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uni:6:fsv:start

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Formale Spezifikation und Verifikation

Formal = Mittels Logik

Propositionallogik

Syntax

Propositionale Variablen $A, B, C, \ldots$
Junktoren $\neg, \wedge, \vee, \Rightarrow, \Leftrightarrow$
Formel $\phi, \psi, \ldots$
Konstanten $\top, \perp$

Semantik

Belegung $\eta$
Foo $⟦\phi⟧\eta$
Bar $\&, \mid\mid$
Tautologie $\forall \eta:⟦\phi⟧\eta$
Erfüllbar $\exists \eta:⟦\phi⟧\eta$
Unerfüllbar $\forall \eta:\neg⟦\phi⟧\eta$
Äquivalent $\forall \eta:⟦\phi⟧\eta = ⟦\psi⟧\eta$
Erfüllbarkeitsäuivalenz $(\phi \text{ und } \psi \text{ sind erfüllbar}) \vee (\phi \text{ und } \psi \text{ sind unerfüllbar})$

Normierung

Literal $A$ und $\neg A$
Minterm Konjunktion: $\ldots \wedge \ldots \wedge \ldots \wedge \ldots$ (Die wenigsten Belegungen sind $\top$)
Maxterm / Klausel Disjunktion: $\ldots \vee \ldots \vee \ldots \vee \ldots$ (Die meisten Belegungen sind $\top$)
KNF $(\ldots \vee \ldots \vee \ldots \vee \ldots ) \wedge ( \ldots \vee \ldots \vee \ldots \vee \ldots )$
DNF $(\ldots \wedge \ldots \wedge \ldots \wedge \ldots) \vee (\ldots \wedge \ldots \wedge \ldots \wedge \ldots)$
  • $\bigwedge \emptyset = \top$
  • $\bigvee \emptyset = \perp$
$\phi$ … KNF Größe Zeit
Äquivalent exponentiell ?
Erfüllungsäuivalent linear polynomiell

Tseitin Übersetzung

  • Rekursive Funktion KNF
  • C ist frische Variable
  • Regel: $C \Leftrightarrow \phi$ als KNF
    1. Tabelle Erstellen
    2. Bei 0: Veroderung (Disjunktion) erstellen ($A=0 \Rightarrow A$ / $A=1 \Rightarrow \neg A$)
    3. Verodrungen verunden (Konjunktion)
$$KNF(A) = (A, \top)$$
$$\begin{array}{ll}KNF(\neg\phi) =&\text{let } (B, \Gamma) = KNF(\phi) \text{ in} \\ & (C, \Gamma \wedge (C \vee B) \wedge (\neg C \vee \neg B))\end{array}$$
$$\begin{array}{ll}KNF(\phi_1\vee\phi_2) =&\text{let } (B_1, \Gamma_1) = KNF(\phi_1) \text{ in} \\ &\text{let } (B_2, \Gamma_2) = KNF(\phi_2) \text{ in} \\ & (C, \Gamma_1 \wedge \Gamma_2 \wedge (\neg C \vee B_1 \vee B_2) \wedge (C \vee \neg B_1) \wedge (C \vee \neg B_2))\end{array}$$

SAT-Solver

SAT

  • “ist $\phi$ erfüllbar?”
  • Entscheidungsproblem (NP-Hart)
  • Nur für KNF
  • Erweiterung auf nicht KNF: Tseitin Übersetzung
  • Erweiterung auf Äquivalenz von $\phi$ und $\psi$: $\neg (\phi \Leftrightarrow \psi)$ unerfüllbar?
uni/6/fsv/start.1404850058.txt.gz · Last modified: 2020-11-18 18:10 (external edit)