基于ASP.NET的嵌入式软件缺陷自动定位方法

嵌入式软件缺陷定位覆盖率较低,无法在短时间内有效地定位软件缺陷。基于此,提出基于ASP.NET的嵌入式软件缺陷自动定位方法。利用软件缺陷数据采集器采集嵌入式软件缺陷数据,利用ASP.NET脚本语言与开发工具构建嵌入式软件缺陷分析模型,利用改进粒子群算法检测并定位软件缺陷,生成嵌入式软件多缺陷定位报告。实验结果表明,该方法定位的缺陷数目与实际缺陷数目更加接近,缺陷定位覆盖率较高。     

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.     

一种基于频谱信息并结合碰集和遗传算法的缺陷定位方法

在软件研制过程中,缺陷定位是一个重要的研究课题。但是,实际软件中的缺陷数量无法被预先判定,且已有的单缺陷定位方法不易使用,已有的多缺陷定位方法存在定位效率不高的问题。基于此,文中对多缺陷定位方法GAMFL进行了研究和改进,提出了基于频谱信息并结合碰集和遗传算法的缺陷定位方法GAHIT。该方法定义了定位基本块,并用其替代语句进行缺陷定位,缩小了搜索范围;在初始种群的构造过程中,提出了采用求解失败用例执行路径碰集的方法,优化了初始种群的生成,并给出了新的适应度函数的计算方法,提高了算法的整体执行效率;最后针对遗传算法的结果,给出了缺陷检查策略,提高了在最优种群中查找缺陷的准确性。实验结果表明,所提方法能够有效处理缺陷数量未知情况下的定位问题,在单缺陷和多缺陷程序中都有较好的定位效果。     

SMTLOC: 基于多源频谱的SMT求解器缺陷定位

SMT求解器作为重要的基础软件, 其存在的缺陷可能会导致依赖于它的软件功能失效, 甚至带来安全事故. 然而, 修复SMT求解器缺陷是一个十分耗时的任务, 因为开发者需要花费大量的时间和精力来理解并找到缺陷的根本原因. 虽然已有许多软件缺陷定位方面的研究, 但尚未有系统的工作研究如何自动定位SMT求解器缺陷. 因此, 提出一种基于多源频谱的SMT求解器缺陷定位方法SMTLOC. 首先, 对于给定的SMT求解器缺陷, SMTLOC提出一种枚举算法, 用以对触发该缺陷的公式进行变异, 从而生成一组不触发缺陷, 但与触发缺陷的公式具有相似执行路径的证人公式. 然后, SMTLOC根据证人公式的执行路径以及SMT求解器的源码信息, 提出一种融合覆盖频谱和历史频谱的文件可疑度计算方法, 从而定位可能存在缺陷的文件. 为了验证SMTLOC的有效性, 收集60个SMT求解器缺陷. 实验结果表明, SMTLOC的缺陷定位效果明显优于传统的频谱缺陷定位方法, SMTLOC可以将46.67%的缺陷定位在TOP-5的文件内, 定位效果提升了133.33%.     

基于上下文的飞控软件老化缺陷定位方法研究

随着航空工业的发展和飞控软件复杂度的提高,对飞控软件可靠性和实时性的要求也越来越高。软件老化缺陷中存在一类缺陷,会使系统响应逐渐变慢,最终出现失效,严重影响飞控软件的可靠性和实时性,但目前没有定位这类缺陷的有效方法。针对这类缺陷的定位,提出了一种基于上下文的飞控软件老化缺陷定位方法。该方法将飞控软件的主循环建模成一棵任务树,飞控软件反复运行的主循环抽象成一个任务树序列。通过Mann-Kendall Test对任务树中心节点的时间属性进行趋势检测,找到可疑任务,并根据任务树之间的关系对可疑任务进行筛选,定位出含有缺陷的任务,则该任务所对应的函数即为缺陷所在的位置。实验表明,该方法不仅能够给出缺陷的具体位置,还能给出发生失效时的调用上下文。     

海底管道缺陷在线智能检测机器人

分析了用MFL法检测管道缺陷时缺陷漏磁信号分辨率的特征,设计计算机控制的管道漏磁场分布测试系统检测、分析管道内漏磁场,优化设计用于小管径、厚管壁海底管道(ф273×12.7)缺陷检测的磁铁节,在此基础上设计制造了海底管道缺陷在线智能检测机器人,实验验证了机器人对人工模拟缺陷的检测能力.     

WIDS:一个基于CMM模型的软件缺陷管理系统

缺陷管理是中大型软件开发过程中的重要部分,通过对现有缺陷管理工具的分析,依据CMM模型和软件中心管理流程的特殊需求,设计和实现了一个软件缺陷管理系统WIDS.WIDS系统采用了浏览器的B/S架构,实现了缺陷跟踪的流程,对缺陷状态的变化进行控制,提供及时的问题报告,通知并定位到相应的人员,并具有统计分析、查询、权限管理等功能.实际应用表明WIDS系统有效地提高了软件的质量和管理效率.     

一种基于遗传算法的多缺陷定位方法

基于程序频谱的缺陷定位方法可以有效地辅助开发人员定位软件内部缺陷,但大部分已有自动化方法在解决多缺陷定位问题时表现不佳,部分效果尚可的方法因复杂度较高或需要开发人员较多交互而仍需进一步改善.为改善上述问题,提出一种基于遗传算法的多缺陷定位方法 GAMFal,具体来说:首先基于搜索的软件工程思想对多缺陷定位问题进行建模,构建了候选缺陷分布的染色体编码方式,并基于扩展的Ochiai系数计算个体的适应度值;随后使用遗传算法在解空间中搜索具有最高适应度值的候选缺陷分布,在终止条件被满足后返回最优解种群;最后根据这个种群对程序实体进行排序.这样开发人员可以依次对程序实体进行检查并最终确定多个缺陷的具体位置.实证研究以Siemens套件中的7个程序和Linux的3个程序(gzip、grep和sed)作为评测对象,并扩展传统的定位方法评测标准EXAM至EXAMF和EXAML,通过与其他经典的缺陷定位方法(Tarantula、Improved Tarantula及Ochiai)进行对比,并通过Friedman检测和最小显著性差异测试可得,提出的GAMFal方法在整体定位效率方面优于传统方法,且需要更少的人工交互.除此之外,GAMFal的执行时间也在可接受的范围之内.     

基于高斯过程的缺陷定位方法

在软件系统中,缺陷定位是缺陷修复的一个关键环节,如果能将缺陷自动定位到很小的范围,将会极大地降低缺陷修复的难度.基于高斯过程提出了一种缺陷定位方法（GPBL）,即针对每个缺陷,向开发人员推荐这个缺陷可能存在于哪些源文件中,从而帮助开发人员快速修复缺陷.为了验证方法的有效性,采集了开源软件Eclipse 和Argouml 中的数据,实验结果表明,高斯过程缺陷定位的查全率和查准率平均分别为87.16%和78.90%.与基于LDA的缺陷定位方法进行比较,表明高斯过程更能准确定位缺陷的位置.     

面向缺陷定位的代码搜索引擎

随着软件项目规模的扩大以及软件复杂性的增加,缺陷修复的难度越来越大.其中,绝大多数缺陷问题都是由代码的错误编写导致的,在软件缺陷修复过程中开发维护人员需要花费大量的时间定位并修改缺陷代码.针对这个问题,对缺陷报告以及对应的项目变更信息进行整合,根据代码抽象语法树结构信息计算代码块与缺陷报告之间的关系,从而构建缺陷-代码知识库.在此知识库的基础上构建面向缺陷定位的代码搜索引擎,以向用户推荐更全面的缺陷定位信息,包括相似缺陷报告、相关缺陷代码文件以及缺陷代码块,从而帮助开发和维护人员及时有效地定位缺陷.实验结果说明,相比现有的缺陷定位方法,所提方法能够更准确地定位缺陷代码文件,并且可有效定位到代码粒度.     

缺陷理解研究:现状、问题与发展

缺陷理解是针对缺陷本身及衍生产物建立完整认知过程的研究.由于调试的连贯性及完美缺陷理解假设不合理性,深入分析缺陷传播过程及缺陷间关系、研究关键信息检测及理解信息表达方式,提取及表达面向缺陷研究不同场景不同需求下的可理解性信息,最终达到优化缺陷分析结果及辅助调试各过程缺陷知识复用及积累的目的成为必然.由定位与修复之间存在的知识割裂问题出发,思考缺陷理解研究的本质,明确缺陷处理过程中缺乏知识挖掘及互用问题.通过工程实例分析及文献成果梳理,提炼总结缺陷理解领域的研究方向及技术方法,探讨缺陷理解研究中的特点及难点,思考缺陷理解研究中存在的问题及未来的研究方向,对缺陷理解的研究趋势进行了展望.     

基于改良程序谱的软件故障定位方法

故障定位是软件调试过程中一项耗时耗力的工作,自动化查错的应用对于提高软件调试效率具有重要的现实意义。近年来,基于程序谱的故障定位方法得到了研究人员的大量关注。针对单错误现象,提出了基于改良程序谱的软件故障定位新方法,该方法基于“在单错误情况下,若测试用例运行错误,则该测试用例运行必定覆盖了故障语句”这一论断,将所有的故障测试用例对程序语句的覆盖情况做交运算,从而得到故障基,再利用故障基定位故障。最后,以西门子测试程序集为测试数据,对比了不同方法对故障定位的效果和效率的影响,其结果表明所提出的方法可以有效地提高故障定位的效果和效率。     

基于程序频谱的缺陷定位方法

软件测试是生产可靠软件的重要保障,对测试所发现缺陷的解决可以分为缺陷定位和缺陷修改两个步骤^[1],其中的缺陷定位是最耗时的.通常情况下,测试套件中成功执行的测试用例都占绝大多数,对基于程序频谱的缺陷定位方法,应该具备自主调节成功测试用例覆盖比重的能力,以提高方法的可用性.即,随着语句被成功测试用例覆盖的次数增多,该语句的覆盖次数对怀疑率的贡献度应逐渐减小,成功测试用例数的有效处理能提高缺陷定位方法的效果.基于此,本文提出EPStar（EP*）缺陷定位方法,该方法可以有效调整成功执行用例数的影响,以避免成功用例数量对缺陷定位效果的过度影响,从而提高缺陷定位的准确性,通过实验对比,说明了EP*方法比现有的几种缺陷定位方法具有更高的缺陷定位精度.     

Simultaneous debugging of software faults

(Semi-)automated diagnosis of software faults can drastically increase debugging efficiency, improving reliability and time-to-market. Current automatic diagnosis techniques are predominantly of a statistical nature and, despite typical defect densities, do not explicitly consider multiple faults, as also demonstrated by the popularity of the single-fault benchmark set of programs. We present a reasoning approach, called Zoltar-M(ultiple fault), that yields multiple-fault diagnoses, ranked in order of their probability. Although application of Zoltar-M to programs with many faults requires heuristics (trading-off completeness) to reduce the inherent computational complexity, theory as well as experiments on synthetic program models and multiple-fault program versions available from the software infrastructure repository (SIR) show that for multiple-fault programs this approach can outperform statistical techniques, notably spectrum-based fault localization (SFL). As a side-effect of this research, we present a new SFL variant, called Zoltar-S(ingle fault), that is optimal for single-fault programs, outperforming all other variants known to date.     

结合多元度量指标软件缺陷预测研究进展

软件缺陷预测可帮助开发人员提前预测缺陷程序,合理分配有限的测试资源。软件缺陷预测的准确度不仅依赖于预测方法的选择,更依赖于软件的度量指标。因此,结合多元度量指标进行软件缺陷预测已成为当前的研究热点。从度量指标出发,对传统度量指标、多元度量指标以及结合多元度量指标的缺陷预测的研究进展进行了系统介绍。主要工作包含：介绍了传统的代码和过程度量指标、基于传统度量指标的软件缺陷预测模型以及影响数据质量的因素;阐述了语义结构度量指标;分析列举了当前用于软件缺陷预测的评价指标;结合预测粒度、传统度量指标、语义结构度量指标、跨项目软件缺陷预测对多元度量指标软件缺陷预测未来的研究趋势进行了展望。     

引入关联缺陷的软件可靠性评估模型

关联缺陷的存在很大程度上是由于缺陷的检测能力被其他缺陷所屏蔽,它不仅影响软件测试结果,还扭曲了软件可靠性评估模型的评估结果.从软件缺陷的自身角度来分析软件检测以及可靠性评估失效的原因,对关联缺陷进行了详细分析.为了在软件可靠性评估时获得更符合实际缺陷数量的预测值,将广义关联应用于现有可靠性评估模型的改进上,并提出了P-NHPP(phase-nonhomogeneous poisson process,简称P-NHPP)可靠性模型.实验分析表明,P-NHPP具有较好的拟合效果和预测能力.     

On the adoption of MC/DC and control-flow adequacy for a tight integration of program testing and statistical fault localization

ContextTesting and debugging consume a significant portion of software development effort. Both processes are usually conducted independently despite their close relationship with each other. Test adequacy is vital for developers to assure that sufficient testing effort has been made, while finding all the faults in a program as soon as possible is equally important. A tight integration between testing and debugging activities is essential.ObjectiveThe paper aims at finding whether three factors, namely, the adequacy criterion to gauge a test suite, the size of a prioritized test suite, and the percentage of such a test suite used in fault localization, have significant impacts on integrating test case prioritization techniques with statistical fault localization techniques.MethodWe conduct a controlled experiment to investigate the effectiveness of applying adequate test suites to locate faults in a benchmark suite of seven Siemens programs and four real-life UNIX utility programs using three adequacy criteria, 16 test case prioritization techniques, and four statistical fault localization techniques. We measure the proportion of code needed to be examined in order to locate a fault as the effectiveness of statistical fault localization techniques. We also investigate the integration of test case prioritization and statistical fault localization with postmortem analysis.ResultThe main result shows that on average, it is more effective for a statistical fault localization technique to utilize the execution results of a MC/DC-adequate test suite than those of a branch-adequate test suite, and is in turn more effective to utilize the execution results of a branch-adequate test suite than those of a statement-adequate test suite. On the other hand, we find that none of the fault localization techniques studied can be sufficiently effective in suggesting fault-relevant statements that can fit easily into one debug window of a typical IDE.ConclusionWe find that the adequacy criterion and the percentage of a prioritized test suite utilized are major factors affecting the effectiveness of statistical fault localization techniques. In our experiment, the adoption of a stronger adequacy criterion can lead to more effective integration of testing and debugging.     

Interactive fault localization techniques in a spreadsheet environment

End-user programmers develop more software than any other group of programmers, using software authoring devices such as multimedia simulation builders, e-mail filtering editors, by-demonstration macro builders, and spreadsheet environments. Despite this, there has been only a little research on finding ways to help these programmers with the dependability of the software they create. We have been working to address this problem in several ways, one of which includes supporting end-user debugging activities through interactive fault localization techniques. This paper investigates fault localization techniques in the spreadsheet domain, the most common type of end-user programming environment. We investigate a technique previously described in the research literature and two new techniques. We present the results of an empirical study to examine the impact of two individual factors on the effectiveness of fault localization techniques. Our results reveal several insights into the contributions such techniques can make to the end-user debugging process and highlight key issues of interest to researchers and practitioners who may design and evaluate future fault localization techniques.     

基于组合机器学习算法的软件缺陷预测模型

软件缺陷预测是根据软件产品中提取的度量信息和已经发现的缺陷来尽早地预测软件可能还存在的缺陷,基于预测结果可合理分配测试和验证资源.基于机器学习的缺陷预测技术能够较全面地、自动地学习模型来发现软件中的缺陷,已经成为缺陷预测的主要方法.为了提高预测的效率和准确性,对机器学习算法的选择和研究是很关键的.对不同的机器学习缺陷预测方法进行对比分析,发现各算法在不同评价指标上有不同的优势,利用这些优势并结合机器学习中的stacking集成学习方法提出了将不同预测算法的预测结果作为软件度量并进行再次预测的基于组合机器学习算法的软件缺陷预测模型,最后用该模型对Eclipse数据集进行实验,表明了该模型的有效性.     

基于条件概率模型的缺陷定位方法

缺陷定位是软件调试的重要阶段,依赖程序频谱信息实现软件缺陷定位,是当前比较行之有效的方法.基于频谱缺陷定位方法应用的前提是,程序频谱和执行结果之间存在的潜在关联.通过经验性分析两者之间的内在关联,借助于统计学的条件概率思想,构建了用以量化分析两者关系强弱的P模型,并基于此提出了基于条件概率的缺陷定位方法.以Siemens套件中的7个程序、Space程序和3个Unix工具程序为基准评测对象,与已有的15种经典缺陷定位方法进行了对比实验.实证研究结果表明,该方法总体上具有更好的缺陷定位效果.