Formale Systeme. Prof. P.H. Schmitt. Winter 2007/2008. Fakultät für Informatik Universität Karlsruhe (TH) Voraussetzungen

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1 Formale Systeme Prof. P.H. Schmitt Fakultät für Informatik Universität Karlsruhe (TH) Winter 2007/2008 Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

2 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

3 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Die große Übung entfällt dafür. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

4 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Die große Übung entfällt dafür. Die Übungsblatter sind jeweils ab Donnerstag elektronisch verfügbar. Erstmals heute. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

5 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Die große Übung entfällt dafür. Die Übungsblatter sind jeweils ab Donnerstag elektronisch verfügbar. Erstmals heute. Rückgabe der bearbeiteten Übungsaufgaben in Papierform am darauf folgenden Donnerstag Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

6 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Die große Übung entfällt dafür. Die Übungsblatter sind jeweils ab Donnerstag elektronisch verfügbar. Erstmals heute. Rückgabe der bearbeiteten Übungsaufgaben in Papierform am darauf folgenden Donnerstag in der Vorlesung oder Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

7 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Die große Übung entfällt dafür. Die Übungsblatter sind jeweils ab Donnerstag elektronisch verfügbar. Erstmals heute. Rückgabe der bearbeiteten Übungsaufgaben in Papierform am darauf folgenden Donnerstag in der Vorlesung oder in der dafür vorgesehene Box im Institut für Theoretische Informatik, Am Fasanengarten 5, 3 OG, Ostflügel bis 15:30 Uhr. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

8 Übungen und Tutorien Es gibt wöchentliche korrigierte Übungsaufgaben und Tutorien Die große Übung entfällt dafür. Die Übungsblatter sind jeweils ab Donnerstag elektronisch verfügbar. Erstmals heute. Rückgabe der bearbeiteten Übungsaufgaben in Papierform am darauf folgenden Donnerstag in der Vorlesung oder in der dafür vorgesehene Box im Institut für Theoretische Informatik, Am Fasanengarten 5, 3 OG, Ostflügel bis 15:30 Uhr. Rückgabe und Besprechung der korrigierten Übungsblätter in den Tutorien. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

9 Praxisaufgaben Zusätzlich zu den wöchentlichen Übungsblättern gibt es drei Praxisaufgaben mit längerer Bearbeitungszeit. Ihre Bearbeitung gibt Ihnen Gelegenheit sich mit drei Implementierungen formaler Verfahren vertraut zu machen: Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

10 Praxisaufgaben Zusätzlich zu den wöchentlichen Übungsblättern gibt es drei Praxisaufgaben mit längerer Bearbeitungszeit. Ihre Bearbeitung gibt Ihnen Gelegenheit sich mit drei Implementierungen formaler Verfahren vertraut zu machen: minisat Ein System zu Erfüllbarkeitsprüfung aussagenlogischer Formeln (SAT-solver). Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

11 Praxisaufgaben Zusätzlich zu den wöchentlichen Übungsblättern gibt es drei Praxisaufgaben mit längerer Bearbeitungszeit. Ihre Bearbeitung gibt Ihnen Gelegenheit sich mit drei Implementierungen formaler Verfahren vertraut zu machen: minisat Ein System zu Erfüllbarkeitsprüfung aussagenlogischer Formeln (SAT-solver). KeY Ein interaktives Beweissystem für Prädikatenlogik erster Stufe Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

12 Praxisaufgaben Zusätzlich zu den wöchentlichen Übungsblättern gibt es drei Praxisaufgaben mit längerer Bearbeitungszeit. Ihre Bearbeitung gibt Ihnen Gelegenheit sich mit drei Implementierungen formaler Verfahren vertraut zu machen: minisat Ein System zu Erfüllbarkeitsprüfung aussagenlogischer Formeln (SAT-solver). KeY Ein interaktives Beweissystem für Prädikatenlogik erster Stufe Spin (?) Einem Modellprüfungsverfahren für lineare temporale Logik (model checker) Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

13 Bonus für Übungen erreichte relative Punktzahl p für Übungsblatter und Praxisaufgaben 85 p 100% 3 80 p < 85% p < 80% 2 70 p < 75% p < 70% 1 60 p < 65%.5 Bonuspunkte für Klausur Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

14 Bonus für Übungen erreichte relative Punktzahl p für Übungsblatter und Praxisaufgaben 85 p 100% 3 80 p < 85% p < 80% 2 70 p < 75% p < 70% 1 60 p < 65%.5 Bonuspunkte für Klausur Es ist nicht möglich mit Hilfe von Bonuspunkten eine ansonsten nichtbestandene Klausur zu bestehen. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

15 Do Fr Fr Do Fr Do Do Fr Do Do Fr Do Do Fr Weihnachtsferien Do Fr Do Do Fr Do Do Fr Do Fr Termine 1.Klausur :00 2.Klausur :00 Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

16 Webseite URL: Enthält alle für die Vorlesung relevanten Informationen und Materialien: Vorlesungsskriptum Folienkopien Übungsblatter Termine Anmeldungsprogramm für Tutorien. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

17 Webseite URL: Enthält alle für die Vorlesung relevanten Informationen und Materialien: Vorlesungsskriptum Folienkopien Übungsblatter Termine Anmeldungsprogramm für Tutorien. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

18 Webseite URL: Enthält alle für die Vorlesung relevanten Informationen und Materialien: Vorlesungsskriptum Folienkopien Übungsblatter Termine Anmeldungsprogramm für Tutorien. Frist bis 31.Oktober Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

19 Newsgroup Newsgroup zur Vorlesung uka.formsys Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

20 Newsgroup Newsgroup zur Vorlesung uka.formsys Betreuender Mitarbeiter: Mattias Ulbrich Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

21 Formale Methoden Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

22 Formale Methoden Stand der Wissenschaft Things like even software verification, this has been the Holy Grail of computer science for many decades but now in some very key areas, for example, driver verification we are building tools that can do actual proofs about the software and how it works in order to guarantee reliability. Bill Gates, Keynote address at WinHec 2002 Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

23 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

24 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

25 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

26 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

27 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

28 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

29 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

30 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit OCL (Object Constraint Language) Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

31 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit OCL (Object Constraint Language) Modale Aussagenlogik Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

32 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit OCL (Object Constraint Language) Modale Aussagenlogik Temporale Logik (LTL) Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

33 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit OCL (Object Constraint Language) Modale Aussagenlogik Temporale Logik (LTL) Endliche Automaten (Wiederholung) Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

34 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit OCL (Object Constraint Language) Modale Aussagenlogik Temporale Logik (LTL) Endliche Automaten (Wiederholung) Büchi Automaten Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

35 Inhaltsübersicht Aussagenlogik: Syntax und Semantik Aussagenlogik: Kalküle Aussagenlogik: Anwendungen Prädikatenlogik: Syntax und Semantik Prädikatenlogik: Kalküle Prädikatenlogik: Anwendungen Gleichheit OCL (Object Constraint Language) Modale Aussagenlogik Temporale Logik (LTL) Endliche Automaten (Wiederholung) Büchi Automaten Modellprüfung Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

36 Literatur I Melvin Fitting: First Order Logic and Automated Theorem Proving. U. Schöning: Logik für Informatiker. V. Sperschneider/G. Antoniou: Logic: a Foundation for Computer Science. Alonzo Church: Introduction to Mathematical Logic. Ebbinghaus/Flum/Thomas: Mathematische Logik. Loveland: Automated Theorem Proving: a Logical Basis. Sally Popkorn: First Steps in Modal Logic. M. R. Huth and M. D. Ryan: Logic in Computer Science. Modelling and reasoning about systems. Jos Warmer and Anneke Kleppe: The Object Constraint Language: Precise Modelling with UML. J. E. Hopcroft and J. D. Ullmann: Introduction to Automata Theory. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12

37 Literatur II Jan van Leeuwen (Ed.): Handbook of Theoretical Computer Science. Vol. B : Formal Models and Semantics. Gerard Holzmann: The Spin Model Checker, Primer and Reference Manual. Prof. P.H. Schmitt Formale Systeme Winter 2007/ / 12