Termination of Narrowing: Automated Proofs and Modularity Properties

Abstract

En 1936 Alan Turing demostro que el halting problem, esto es, el problema de decidir si un programa termina o no, es un problema indecidible para la inmensa mayoria de los lenguajes de programacion. A pesar de ello, la terminacion es un problema tan relevante que en las ultimas decadas un gran numero de tecnicas han sido desarrolladas para demostrar la terminacion de forma automatica de la maxima cantidad posible de programas. Los sistemas de reescritura de terminos proporcionan un marco teorico abstracto perfecto para el estudio de la terminacion de programas. En este marco, la evaluaci on de un t ermino consiste en la aplicacion no determinista de un conjunto de reglas de reescritura. El estrechamiento (narrowing) de terminos es una generalizacion de la reescritura que proporciona un mecanismo de razonamiento automatico. Por ejemplo, dado un conjunto de reglas que denan la suma y la multiplicacion, la reescritura permite calcular expresiones aritmeticas, mientras que el estrechamiento permite resolver ecuaciones con variables. Esta tesis constituye el primer estudio en profundidad de las propiedades de terminacion del estrechamiento. Las contribuciones son las siguientes. En primer lugar, se identican clases de sistemas en las que el estrechamiento tiene un comportamiento bueno, en el sentido de que siempre termina. Muchos metodos de razonamiento automatico, como el analisis de la semantica de lenguajes de programaci on mediante operadores de punto jo, se benefician de esta caracterizacion. En segundo lugar, se introduce un metodo automatico, basado en el marco teorico de pares de dependencia, para demostrar la terminacion del estrechamiento en un sistema particular. Nuestro metodo es, por primera vez, aplicable a cualquier clase de sistemas. En tercer lugar, se propone un nuevo metodo para estudiar la terminacion del estrechamiento desde un termino particular, permitiendo el analisis de la terminacion de lenguajes de programacion. El nuevo metodo generaliza los