程序验证的基本方法

下面的框图代表一个非负整数的除法程序。x1是被除数；x2是除数；z1中存放程序加工后得到的商；z2中存放得到的余数y1、y2是程序加工时使用的工作单元。START 表示程序的起始，HALT表示程序的终止。方框中是同时赋值语句，如(y1,y2):=(O,x1)

表示将y1置0值的同时，将y2的值置为x1。圆框内是测试语句，用于控制程序加工的流程。如框图中的语句y2≥x2

表示当y2的值大于等于x2时，程序按yes的箭头继续执行；否则按no的箭头继续执行。　为验证程序，必须首先将程序所要实现的目标形式化,即使用数学公式表达程序加工的初始数据的范围(称作输入谓词)和程序加工的结果（称作输出谓词）。

若约定各个变量的取值都是整数，上述除法程序的输入谓词和输出谓词分别为　在用归纳断言方法证明程序正确性时，还必须在程序的框图中设置一些数学公式，称作断言，表示程序执行到该处时，程序中变量应满足的数学关系。输入谓词可选作起点处的断言，而输出谓词可选作终止点处的断言。

在除法程序中设置三个断言，A处和C处的断言分别为上述输入和输出谓词，B处断言为(x1=y1x2+y2)&(y2≥0)　(1)

反映了y1、y2中存放商数和余数的中间结果值。

验证程序的正确性，就是证明在程序的任何一种可能的加工过程中所设置的断言都是成立的。程序的一个加工过程就是框图中的一个流程。除法程序的所有可能的流程都是由图上的三条路径组合而成：由A至B由B出发回到B由B至C。这样，验证程序的正确性，就是证明对任一条路径，只要起点的断言成立，则终点的断言也成立。

以第二条路径为例，它是一条环路。要证明下列命题：若程序执行到环路的起点B时，断言(1)成立，则程序执行一周，再达到B点时，断言(1)仍然成立。

环行该圈，就是在(y2≥x2)成立的条件下,执行赋值语句(y1,y2):=(y1+1,y2-x2)

而上述语句的执行结果是使 y1的取值为执行前y1的值加1,y2的取值为执行前y2的值与x2的差,其他变量的值不变。为保证执行该赋值语句后断言(1)仍然成立,就要求将断言(1)中的y1代为(y1+1),y2代为(y2-x2)后得到的公式在执行该语句前成立。即(x1=(y1+1)x2+(y2-x2))&(y2-x2≥0) (2)

在执行上述赋值语句前成立。但已知执行该语句前断言①和测试条件(y2≥x2)均成立。由此推断公式②是成立的。这样就完成了对第二条路径的验证。对其余两条路径的验证也是类似的。从而可以证明除法程序的正确性。

归纳断言方法是由建立断言和对各条路径逐条验证两部分组成的。建立断言是一种创造性的工作，而验证路径的工作尽管繁琐，却是机械的。如何由计算机系统协助用户归纳出合适的断言，是程序验证研究中的重要课题。

用上述方法只能证明在输入谓词成立的前提下，程序终止时输出谓词一定成立。但不能证明在输入谓词成立时，程序一定能终止。不讨论程序终止性的程序验证称为程序部分正确性的验证。包括终止性的验证，则称为程序完全正确性的验证。

程序验证技术除了用于证明程序的正确性，或辅助用户编制正确程序外，还可从程序正确性角度评价程序设计方法和程序设计语言的优劣。但是，保证程序正确性的有效办法，不是在编制程序后再去验证，而是设法在编制过程中，使用适当的技术，使产生的程序是正确无误的。这类技术叫作程序综合和程序变形。程序验证技术和程序综合变形技术相互参照，共同发展。

数控车床校验程序前需要做以下准备工作：

一、锁住机床各进给轴，如果不能锁定机床，就要进行简易对刀，确保校验程序过程中刀具始终在安全位置移动。

二、设置图形显示参数，使得校验程序时，刀具路径全部处于屏幕范围内，且尽量充满屏幕，便于观察刀具路径是否正确。

三、打开图形校验的画面，检查各方面都安全才可以开始校验程序。

步科触摸屏下载程序时显示文件总校验和错误的原因有下载的程序文件本身存在问题、程序下载时出现通讯问题、正在下载的程序与触摸屏不匹配。

1、下载的程序文件本身存在问题：程序文件损坏或者在下载过程中出现了错误，导致文件不完整或者存在错误信息。

2、程序下载时出现通讯问题：下载时通讯不稳定或者存在干扰，导致数据传输错误或者丢失。

3、正在下载的程序与触摸屏不匹配：程序版本不匹配或者程序不适用于该触摸屏型号。

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