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Semântica Operacional, Semântica Axiomática, Comparação entre as…
Semântica Operacional
Definição de Semântica Operacional
Descreve o significado de programas pela execução em uma máquina.
Foca nos efeitos da execução, como sequências de mudanças de estado.
Objetivos:
Facilitar a compreensão do comportamento dos programas.
Auxiliar no desenvolvimento e aprendizado de linguagens de programação.
Prover uma base para projetos de compiladores.
Permitir a verificação formal de programas.
Tipos de Semântica Operacional
Natural: Foca no resultado final da execução de programas completos.
Estrutural: Examina todas as mudanças de estado detalhadamente.
Exemplo de Aplicação
Descrição da semântica de construções específicas (e.g., loops, atribuições).
Uso de exemplos concretos para explicar a execução passo a passo.
Avaliação de Expressões
Tratada como transições de estado na máquina.
Expressões complexas desdobradas em avaliações mais simples.
Importância
Fornece entendimento preciso do funcionamento interno dos programas.
Apoia a teoria e prática da programação e projeto de linguagens.
Semântica Axiomática
Definição de Semântica Axiomática:
Baseada em lógica matemática.
Foca em provar propriedades sobre programas em vez de descrever seu comportamento de execução.
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Conceitos Fundamentais:
Predicados ou Asserções: Expressões lógicas que descrevem restrições sobre variáveis de programas.
Pré-condições e Pós-condições: Restrições antes e depois da execução de sentenças de programa.
Pré-condição Mais Fraca: A menos restritiva pré-condição que garante a validade da pós-condição.
Axiomas e Regras de Inferência:
Axiomas: Sentenças lógicas assumidas como verdadeiras sem antecedentes.
Regras de Inferência: Métodos para inferir a verdade de uma asserção baseada em outras asserções.
Necessários para cada tipo de sentença na linguagem de programação.
Aplicações:
Verificação de Programas: Uso de axiomas e regras para provar a corretude de programas.
Especificação Semântica: Descrição do significado de sentenças e programas em termos de expressões lógicas.
Importância:
Oferece uma abordagem altamente abstrata para entender e verificar o comportamento de programas.
Permite especificações formais que são fundamentais para a análise rigorosa de corretude.
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Semântica Denotacional
Definição de Semântica Denotacional:
Método rigoroso para descrever significados de programas.
Baseia-se na teoria de funções recursivas.
Mapeia entidades de linguagem para objetos matemáticos.
Exemplos de Aplicação:
Números Binários: Mapeamento de representações binárias para números decimais.
Uso de funções semânticas para definir a conversão.
Expressões Aritméticas Simples: Descrição do significado de expressões sem efeitos colaterais.
Mapeamento para valores inteiros ou erro.
Propósito:
Fornecer descrições exatas e matematicamente rigorosas do significado dos programas.
Facilitar a especificação precisa de linguagens de programação.
Auxiliar no projeto de linguagens e compreensão profunda de construções de linguagem.
Domínios:
Domínio Sintático: Estruturas sintáticas da linguagem.
Domínio Semântico: Objetos matemáticos representando significados.
Vantagens:
Facilita o entendimento preciso e a verificação de propriedades de linguagens.
Apoia o design de linguagem ao identificar construções complexas.
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