卷重建五项:对象“unsat core定位共同矛盾的命名约束;proof certificate可由小内核独立检查。”;核心关系“Core⊆Constraints 且 UNSAT(Core)。”;算完例题“约束x>0,x<0,y=1中,前两项构成大小2的核,y无关。”;验证流程;失败边界“把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。”。缺任一项,就还没有把“证明”接到真实程序上。

Practice

本课练习

6

先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。

1方法单选:不可满足核与证明证书 4 积分

实现不可满足核与证明证书时,哪条证据链最严格?本节反例是:把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。

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2证据多选:不可满足核与证明证书 4 积分

复核不可满足核与证明证书时哪些材料必须保留?

多选题:必须选全正确项,漏选或多选均不得分。

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3专属计算:不可满足核与证明证书 4 积分

10项约束的核含3项,核比例百分比?

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4推导与实验题:不可满足核与证明证书 4 积分

围绕不可满足核与证明证书完成可复算解答:解释“unsat core定位共同矛盾的命名约束;proof certificate可由小内核独立检查。”,逐行使用 Core⊆Constraints 且 UNSAT(Core)。 重算“约束x>0,x<0,y=1中,前两项构成大小2的核,y无关。”,执行“给约束命名,最小化核并映射规约行;验证证书。”,再针对“把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。”构造最小反例并修正。

【评分量表】对象与口径2分;公式和中间步骤3分;例题数值3分;失败边界与修正2分。

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5u06独立题04:不可满足核与证明证书 5 积分

完成不可满足核与证明证书的规约、证明和反例回放设计。

【量表】对象2;规则/公式3;证明证据3;失败修正2。边界:把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。

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6case独立题05:不可满足核与证明证书 5 积分

不可满足核与证明证书综合验收时哪种做法成立?边界:把非最小核当根因;求解器崩溃当证明。

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