Ověřování parametrických vlastností nad záznamy běhů programů

Abstract

Hlavním cílem této diplomové práce je vytvoření nástroje pro verifikaci parametrických vlastností za běhu – Plogchecker 3.0. Tento nástroj představuje přepracovanou a vylepšenou verzi svého předchůdce, Plogchecker 2.0. Na základě podrobné analýzy jeho omezení byl navržen nový monitorovací algoritmus a pokročilé techniky pro správu systémových prostředků. Nový algoritmus je založen na efektivním vyhledávání relevantních instancí monitorů pomocí optimalizovaných indexovacích struktur. Dále podporuje několik režimů monitorování, které umožňují různou míru přísnosti při vyhodnocování. Kromě uvolňování již rozhodnutých instancí monitorů zavádí Plogchecker 3.0 také preemptivní uvolňování na základě různých strategií výběru obětí. Tím je zajištěno lepší využití paměti a vyšší škálovatelnost. Vyjadřovací schopnosti nástroje byly rozšířeny o podporu nových datových typů pro parametry a nových operátorů pro specifikaci vlastností. Správnost implementace byla ověřena rozsáhlou sadou funkčních a výkonnostních testů. Ty prokázaly, že implementace splňuje všechny funkční i nefunkční požadavky. Zároveň potvrdily velmi dobrou škálovatelnost nástroje – jak vzhledem ke složitosti a počtu vlastností, tak i k počtu parametrů.

The primary objective of this thesis is the development of a tool for runtime verification of parametric properties—Plogchecker 3.0. This tool represents a reimplementation and significant enhancement of its predecessor, Plogchecker 2.0. Based on a thorough analysis of the earlier version’s limitations, an improved monitoring algorithm and advanced resource management techniques have been designed. The new algorithm enables efficient retrieval of relevant monitor instances through optimized indexing structures. It also supports multiple monitoring modes, each allowing a different level of strictness. Beyond discarding resolved monitor instances, Plogchecker 3.0 introduces preemptive discarding based on various victim selection strategies, improving scalability and memory utilization. Expressiveness has been extended through support for additional parameter data types and new property specification operators. The correctness of Plogchecker 3.0 was verified through comprehensive functional and performance testing. These tests confirmed that the implementation meets all functional and non-functional requirements, and demonstrated strong scalability with respect to property complexity and quantity, as well as the parameter count.