【软件分析第12讲-学习笔记】可满足性模理论 Satisfiability Modulo Theories

前言

创作开始时间:2022年11月16日16:18:59

如题,学习一下可满足性模理论 Satisfiability Modulo Theories的相关知识。参考:熊英飞老师2018《软件分析》课件

正文

从SAT到SMT

理论(Theory):

  • 理论用于对这类符号(如大于,小于)赋予含义
  • 理论包含一组公理和这组公理能推导出的结论

SMT可满足性模理论:

  • 给定一组理论,根据给定背景逻辑,求在该组理论解释下公式的可满足性。

SMT历史

  • Eager方法:将SMT编码成SAT问题
  • Lazy方法:黑盒混合SAT求解器和各种理论求解器

z3求解器

参考:z3求解器(SMT)解各类方程各种逻辑题非常简单直观 https://blog.csdn.net/as604049322/article/details/120279521

z3-solver是由Microsoft Research(微软)开发的SMT求解器,它用于检查逻辑表达式的可满足性,可以找到一组约束中的其中一个可行解,缺点是无法找出所有的可行解

这个网页给了很多求解实例(含Python源码)。

SMT求解

参考:

  • 金继伟,马菲菲,张 健.SMT求解技术简述[J].计算机科学与探索,2015,9(7):769-780

SAT(satisfiability)问题指的是命题逻辑公式的
可满足性问题。随着研究的深入,人们发现SAT在 表达能力上有很大的局限性,许多应用用SAT进行 编码并不是很明智的选择,它们需要比SAT更强的 表达方式。
SMT问题是在特定理论下判定一阶逻辑公式可满足性问题。SMT的全称是Satisfiability Modulo Theories,可被翻译为“可满足性模理论”、“多理论下的可满足性 问题”或者“特定(背景)理论下的可满足性问题”,其 判定算法被称为SMT求解器。
简单地说,一个SMT 公式是结合了理论背景的逻辑公式,其中的命题变 量可以代表理论公式。

命题逻辑、一阶逻辑和二阶逻辑

命题是具有真假值的陈述句。

一阶逻辑不同于单纯的“命题逻辑”,因为,一阶逻辑里面使用了任意和存在。举一个一阶逻辑表达式的例子:

谓词:一个含有变量的命题,例如上述math(x)。

二阶逻辑的量词符号竟然作用在谓词符号上∀ P \forall P∀P,之前我们在一阶谓词中只允许量词作用在个体上,例如∀ x P ( x ) \forall x P(x)∀xP(x)。这就是一阶逻辑和二阶逻辑的区别。

参考:

小结

后续再补充完善。

创作结束时间:2022年11月16日16:55:49

参考文献

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