基于模板匹配的BPEL程序故障修复及优化技术

BPEL (business process execution language)是一种可执行的Web服务组合语言. 与传统程序相比, BPEL程序在编程模型、执行方式等方面存在较大差异. 这些新特点使得如何定位并修改测试阶段发现的BPEL程序故障成为挑战, 面向传统软件的故障修复技术难以直接应用于BPEL程序. 从变异分析角度出发, 提出一种基于模板匹配的BPEL程序故障修复方法BPELRepair. 为了克服基于变异分析的故障修复技术计算开销高的缺点, 从补丁生成、测试用例选择以及终止条件3个角度提出多种优化策略. 开发一个BPEL故障修复支持工具, 提高故障修复的自动化程度与效率. 采用经验研究的方式, 评估所提故障修复技术及优化策略的有效性. 实验结果表明, 所提故障修复方法能够成功修复约53%的BPEL程序故障; 所提优化策略能够显著降低搜索匹配、补丁程序验证、测试用例执行与故障修复等方面的开销.     

基于变异技术的程序故障自动化修复方法

结合故障定位技术, 提出了一种基于变异的程序故障自动化修复方法, 并采用该方法阐释了C程序表达式故障的变异修复机制, 研制了C程序故障自动化修复辅助工具。通过对实际故障系统案例的分析, 证明了方法的有效性。     

针对基于变异错误定位的一种动态变异执行策略

在软件调试过程中,如何快速、精确地定位程序中的错误代码是软件开发人员普遍关注的问题。基于变异的错误定位方法是一种通过分析被测程序与程序变异体之间的行为相似性来估计语句出错概率、进行错误定位的方法。该方法有较高的错误定位精确度,但由于需对大量程序变异体执行测试用例集,因此其变异执行开销较大。为此提出了一种动态变异执行策略,它通过搜集测试用例执行信息,动态地调整变异体及测试用例的执行顺序,以减少其变异执行开销。实验结果表明,在6个程序包的127个错误版本上,应用提出的动态变异执行策略可在保证错误定位精确度的前提下,减少23%~78%的变异执行开销,显著提高了基于变异的错误定位方法的效率。     

一种基于信息量的缺陷定位方法

缺陷定位是软件调试过程中的重要环节,它通过利用程序信息和测试信息来定位软件中的错误.借助于事件信息量,提出一种基于事件信息量的缺陷定位方法——SIQ(suspiciousness based on information quantity).SIQ方法根据测试信息中不同事件的类型及其发生的概率,结合语句的执行信息,动态计算和调整缺陷定位的结果.通过大量的实验分析和对比,SIQ方法在多个数据集上表现出了很好的稳定性,与几种现有的缺陷定位方法相比,SIQ方法的缺陷定位效果也更加准确.     

一种实现故障定位技术的研究

1　问题的提出故障诊断的主要目的是实现故障预防或故障发生时的定位、机理分析与故障保护和隔离等,实现故障定位是故障诊断的关键内容之一.由于神经网络的学习特性和对非线性对象的描述特性,因而被广泛应用在故障诊断这样的智能领域.然而从以往文献看[1,2],主要是将对象作为黑箱来研究.若网络结构简单则不足以描述对象,网络结构复杂则训练速度太慢,不适合在线动态诊断.神经网络诊断系统是一个神经网络专家系统,将诊断推理转变为网络的静态计算过程,这是一种基于浅知识的诊断方法[3].上述方法在实现故障定位时相当困难,已知的定位方法往往要…     

基于程序变异分析的软件错误定位

基于覆盖的错误定位(CBFL)方法通过获取成功和失败测试用例的覆盖信息和执行结果对程序中的错误进行定位,但该方法未考虑偶然性成功测试用例的影响,降低了错误定位的准确率。为此,提出一种新的软件错误定位方法,通过分析程序变异减少偶然性成功测试用例的影响,改进怀疑度计算公式,并加入对变异影响的计算。实验结果表明,与传统CBFL方法相比,该方法能够有效提高错误定位的准确率。     

基于数据链的软件故障定位方法

软件中存在的故障很多与数据流紧密相关,对数据流故障定位是一个具有相当难度的研究问题.通过分析变量的定义-使用关系和变量间的依赖关系,并跟踪程序运行时各种操作对变量值的影响,即,变量操作状态的变化等基本信息,提出了一种综合考虑变量操作状态变化以及变量操作状态间依赖关系的数据链模型,利用该模型对程序中数据流故障进行定位.经过实验验证,所提出的基于数据链的故障定位方法的定位结果与基于定义-使用对、基于程序切片、基于概率依赖图和基于语句覆盖这4种典型的故障定位方法进行了对比,取得了更好的定位效果.     

基于程序依赖图的静态BPEL程序切片技术

传统程序切片技术在计算BPEL程序切片时会产生切片不完备问题,为此,提出一种基于程序依赖图的BPEL静态程序切片技术。该技术根据BPEL语言的特点,通过建立BPEL程序依赖图,计算BPEL程序切片。案例分析表明,该技术能够获得更加全面的程序切片,从而可以帮助软件工程人员更好地测试、调试和维护BPEL程序。     

一种配电网故障区间定位改进算法的研究

当前配电网故障定位的研究主要关注遗传算法等智能算法。本文着眼于常规遗传算法在局部收敛、寻优速度等方面存在的缺陷问题,提出了一种改进方法。该方法以遗传算法全局寻优能力为基础,通过引入自适应调整系数对参数进行优化编码,对种群多样性水平进行综合考量,在保持高收敛性和寻优能力的基础上,增强了全局寻优能力,有效规避了局部最优解,同时在变异操作过程中进行个体优选,提高了算法的寻优速度,减少了迭代次数,显著提升了寻优效率。通过最后通过对一个20节点的配电网络进行了故障定位实验仿真,证明了该方法该算法在信息完整与信息畸变的情形下都能完成准确的故障定位,并且寻优效果显著优于传统算法,具备很好的有效性与优越性。     

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。     

Combining mutation and fault localization for automated program debugging

This paper proposes a strategy for automatically fixing faults in a program by combining the ideas of mutation and fault localization. Statements ranked in order of their likelihood of containing faults are mutated in the same order to produce potential fixes for the faulty program. The proposed strategy is evaluated using 8 mutant operators against 19 programs each with multiple faulty versions. Our results indicate that 20.70% of the faults are fixed using selected mutant operators, suggesting that the strategy holds merit for automatically fixing faults. The impact of fault localization on efficiency of the overall fault-fixing process is investigated by experimenting with two different techniques, Tarantula and Ochiai, the latter of which has been reported to be better at fault localization than Tarantula, and also proves to be better in the context of fault-fixing using our proposed strategy. Further experiments are also presented to evaluate stopping criteria with respect to the mutant examination process and reveal that a significant fraction of the (fixable) faults can be fixed by examining a small percentage of the program code. We also report on the relative fault-fixing capabilities of mutant operators used and present discussions on future work.     

基于执行轨迹的软件缺陷定位方法研究

软件中隐含的缺陷数目与可靠性直接相关,软件缺陷定位是移除软件缺陷的关键,缺陷定位的及时性和有效性直接影响软件的可用性。基于执行轨迹的软件缺陷定位能够很好地与自动化测试相结合,有较强的现实意义。讨论了基于执行轨迹的软件缺陷定位方法通用框架FLOC,详细介绍了该框架的各个阶段,包括执行轨迹的组织、执行轨迹的选择、怀疑率的计算、定位报告的评价。分析了现有的基于执行轨迹的软件缺陷定位方法,并按照框架的结构比较了这些方法的特点,提出了改进的思路。最后对缺陷定位的发展提出展望。     

Automated Fault Localization for C Programs

If a program does not fulfill a given specification, a model checker delivers a counterexample, a run which demonstrates the wrong behavior. Even with a counterexample, locating the actual fault in the source code is often a difficult task for the verification engineer.We present an automatic approach for fault localization in C programs. The method is based on model checking and reports only components that can be changed such that the difference between actual and intended behavior of the example is removed. To identify these components, we use the bounded model checker CBMC on an instrumented version of the program. We present experimental data that supports the applicability of our approach.     

基于测试充分性准则的非死锁并发缺陷定位方法

并发程序的非确定性使得其调试工作异常困难。基于程序谱的软件缺陷定位方法虽然能够缓解该情况,但其定位结果依赖于调试信息。针对在此过程中难以获得调试信息及如何选择利用调试信息的问题,提出了一种基于测试充分性准则的缺陷定位方法,该方法包括3个部分:预测满足测试充分性准则的条件;制定相应的测试方案;将收集到的调试信息用于缺陷定位分析。依据此方法,用C#语言实现了缺陷定位工具——ConFinder。在含有实际并发缺陷的程序上进行实验,结果表明该方法可以有效找出引起程序失效的原因并且所得结果具有很好的稳定性。     

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。     

一种随机TBFL方法

许多学者研究了运用测试集对程序错误语句定位的问题,并提出了许多行之有效的方法,这些方法统称为TBFL(testing based fault localization)方法。后来人们发现,测试集里如果出现冗余,则这些冗余测试用例会伤害这些定位方法的功效。为了解决这个问题,Hao等人提出了SAFL(similarity aware fault localization)方法。实际上完全避免冗余是不可能的,因此从另一个角度构造了一个新的TBFL方法,称为随机TBFL方法。该方法的基本思想是:测试前对程序的语句错误概率进行先验分布,并把测试集看成随机变量,用测试用例反映的程序语句有关信息对程序语句的概率作一些调整,调整后的概率称为后验校正概率,最后根据这个后验概率对错误语句进行定位。将传统的TB-FL方法如Dicing方法、TARANTULA方法、SAFL方法纳入随机信息分析并通过几个实例进行分析和比较,结果表明,随机TBFL方法不仅能够正确定位错误语句,而且冗余对该方法的功效伤害不大。     

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...     

软件故障定位技术进展

故障定位是调试过程中一项耗时费力的工作。为了降低调试成本,并辅助开发人员定位和修复软件故障,软件故障定位技术通过审查源代码、分析测试过程的软件行为和测试结果来定位包含故障的代码片段。综述了近期故障定位领域相关成就,分类介绍了各种代表性的故障定位方法的基本原理和建模技术,讨论了这些故障定位技术的贡献以及它们之间的主要区别,给出了常用的故障定位效果基准测试集和度量方法,展望了故障定位技术的研究方向。