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Tipos de Semânticas das LPs - Coggle Diagram
Tipos de Semânticas das LPs
Semântica Operacional
É uma abordagem para descrever o significado de programas através da execução em uma máquina virtual ou interpretador, representando as mudanças de estado resultantes.
Seu objetivo é oferecer uma compreensão clara e precisa do comportamento dos programas.
Consiste em determinar o valor resultante de uma expressão após sua avaliação, seguindo as regras e operações definidas pela linguagem de programação em questão
Semântica Denotacional
É uma abordagem formal e rigorosa para descrever o significado de programas, utilizando objetos matemáticos e funções de mapeamento para representar o significado das construções de uma linguagem de programação
Seu propósito é fornecer uma descrição precisa e concisa do comportamento dos programas, independentemente de detalhes de implementação ou execução.
Linguagens de Programação
Para descrever como as expressões, declarações e estruturas de controle em uma linguagem de programação se relacionam com o comportamento esperado do programa.
Verificação de Programas
Garantir propriedades como correção, segurança e ausência de erros
Compiladores
Garantir que a tradução de programas de uma linguagem de alto nível para código de máquina preserve o significado original do programa
Semântica Axiomática
Em vez de descrever diretamente o significado de um programa, essa abordagem especifica o que pode ser provado sobre o programa
Faz a verificação de programas e para a especificação formal de sua semântica, proporcionando uma base sólida para a análise e o desenvolvimento de software de alta qualidade.
Axiomas = Eles são fundamentais para estabelecer as relações entre as pré-condições e as pós-condições das sentenças do programa.
Regras de Inferência: permitem inferir a verdade de uma asserção com base em outras asserções conhecidas como verdadeiras. Elas são usadas para deduzir novas asserções a partir de asserções já estabelecidas.
É frequentemente utilizada em engenharia de software para provar a corretude de programas, ou seja, para garantir que um programa realiza a computação desejada conforme especificado
Verificação Formal de Programas = o objetivo é verificar se um programa satisfaz determinadas propriedades de interesse, como ausência de erros, segurança ou conformidade com requisitos específicos
Comparação entre as Semânticas
A semântica operacional se concentra na execução do programa, enquanto a denotacional se concentra em mapear programas em objetos matemáticos e a axiomática se concentra na prova de propriedades dos programas.
A semântica operacional oferece uma descrição de baixo nível do comportamento do programa, enquanto a denotacional fornece uma descrição de alto nível e a axiomática uma abordagem formal para análise e prova.
A semântica operacional é útil para entender o comportamento detalhado do programa, a denotacional é adequada para análises formais e a axiomática é valiosa para a prova de propriedades do programa.
Semântica Operacional
Vantagens =
Intuitiva e próxima da implementação real do programa.
Útil para entender o comportamento dinâmico de programas.
Desvantagens =
Dependente da máquina e do ambiente de execução, o que pode dificultar a portabilidade das especificações.
Não fornece uma visão abstrata e independente de implementação do comportamento do programa.
Semântica Axiomática
Vantagens =
Facilita a prova formal de corretude de programas, fornecendo uma estrutura rigorosa para especificar propriedades do programa.
Fornece uma abordagem sistemática para especificar e verificar propriedades do programa.
Desvantagens =
A especificação precisa de pré-condições e pós-condições para cada sentença do programa pode ser tediosa e propensa a erros.
Pode ser difícil encontrar axiomas ou regras de inferência adequadas para certas construções de linguagem.
Semântica Denotacional
Vantagens =
Facilita a prova formal de propriedades do programa devido à sua formalização matemática.
Permite uma compreensão abstrata do comportamento do programa.
Desvantagens =
Pode ser abstrata demais para alguns programadores, tornando-a difícil de entender.
A tradução de especificações denotacionais em implementações práticas pode ser não trivial.
Relação com Linguagens de Programação
Semântica Denotacional
Verificação Formal =
A semântica denotacional é frequentemente usada para especificar formalmente o comportamento da linguagem, o que facilita a verificação formal de propriedades dos programas escritos nela.
Semântica Axiomática
Teste e Depuração =
Embora menos comum, a semântica axiomática também pode ser utilizada para testar e depurar programas, especificando propriedades que os programas devem satisfazer em diferentes pontos de execução.
Semântica Operacional
Implementação do Interpretador/Compilador =
A semântica operacional é diretamente utilizada na implementação de interpretadores e compiladores, pois descreve como as instruções da linguagem devem ser executadas ou traduzidas para outras formas de representação.