Melhorando a segurança de programas numéricos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Ferreira, Nikson Bernardes Fernandes
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Análise de programas
Aritmética de ponto flutuante
Detecção
Evasão
Métodos formais (Computação)
Segurança de sistemas
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/51223
Resumo: Dissertação (Mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2023.
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spelling Melhorando a segurança de programas numéricosImproving the safety of numerical programsAnálise de programasAritmética de ponto flutuanteDetecçãoEvasãoMétodos formais (Computação)Segurança de sistemasDissertação (Mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2023.Este trabalho discute como a precisão dos erros de arredondamento envolvidos em implementações reais do sistema de gerenciamento da NASA para veículos não tripulados DAIDALUS afetam a segurança geral do sistema. A biblioteca DAIDALUS fornece definições formais para os conceitos de Detecção e Evasão em aviônica demonstrados mecanicamente no assistente de provas PVS. No entanto, tais verificações são apenas certificados do bom comportamento da especificação do ponto de vista lógico, o que não garante a precisão dos algoritmos implementados sob restrições aritméticas de ponto flutuante. Nossa análise assume o padrão IEEE 754 de ponto flutuante, implementados em diversas linguagens de programação, e a técnica de verificação se baseia na geração de uma especificação de primeira ordem dos cálculos numéricos. Uma característica proeminente da abordagem é dividir a especificação em fatias definidas de acordo com os diferentes ramos de computação. O fatiamento é crucial para simplificar a análise formal das computações com aritmética de ponto flutuante.This work discusses how the presence of round errors involved in real-world implementations of DAIDALUS, a NASA library for uncrewed vehicles, affects the system’s overall safety. The DAIDALUS library provides formal definitions for avionics’ Detect and Avoid concepts mechanically proven correct in the proof assistant PVS. However, such verification assures only the well-behavior of the specification assuming real-numbers semantics, which does not guarantee the correctness of the algorithms when implemented using floating-point arithmetic. The applied technique overcomes this providing a provably correct floating-point implementation from real specification assuming the IEEE-754 floating-point standard, the most widely spread approach to developing numerical computation software in real-life applications. This work describes in detail the applied technique and the modifications needed for this particular analysis. Notably, these modifications included the translation into a first-order specification of the numerical computations and the splitting of the specification into slices defined according to the different computation branches. Slicing was crucial to simplify the formal analysis of floating point arithmetic computations.Instituto de Ciências Exatas (IE)Departamento de Ciência da Computação (IE CIC)Programa de Pós-Graduação em InformáticaRincon, Maurício AyalaMoscato, Mariano MiguelFerreira, Nikson Bernardes Fernandes2024-12-18T17:48:01Z2024-12-18T17:48:01Z2024-12-182023-07-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERREIRA, Nikson Bernardes Fernandes. Melhorando a segurança de programas numéricos. 2023. 70´f., il. Dissertação (Mestrado em Informática) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio.unb.br/handle/10482/51223porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-03-19T16:55:43Zoai:repositorio.unb.br:10482/51223Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-03-19T16:55:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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