مكان‌يابي آماري خطاهاي پنهان با توجه به ساختار برنامه و تحليل خطاخيزي

دكتري تخصصي

فرآيند اشكال زدايي نرم‌افزار، يكي از پيچيده‌ترين و پرهزينه‌ترين مراحل توليد نرم‌افزار به حساب مي‌آيد. ‌همين امر باعث شده راه‌كارهاي متعددي به‌منظور خودكارسازي اين فرآيند جهت كمك به كاربر در انجام اشكال زدايي ارائه شود. پژوهش هاي متعدد انجام گرفته در سال هاي اخير نشان از برتري روش‌هاي آماري نسبت به ساير روش‌ها دارد؛ با اين وجود، اين روش‌ها همچنان داراي برخي مشكلات و محدوديت‌ها هستند. راه‌كارهاي آماري وابستگي زيادي به داده‌هاي ورودي داشته و با تغييرات داده‌ها دچار ناپايداري مي‌شوند. اين روش‌ها احتمال يكساني را براي خطاخيزي بخش‌هاي مختلف كد در نظر مي-گيرند؛ در حالي كه مكان ‌يك جمله در داخل برنامه و خطاخيزي ساختار برنامه‌نويسي كه جمله در آن قرارگرفته مي‌تواند در تعيين ميزان وابستگي آن جمله با عدم موفقيت برنامه مؤثر باشد. اين روش‌ها بدنبال موجوديت‌هاي مرتبط با خطا مي گردند، در حالي كه مسئله مكان‌يابي خطا يك مسئله علّي-معلولي است و بايد بدنبال علت‌هاي خطا گشت. هدف اصلي اين رساله به‌كارگيري تحليل علّي-آماري همگام با فنون تحليل برنامه، در نظرگرفتن ساختار ايستاي برنامه ها در حين مدل‌سازي آماري و توجه به احتمال خطاخيزي بخش‌هاي مختلف برنامه در كشف و مكان‌يابي علت‌هاي مربوط به اجراهاي خطادار برنامه مي باشد كه در راستاي كاهش وابستگي روش‌هاي آماري به داده‌هاي آزمون تعيين شده است. در اين راستا، دو راه‌كار جديد به نام هاي FPA-FL و Inforence ارائه شده اند كه قادرند با توجه به ساختار ايستاي برنامه و احتمالات خطاخيزي ايستا براي هر بخش از برنامه، به مكان‌يابي موثر خطاهاي برنامه ها بپردازند. هر دو راه‌كار براساس ساختار ايستاي برنامه عمل كرده و مانع از ايجاد مدلي كوركورانه و صرفاً مبتني بر داده‌هاي اجرايي برنامه مي‌شوند. همچنين، در راستاي كاهش وابستگي روش‌هاي آماري مكان‌يابي خطا به داده‌هاي اجرايي، در ابتدا راه‌كاري احتمالي، كه از مفهوم برش‌بندي برنامه استفاده مي كند، به منظور تشخيص اجراهاي تصادفاً موفق، در برنامه‌هاي تك‌خطايي و چند خطايي، ارائه شده است. سپس، با توجه به عدم امكان شناسايي قطعي اجراهاي تصادفاً موفق با روش‌هاي احتمالي، يك روش جديد بر اساس نظريه بازي مشاركتي ارائه شده كه قادر است در حضور اجراهاي تصادفاً موفق در مجموعه هاي آزمون، به خوبي عمل كرده و علت‌هاي اصلي خطا را شناسايي نمايد. سرانجام، راه‌كار آماري جديدي به نام Bayes-TDG براي توليد موردهاي آزمون به هدف افزايش پوشش مسيرهاي اوليه برنامه و كشف زودهنگام داده‌هاي مسبب عدم موفقيت برنامه پيشنهاد شده است. در جهت ارزيابي عملكرد راه‌كارهاي پيشنهادي و مقايسه با ديگران، آزمايش هاي متنوع و گسترده‌اي برروي مجموعه برنامه‌هاي آزمون انجام شده است و نتايج بدست آمده، عملكرد قابل توجه راه‌كارهاي پيشنهادي را در مقايسه با ديگران آشكار مي‌سازد. روش پيشنهادي به دليل بهره-گيري ار رويكرد تحليل تركيبي، به نتايج موثري در مورد مجموعه هاي آزمون نامناسب، حاوي تعداد بالايي از موارد آزمون تصادفاً موفق، دست يافته است.

191601

دانشگاه علم و صنعت ايران

نرم افزار

دكتر سعيد پارسا