基于贝叶斯Logistic回归的软件缺陷预测研究

在软件开发初期及时识别出软件存在的缺陷,可以帮助项目管理团队及时优化开发测试资源分配,以便对可能含有缺陷的软件进行严格的质量保证活动,这对于软件的高质量交付有着重要的作用,因此,软件缺陷预测成为软件工程领域内一个研究热点。虽然人们已经使用多种机器学习算法建立了缺陷预测模型,但还没有对这些模型的贝叶斯方法进行研究。提出了无信息先验和信息先验的贝叶斯Logistic回归方法来建立缺陷预测模型,并对贝叶斯Logistic回归的优势以及先验信息在贝叶斯Logistic回归中的作用进行了研究。最后,在PROMISE数据集上与其他已有缺陷预测方法（LR、NB、RF、SVM）进行了比较研究,结果表明：贝叶斯Logistic回归方法可以取得很好的预测性能。     

静态软件缺陷预测方法研究

静态软件缺陷预测是软件工程数据挖掘领域中的一个研究热点.通过分析软件代码或开发过程,设计出与软件缺陷相关的度量元;随后,通过挖掘软件历史仓库来创建缺陷预测数据集,旨在构建出缺陷预测模型,以预测出被测项目内的潜在缺陷程序模块,最终达到优化测试资源分配和提高软件产品质量的目的.对近些年来国内外学者在该研究领域取得的成果进行了系统的总结.首先,给出了研究框架并识别出了影响缺陷预测性能的3个重要影响因素:度量元的设定、缺陷预测模型的构建方法和缺陷预测数据集的相关问题;接着,依次总结了这3个影响因素的已有研究成果;随后,总结了一类特殊的软件缺陷预测问题(即,基于代码修改的缺陷预测)的已有研究工作;最后,对未来研究可能面临的挑战进行了展望.     

面向回归测试的代码变更影响度量模型

软件待测版本相对上一个版本的代码变更,会对已有特性带来潜在的质量风险,这一风险水平直接与回归测试用例的优先级相关联.回归测试设计过程中的一个重要问题是如何衡量代码变更对回归测试用例优先级的影响.本文在回归测试用例优先级评估模型的基础上,从测试覆盖的角度建立起回归测试用例与代码变更的直接关联,从代码整体耦合性的角度建立起回归测试用例与代码变更的间接关联,分析了代码变更对回归测试的显性影响和隐性影响,进而结合回归测试用例优先级的评估要求提出了一个新的度量模型.实验结果显示,使用该模型度量代码变更对回归测试用例优先级的影响水平,可以得到比较全面和客观的定量结果,从而为回归测试用例优先级的评估提供有效的支持.     

Mozilla项目缺陷修复追踪关系研究

软件可追踪性为软件工程的很多活动提供了非常重要的支持,如变更影响分析、回归测试、版本控制以及一致性检验等。在开源软件项目中,缺陷数据和版本数据之间的缺陷修复关联是一种重要的软件追踪关系。研究开源软件项目缺陷和版本两种制品间的缺陷修复关联,选取大型开源项目Mozilla作为研究对象,在深入了解所获得数据的整体分布情况后,针对Mozilla项目的产品Firefox浏览器,利用Fellegi-Sunter模型挖掘缺陷数据与commit数据之间的缺陷修复关联并建立二者之间的追踪关系,最后对挖掘出的缺陷修复追踪关系进行结果分析。该项工作为开源项目制品间追踪关系的研究提供了经验参考。     

基于聚类与机器学习的零售商品销量预测

本文提出一种基于K-means聚类与机器学习回归算法的预测模型以解决零售行业多个商品的销售预测问题,首先通过聚类分析识别出具有相似销售模式的商品从而实现数据集的划分,然后分别在每个子数据集上训练了支持向量回归、随机森林以及XGBoost模型,通过构建数据池的方式增加了用于训练模型的数据量以及预测变量的选择范围.在一家零售企业的真实销售数据集上对提出的模型进行了验证,实验结果表明基于K-means和支持向量回归的预测模型表现最优,且所提出的模型预测效果明显优于基准模型以及不使用聚类的机器学习模型.     

基于演化数据的软件缺陷预测性能改进

软件持续演化已经是不争的事实,演化意味着需求的变化,也就必然导致了缺陷的不断产生.现有的缺陷预测技术多偏重于基于软件工作制品,如文档、代码、测试用例等的属性来预测缺陷,但如果把软件看作一种物种,其生命周期内的演化本质上是一个物种的逐步进化,其缺陷的表现也必然带着该物种的特征,而且还受到进化历史中的演化轨迹的影响.已有一些研究人员开始研究软件演化过程,并提出了一些演化度量元.研究和提出了可以刻画软件演化轨迹的两类演化度量元,并通过案例研究,建立缺陷预测模型.在6个著名开源软件数据集上训练和验证了由软件演化度量元建立的缺陷预测模型,获得了良好的预测性能,验证了演化度量元对缺陷预测性能的改进.     

基于数据过采样和集成学习的软件缺陷数目预测方法

预测软件缺陷的数目有助于软件测试人员更多地关注缺陷数量多的模块,从而合理地分配有限的测试资源。针对软件缺陷数据集不平衡的问题,提出了一种基于数据过采样和集成学习的软件缺陷数目预测方法——SMOTENDEL。首先,对原始软件缺陷数据集进行n次过采样,得到n个平衡的数据集;然后基于这n个平衡的数据集利用回归算法训练出n个个体软件缺陷数目预测模型;最后对这n个个体模型进行结合得到一个组合软件缺陷数目预测模型,利用该组合预测模型对新的软件模块的缺陷数目进行预测。实验结果表明SMOTENDEL相比原始的预测方法在性能上有较大提升,当分别利用决策树回归（DTR）、贝叶斯岭回归（BRR）和线性回归（LR）作为个体预测模型时,提升率分别为7.68%、3.31%和3.38%。     

电力负荷短期预测的支持向量回归参数自动赋值研究

电力系统负荷预测是当前国内外的研究热点,支持向量回归算法是一种解决电力系统负荷预测问题非常有效的方法,如何根据特定数据集选择合适的模型参数,以保证建立好的模型有很好的推广性能,成为设计支持向量回归机的关键一步。本文采用了1-范数、2-范数以及v-支持向量回归算法来解决支持向量机参数的自动复制问题。在真实数据集上的实验结果表明,新模型在预测能力上较之一些广泛使用的软件可靠性预测模型有明显的提高。     

软件缺陷预测技术研究进展

随着软件规模的扩大和复杂度的不断提高,软件的质量问题成为关注的焦点,软件缺陷是软件质量的对立面,威胁着软件质量,如何在软件开发的早期挖掘出缺陷模块成为一个亟需解决的问题.软件缺陷预测通过挖掘软件历史仓库,设计出与缺陷相关的内在度量元,然后借助机器学习等方法来提前发现与锁定缺陷模块,从而合理地分配有限的资源.因此,软件缺陷预测是软件质量保证的重要途径之一,近年来已成为软件工程中一个非常重要的研究课题.汇总近8年（2010年~2017年）国内外的缺陷预测技术的研究成果,并以缺陷预测的形式为主线进行分析,首先介绍了软件缺陷预测模型的框架;然后从软件缺陷数据集、构建模型的方法及评价指标这3个方面对已有的研究工作进行分类归纳和比较;最后探讨了软件缺陷预测的未来可能的研究方向、机遇和挑战.     

基于深度学习的软件缺陷预测模型

为了提高软件的可靠性,软件缺陷预测已经成为软件工程领域中一个重要的研究方向.传统的软件缺陷预测方法主要是设计静态代码度量,并用机器学习分类器来预测代码的缺陷概率.但是,静态代码度量未能充分考虑到潜藏在代码中的语义特征.根据这种状况,本文提出了一种基于深度卷积神经网络的软件缺陷预测模型.首先,从源代码的抽象语法树中选择合适的结点提取表征向量,并构建字典将其映射为整数向量以方便输入到卷积神经网络.然后,基于GoogLeNet设计卷积神经网络,利用卷积神经网络的深度挖掘数据的能力,充分挖掘出特征中的语法语义特征.另外,模型使用了随机过采样的方法来处理数据分类不均衡问题,并在网络中使用丢弃法来防止模型过拟合.最后,用Promise上的历史工程数据来测试模型,并以AUC和F1-measure为指标与其他3种方法进行了比较,实验结果显示本文提出的模型在软件缺陷预测性能上得到了一定的提升.