Формальные методы — это набор строгих подходов, используемых для проектирования, разработки, спецификации, анализа, проверки и валидации программных систем и аппаратных средств. Эти системы часто используются в критически важных приложениях, таких как встроенные системы, которые должны быть безопасными, защищенными и надежными. Формальные методы использовались в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, банковская, медицинская, железнодорожная и телекоммуникационная.
Подход формальных методов основан на математической логике и активно продвигает использование программного обеспечения для автоматизации методов. Это помогает снизить стоимость проектирования и проверки систем за счет уменьшения необходимости ручных проверок. Кроме того, многие формальные методы сопровождаются строгими доказательствами, что позволяет разработчику быть уверенным, что система соответствует своим спецификациям.
Формальные методы традиционно опирались на языки логических спецификаций, которые позволяют учитывать множество точек зрения при проектировании системы. К ним относятся временные, модальные и функциональные языки. Примеры языка спецификации этого типа включают Z, VDM, CSP, B, CCS, Estelle и Lutess.
Хотя формальные методы становятся все более популярными при проектировании встраиваемых систем, они имеют как преимущества, так и недостатки. Одним из преимуществ является их способность повышать инженерную эффективность, поскольку многие аспекты процесса проверки автоматизированы. Однако формальные методы, как правило, требуют много времени и средств из-за ресурсов, необходимых для разработки и проверки программного обеспечения. Кроме того, для их реализации требуется значительный период обучения и высококвалифицированный персонал.
В целом формальные методы оказываются мощным инструментом для проектирования сложных, критически важных систем. Поскольку вычислительные технологии продолжают развиваться и становятся все более сложными, такой подход будет важен для обеспечения безопасности, защищенности и надежности систем.
