基于执行轨迹谱分段检测的软件故障定位方法

软件失效发生后,如何自动调试程序和定位引发失效的软件故障是一个非常有价值的研究课题。提出了一个基于执行轨迹谱（ETS）分段检测的软件故障定位方法。该方法在已有基于ETS的故障定位方法的基础上引入分治策略,按照谓词分段的方法,把ETS逐步分段检测,从而逐步排除无故障的代码。此外,还提出一种新的故障可疑度函数,在故障检测的最后阶段进行综合分析,可最终有效定位故障。该方法耗时少,应用范围广,能快速缩减故障定位中代码审查的范围,经实验验证,是一种行之有效的软件故障定位方法。     

基于概率模型检测的软件缺陷定位方法

软件缺陷的存在导致软件无法满足用户的需求,如何高效高质量地定位缺陷是消除软件缺陷的关键.基于模型的缺陷定位技术是当前的研究热点,可以用于检测软件系统故障找到软件失效的原因.现有基于模型的缺陷定位技术中,未考虑非相邻节点间传递依赖和测试用例对可疑度的影响,导致缺陷定位精度和效率低.提出了基于概率模型检测的软件缺陷定位方法(probabilistic model checking method for software fault location,PMC-SFL),首先提出一种程序概率模型用于提高模型的推理能力;然后设计了基于执行路径构建程序概率模型的学习算法;最后设计了基于概率模型检测的软件缺陷定位算法,用于缺陷定位分析.通过在公共数据集Siemens上进行实验和分析,表明了PMC-SFL方法与五种现有的缺陷定位方法RankCP、BNPDG、Tarantula、SOBER和CT相比,具有更高的软件缺陷定位精度和效率.     

基于缺陷报告分析的软件缺陷定位方法

在软件开发过程中,软件缺陷是不可避免的。在缺陷跟踪系统中,一个重要的问题是如何根据用户所提交的缺陷报告,进行缺陷的自动定位。本文在综合考虑缺陷报告与源代码文件结构相似性的基础上,进一步分析已修复缺陷报告、缺陷报告中的异常堆栈(StackTrace)信息对软件缺陷定位的作用,从而提高定位的精度。在Eclipse、AspectJ和SWT开源项目数据程序集上进行相关实验,并与Buglocator、BRTracer和BLUiR缺陷定位方法进行了比较分析,实验结果表明,本文方法能显著提高软件缺陷定位的精度。     

面向收敛的并发程序执行轨迹静态简化方法

轨迹静态简化技术是在确保与原轨迹等价的前提下,通过随机减少程序执行时线程切换的数量,达到提高程序员调试并发程序效率的目的.然而,轨迹中可减少的线程切换分布往往是不均匀的,因此,随机简化策略难以有效地发现可简化的线程切换.为此,本文提出面向收敛的合并算法致力于这个问题.该算法基本思想是不断地随机选择一线程执行区间作为中心,在同一线程内,采用面向收敛的合并算法迭代地寻找可与其合并的前置执行区间和后置执行区间.实验证明,本文提出的方法可以高品质地减少执行轨迹中的线程切换数量,进而有助于程序员快速发现引发错误的线程交错。     

基于代码结构信息的软件缺陷定位方法研究

大型软件系统的缺陷定位通常采用源代码与缺陷报告的文本相似性的排序方法,但是这种基于文本相似性的方法没能充分利用源代码结构信息,缺陷定位的准确率低。为了解决这个问题,本文提出了一种基于源代码结构（如类名、方法名、变量名、注释等）信息和历史缺陷报告信息进行缺陷定位的方法,对于源代码结构的不同部分,在与缺陷报告进行词语匹配时,赋予它们不同的权重,同时充分利用历史缺陷报告信息,提高缺陷定位的精度。本文使用了Eclipse作为测试项目进行实验,通过与BugLocator和BugScout等方法的结果进行对比,结果表明本文方法能显著的提高缺陷定位的精度,验证了本文方法的可行性和有效性。     

软件多缺陷定位方法研究综述

软件多缺陷定位(Multiple Fault Localization,简称MFL)尝试在含有多个缺陷的软件程序中自动标识出这些缺陷所在的位置.传统的缺陷定位研究一般假设被测软件内仅含有一个缺陷,而实际情况下软件内往往包含多个缺陷,因此MFL问题更加贴近实际场景.当程序中存在多个缺陷时,由于缺陷数量难以准确估计,同时缺...     

基于轨迹信息熵分布的异常轨迹检测方法

针对异常轨迹检测多特征检测和检测单元造成的检测效率低等问题。提出一种基于轨迹信息熵分布的异常轨迹检测方法。该算法根据轨迹偏转角与速度将轨迹分割成若干轨迹段,计算轨迹段间加权多特征距离判断轨迹间相似度,进而完成轨迹聚类并计算出每类代表性轨迹,然后对待检测轨迹进行分割,利用代表性轨迹计算每个轨迹段的信息熵,通过比较轨迹信息熵大小及其分布特点实现异常轨迹检测。大西洋飓风数据仿真实验结果表明该方法提高了聚类效果,克服以整条轨迹检测效率低的缺点,提升了异常轨迹检测算法的有效性。     

基于二次传播的开源软件缺陷定位方法

为了提高开源软件缺陷定位的准确度,提出一种基于二次传播的开源软件缺陷定位方法TPA。将重启随机游走算法与标签传播算法相结合,在基于信息检索方法的基础上,从开源软件中各个模块的调用关系、模块风险度和历史缺陷报告三个方面分析缺陷存在的具体位置,将缺陷定位分为风险度传播和标签传播两个部分。通过软件模块之间的相关度和调用关系,结合开源软件的历史修改信息评估模块风险度;通过已修改的缺陷报告构造缺陷标签,并采用标签传播定位软件缺陷。在Eclipse 3.1缺陷报告数据集中,top-◢N◣ rank和MRR指标均高于同类缺陷定位方法。实验表明,TPA方法具有较高的准确度。     

基于程序频谱的动态缺陷定位方法研究

基于程序频谱的动态缺陷定位是软件自动化调试研究中的一个热点问题,通过搜集测试用例的程序频谱和执行结果,基于特定模型以定位缺陷语句在被测程序内的可能位置.对近些年来国内外学者在该研究领域取得的成果进行系统总结:首先,给出预备知识和基本假设;随后,提出缺陷定位研究框架并识别出框架内一系列可影响缺陷定位效果的内在影响因素,包括程序频谱构造方式、测试套件构成和维护、内在缺陷数量、测试用例预言设置、用户反馈和缺陷修复开销等;接着,对实证研究中采用的评测指标和评测程序进行总结和分析;然后,对缺陷定位方法在一些特定测试领域中的应用进行总结;最后,对该领域未来值得关注的研究方向进行了展望.     

基于条件执行切片谱的多错误定位

基于程序谱的错误定位技术由于其较高的定位效率已成为当前软件调试领域研究热点之一.这种技术通常根据测试覆盖信息计算程序语句发生错误的可疑度来进行错误定位.然而,这种技术会随着程序中错误数目的增多效率不断下降.鉴于此,提出了一种基于条件执行切片谱的多错误定位技术(conditioned execution slicing spectrum-based multiple fault localization, CESS-MFL),以提高多错误定位的效率.CESS-MFL技术首先根据输入变量的谓词条件构建错误相关条件执行切片的谱矩阵,然后依次计算错误相关条件执行切片中的元素(语句或语句块)的可疑度,并生成可疑度报告.实验验证了CESS-MFL技术比当前流行的基于程序谱的Tarantula技术、基于程序切片的Intersection技术、Union技术有更高的多错误定位效率,并且可在有效的时间和空间复杂度内完成.     

软件错误定位研究综述

错误定位是软件调试中的一个热点问题,旨在高效地检测出软件错误。首先根据研究方法的不同,将已有错误定位方法从轻量级和重量级两个角度进行分类并进行比较。轻量级错误定位技术不涉及程序依赖关系分析,在程序执行覆盖信息的基础上用统计学或数据挖掘等方法找出可疑错误代码的集合来定位错误;重量级错误定位技术涉及程序依赖关系分析,主要分析数据依赖、控制依赖关系或使用程序切片等来识别可疑代码。然后,总结了常用的评测数据集和评测标准。最后,对错误定位的未来研究趋势进行了展望。     

一种基于变异分析的BPEL程序故障定位技术

不同于传统C,C++或Java程序,BPEL(Business Process Execution Language)程序由一组活动及其之间的交互组成,同时引入了并发、序列化、XML表示等新特征,这些新特点使得定位BPEL程序的故障具有一定的挑战性.针对现有故障定位技术在有效性方面的不足,提出一种基于变异分析的BPEL...     

一种基于执行轨迹监测的微服务故障诊断方法

微服务正逐步成为互联网应用所采用的设计架构,如何有效检测故障并定位问题原因是保障微服务性能与可靠性的关键技术之一.然而,当前的方法通常监测系统度量,根据领域知识,人工设定报警规则,难以自动检测故障并细粒度定位问题原因.针对该问题,本文提出一种基于执行轨迹监测的微服务故障诊断方法.首先,利用动态插桩监测服务组件的请求处理流,进而利用调用树对请求处理的执行轨迹进行刻画;然后,针对影响执行轨迹的系统故障,利用树编辑距离来评估请求处理的异常程度,通过分析执行轨迹差异来定位引发故障的方法调用;最后,针对性能异常,采用主成分分析抽取引起系统性能异常波动的关键方法调用.实验结果表明,该方法可以准确刻画请求处理的执行轨迹,以方法为粒度准确定位系统故障以及性能异常的问题原因.     

面向软件错误定位与理解的测试执行离散特征筛选

软件错误定位与错误理解是软件调试过程中的重要步骤,然而调试人员利用基于覆盖分析的软件错误定位获取的可疑度,从高到低静态分析每条程序语句的检查方式,与实际软件调试过程并不相符。为了能够筛选更有助于理解错误根源的测试执行,尤其是致使程序失效的失效执行,帮助调试人员进行动态差异化分析,针对失效执行提出基于高可疑度覆盖率、揭示错误潜力和覆盖语句可疑度离散特征的3种优先级策略,针对成功执行提出加权余弦相似度匹配策略。通过将3种失效执行优先级策略与随机选择在常用错误定位技术中进行实验对比,验证了基于覆盖语句可疑度离散特征的失效执行筛选策略能够对筛选前后的错误理解工作量变化产生更强的积极影响和更弱的消极影响,并能够在相同工作量下理解更多的错误,进而更有助于将错误定位结果应用于错误根源的理解。     

一种基于单条程序执行路径的错误定位方法

当程序在测试中发生错误时,将形成一条错误的程序执行路径,程序员将会花费很多精力去检测程序代码和定位最终的程序错误．提出一种基于单条程序执行路径的错误定位方法,该方法通过对程序进行反向执行,计算出多个最弱前置条件及其相对应的疑似错误语句集,并生成错误定位树,来辅助程序员进行快速错误定位．对西门子测试数据集进行的实验表明了该方法具有良好的效果．     

基于构件的可重构制造执行系统研究

制造执行系统是实现企业信息集成的关键技术,是企业信息化工程领域的研究热点之一。分析了制造执行系统的定义和功能,并提出基于软件构件的可重构制造执行系统的软件体系结构和实现方法。可重构制造执行系统的开发与运行实践表明,可重构制造执行系统的软件开发效率高、周期短、可扩展性好。     

结合语句执行补集的程序错误定位

基于频谱的错误定位方法一般利用覆盖信息为每条语句度量出错的可能,即可疑度,通过逐条检查按可疑度值降序排列的语句序列来确定错误语句.针对已有的方法大多只考虑覆盖信息中语句执行信息的问题,分析了语句执行补集对错误定位的积极影响,进一步提出了在语句执行信息基础上结合语句执行补集的错误定位方法.实验结果表明,与其他方法相比,所...     

基于条件分类可执行切片谱的软件缺陷定位

基于条件执行切片谱的多错误定位（Multiple Fault Localization based on Conditioned Execution Slicing Spectrum，CESS-MFL）考虑了程序的依赖性，可以一定程度降低程序随着缺陷数的增多而效率降低的问题，但该技术仍受与缺陷无关语句的影响比较大。因此，提出了一种基于条件分类可执行切片的软件缺陷定位方法（Conditioned Classification Execution Slicing Spectrum-based Software Fault Localization，CCESS-SFL），该技术对CESS-MFL技术中的谓词条件进行了改进并分类。根据谓词条件与缺陷相关执行切片确定条件特征集，根据条件特征集进行分类得到条件分类执行切片谱，计算元素的可疑度，最后生成可疑度报告。CCESS-SFL技术在西门子7个套件中得到了有效的验证，它优于当前流行的Tarantula、Jaccard、Ochiai以及CESS-MFL技术，可以进一步降低与缺陷无关语句的影响。     

面向自动修复并融合失效场景的缺陷定位方法

为了应对日益增长的软件修复开销,研究高效的软件自动修复技术成为学术界和工业界的共识。缺陷定位作为自动修复技术的前端,是实现快速准确自动修复的关键,其精度直接影响自动修复的性能。然而,初步研究表明,现有缺陷定位技术缺乏对自修复需求的考虑,对自修复算法支持有限。有必要研究面向自修复的高精度自动化缺陷定位技术,以提升自修复性能。因此,提出了失效场景的缺陷定位方法来应对该问题。提出的方法首先采用程序切片技术,构造出与失效相关的场景;然后对失效场景的各个元素实施可疑值度量;最后将可疑值度量化的场景交给自动修复技术实施修复。初步实验结果表明,本缺陷定位方法能有效提升自动修复性能。     

基于动态相似度的错误定位优先排序方法

在软件测试中,错误定位优先排序通过优化测试用例的执行次序来提高错误定位的效果,并将检测错误和定位错误相结合,以降低测试成本。 提出了一种基于动态相似度的错误定位优先排序方法,在相似度计算中,引入了语句怀疑度,提高了相似度计算的有效性以及错误定位的准确度;同时分析并验证了不同测试用例优先排序算法对后续定位错误的影响。在6个C基准程序上,针对3种广泛采用的测试用例优先排序算法和2种错误定位技术进行了实验,结果表明提出的方法能提高错误定位的准确度和效率。