In this thesis we propose the use of Dijkstra's concept of a predicate transformer [Dij75] for the determination of database transaction safety [SS89] and the generation of simple conditions to check that a transaction will not violate the integrity constraints in the case that it is not safe. The generation of this simple condition is something that can be done statically, thus providing a mechanism for generating safe transactions. Our approach treats a database as state, a database transaction as a program, and the database's integrity constraints as a postcondition in order to use a predicate transformer [Dij75] to generate a weakest precondition. We begin by introducing a set-oriented update language for relational databases for which a predicate transformer is then defined. Subsequently, we introduce a more powerful update language for deductive databases and define a new predicate transformer to deal with this language and the more powerful integrity constraints that can be expressed using recursive rules. Next we introduce a data model with object-oriented features including methods, inheritance and dynamic overriding. We then extend the predicate transformer to handle these new features. For each of the predicate transformers, we prove that they do indeed generate a weakest precondition for a transaction and the database integrity constraints. However, the weakest precondition generated by a predicate transformer still involves much redundant checking. For several general classes of integrity constraint, including referential integrity and functional dependencies, we prove that the weakest precondition can be substantially further simplified to avoid checking things we already know to be true under the assumption that the database currently satisfies its integrity con-straints. In addition, we propose the use of the predicate transformer in combination with meta-rules that capture the exact incremental change to the database of a particular transaction. This provides a more general approach to generating simple checks for enforcing transaction safety. We show that this approach is superior to known existing previous approaches to the problem of efficient integrity constraint checking and transaction safety for relational, deductive, and deductive object-oriented databases. Finally we demonstrate several further applications of the predicate transformer to the problems of schema constraints, dynamic integrity constraints, and determining the correctness of methods for view updates. We also show how to support transactions embedded in procedural languages such as C.

Thesis (Ph.D.)--University of Delaware, 2007. / Principal faculty advisors: Lori L. Pollock and Vijay K. Shanker, Dept. of Computer & Information Sciences. Includes bibliographical references.

Bibliography: leaves [238]-244.

Mes travaux s'articulent principalement autour de trois axes concernant la programmation sécurisée, plus particulièrement dans le cadre d'applications distribuées. Ainsi, nous considérons plusieurs participants ne se faisant pas mutuellement confiance et ayant des niveaux de sécurité différents. On s'intéresse alors au garanties restantes lorsque certains de ces participants sont compromis. Par exemple, lors d'une opération de commerce électronique, le client, le serveur, et la banque ne se font pas mutuellement confiance et font encore moins confiance aux machines intermédiaires du réseau; on veut pourtant qu'une transaction sécurisée puisse avoir lieu.

Ce manuscrit de thèse présente les travaux menés sur le système de modules de l'assistant de Preuve Coq.

Le but de cet thèse est de contribuer à rendre la programmation Web plus flexible et plus sûre qu'elle ne l'est avec les solutions répandues actuellement. Pour ceci, nous proposons une solution dans la lignée de la famille de langages ML, qui laisse un maximum de liberté au programmeur de part son côté multi-paradigmes, tout en offrant un degré de sûreté important grâce au typage statique. Dans une première partie, nous montrons qu'il est possible de programmer le navigateur sans se plier au style de JavaScript. Notre solution est OBrowser, une implantation en JavaScript de la machine virtuelle OCaml. L'implantation prend en charge l'ensemble du langage OCaml et de sa bibliothèque, y compris le modèle de concurrence préemptif. Nous présentons de plus un mécanisme d'inter-opérabilité entre les couches objet de JavaScript et d'OCaml, permettant d'utiliser de façon bien typée l'environnement du navigateur avec les objets d'OCaml. Dans une seconde partie, nous fournissons une API de manipulation du document plus sûre et de plus haut niveau que le DOM des navigateurs. En particulier, nous cherchons à éliminer les déplacements implicites effectués par le DOM pour maintenir la forme d'arbre, qui limitent les possibilités de typage statique. Nous donnons d'abord fDOM, un modèle formel minimal similaire au DOM. Puis nous proposons cDOM, un modèle alternatif ou les déplacements sont remplacés par des copies. Nous décrivons ensuite FidoML, un langage basé sur ML, permettant les manipulations bien typées du document grâce à l'utilisation de cDOM. Dans toute cette partie, nous faisons attention à ce que les solutions données soient aussi adaptables que possible. Dans une troisième partie, nous montrons comment les travaux, jusqu'ici principalement pré- sentés dans le cadre du navigateur, s'appliquent à un contexte multi-tiers. Nous donnons d'abord un tour d'horizon des plates-formes multi-tiers proches issues de la recherche. Nous décrivons en particulier les solutions qu'elles apportent à un ensemble de problématiques spécifiques à la pro- grammation Web. Puis nous concluons en présentant les grandes lignes d'un langage multi-tiers mettant à profit les travaux des deux premières parties dans les solutions à ces différentes problé- matiques.

Les systèmes basés sur la Théorie des Types prennent une importance considérable tant pour la vérification de programmes qu'en tant qu'outils permettant la preuve formelle de théorèmes mettant en jeu des calculs complexes. Ces systèmes nécessitent aujourd'hui une grande expertise pour être utilisés efficacement. Nous développons des constructions de haut niveau permettant d'utiliser les langages basés sur les théories des types dépendants aussi simplement que les langages de programmation fonctionnels usuels, sans sacrifier pour autant la richesse des constructions disponibles dans les premiers. Nous étudions un nouveau langage permettant l'écriture de programmes certifiés en ne donnant que leur squelette algorithmique et leur spécification. Le typage dans ce système donne lieu à la génération automatique d'obligations de preuve pouvant être résolues a posteriori. Nous démontrons les propriétés métathéoriques essentielles du système, dont les preuves sont partiellement mécanisées, et détaillons son implémentation dans l'assistant de preuve Coq. D'autre part, nous décrivons l'intégration et l'extension d'un système de "Type Classes" venu d'Haskell à Coq via une simple interprétation des constructions liées aux classes dans la théorie des types sous-jacente. Nous démontrons l'utilité des classes de types dépendantes pour la spécification et la preuve et présentons une implémentation économique et puissante d'une tactique de réécriture généralisée basée sur les classes. Nous concluons par la mise en œuvre de l'ensemble de ces contributions lors du développement d'une bibliothèque certifiée de manipulation d'une structure de données complexe, les "Finger Trees".

Cette thèse décrit comment l'ajout de trois ingrédients à Système Fω permet d'écrire des programmes de façon modulaire dans un système explicite à la Church, tout en gardant un style proche des modules de ML. Le premier chapitre s'intéresse aux types existentiels ouverts, qui confèrent la possibilité d'utiliser des types existentiels sans restriction de portée : cela offre une plus grande flexibilité dans l'organisation des programmes. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude des kinds singletons, qui modélisent les définitions de types : dans ce cadre, on donne une caractérisation simple de l'équivalence de types, fondée sur une relation de réduction confluente et fortement normalisante. Le dernier chapitre intègre les deux notions précédentes dans un langage noyau muni d'une relation de sous-typage : cela apporte à Fω un gain de modularité important, de niveau comparable à celui des modules de ML. Une traduction des modules vers ce langage est esquissée, permettant une comparaison précise des deux langages.

<p>NestStep is a collection of parallel extensions to existing programming languages. These extensions supports a shared memory model and nested parallelism. NestStep is based the Bulk-Synchronous Programming model. Most of the communication of data in NestStep takes place in a</p><p>combine/commit phase, which is essentially a reduction followed by a broadcast.</p><p>The primary aim of the project that this thesis is based on was to develop a runtime system for NestStep-C, the extensions for the C programming language. The secondary aim was to find which tree structure among a selected few is the best for communicating data in the combine/commit phase.</p><p>This thesis includes information about NestStep, how to interface with the NestStep runtime system, some example applications and benchmarks for determining the best tree structure. A binomial tree structure and trees similar to it was empirically found to yield the best performance.</p>

Spreadsheet languages are the most commonly used end-user programming paradigm, yet spreadsheets commonly contain errors. Research shows that a significant number of spreadsheets (20%-40%) created by end users contain errors. In an attempt to reduce this error rate, this work presents an assertion propagation system for an end-user spreadsheet programming language, along with proofs of correctness, and complexity analysis. In addition to the traditional benefits of assertions (dynamic error checking and the documentation of programmer assumptions) this system deductively propagates the implications of assertions. This propagation adds two benefits, the cross-checking of program logic, and additional immediate visual feedback about the range of behavior of the program code for the end-user. / Graduation date: 2002