COMP4161

高级软件验证专题

课程定位 COMP4161/9161 是 UNSW 计算机专业最具‘数学信仰’的顶级硬核课。在关键安全系统（如航天、医疗、内核开发）中，常规测试已不足以保证零 Bug。这门课解决了软件科学的终极命题：如何利用‘形式化证明 (Formal Proof)’在数学上百分之百地确信代码是正确的？它是通往高级编译器开发、高安全性系统架构、及顶级研究机构（如 Data61, seL4 团队）的唯一通道。它将编程彻底升华为‘构造数学证明’的过程。 技术栈与学习内容 课程以 Isabelle/HOL（高阶逻辑交互式定理证明器）为核心工具。学习内容涵盖：自然演绎、高阶逻辑语义、函数式编程的形式化建模、归纳证明技巧、引理与定理的结构化撰写、以及针对复杂数据结构与算法（如红黑树、排序算法）的正确性验证。此外，课程引入了自动化证明策略及其在工业级内核（seL4）验证中的真实应用。学生将学习如何利用计算机辅助证明来消灭一切边界错误。 课程结构 10 周理论高压与交互式证明实操结合。前三周夯实逻辑推演基础，中期全面攻克 HOL 建模与引理构造，后期转向大型软件系统的分层验证。评估体系极具智力挑战：包含每周的‘逻辑迷宫’级 Lab、两个要求达到科研严谨性的证明项目（Assignment，涉及证明一个非平凡算法的完整属性）、以及一场极其考验符号掌控能力的期末综合大考。该课极其看重‘证明的优雅性与零死角逻辑’。 适合人群 计算机专业大四、荣誉学位或研究生。必须具备极其深厚的离散数学和函数式编程基础。如果你对‘绝对真理’痴迷、或者想参与 seL4 级别的神级项目，这门课是你的归宿。建议每周投入 25 小时以上，做好‘为了一个引理思考两天’的准备。