ارزيابي تأثير خطاخيزي در بهبود راهكارهاي مكان‌‌يابي خطاي مبتني بر طيف

كارشناسي ارشد

اشكال‌‌زدايي يكي از فعاليت‌‌هاي زمان‌‌بر در توسعه‌‌ي نرم‌‌افزار است. ازاين‌روي، روش‌‌هاي بسياري براي مكان‌‌يابي خطا ارائه شده‌‌ كه هدف آن‌‌ها كاهش هزينه‌‌هاي توسعه است. يكي از روش‌‌هاي مؤثر در مكان‌يابي خطا، مكان‌يابي خطاي مبتني بر طيف است. روش‌‌هاي مبتني بر طيف از اطلاعات پوششي بدست ‌آمده در هنگام اجراي موردهاي آزمون مختلف بر روي برنامه، براي شناسايي مكان خطا در برنامه استفاده مي‌‌كنند. باوجود كارآمدي بالاي روش‌‌هاي مبتني بر طيف، دقت آن‌‌ها محدود است، زيرا نحو و معناي برنامه را در نظر نمي‌‌گيرند و تنها به اطلاعات اجرايي برنامه وابسته هستند. روش پيشنهادي در اين پايان‌نامه براي بهبود دقت مكان‌يابي خطا از ساختار ايستاي برنامه و تحليل خطاخيزي بخش‌هاي مختلف كد (تحليل ايستا) به‌‌عنوان دانشي در كنار روش‌‌هاي مبتني بر طيف (تحليل پويا) استفاده مي‌‌كند. به‌منظور تحليل خطاخيزي ايستاي كد دو رويكرد مدل‌‌هاي پيش‌بيني خطا و الگوهاي اشكال مورد بررسي قرار مي‌‌گيرند. در اين راستا، دو راهكار تركيبي نوين به نام‌‌هاي FP-SBFL و BP-SBFL ارائه مي‌‌شوند. هر دو راهكار پيشنهادي مي‌‌كوشند تا با در نظر گرفتن ساختار ايستاي برنامه در هنگام مدل‌سازي رفتاري برنامه، به‌طور هم‌زمان از نقاط قوت تحليل ايستا و پوياي برنامه براي مكان‌يابي نمودن خطا بهره‌مند شوند. راهكار FP-SBFL براي تحليل خطاخيزي ايستاي برنامه از يك مدل پيش‌بيني خطا استفاده مي‌كند. به‌‌منظور ساخت يك مدل‌‌ پيش‌بيني خطاي كارآمد، پركاربردترين الگوريتم‌‌هاي يادگيري ماشين بررسي مي‌‌شوند. با توجه به نتايج ارزيابي مي‌‌توان پي برد كه الگوريتم جنگل تصادفي بهترين عملكرد را در مقايسه با ديگر الگوريتم‌‌هاي يادگيري داشته است؛ بنابراين، اين الگوريتم براي ساخت مدل پيش‌‌بيني خطا در راهكار FP-SBFL به‌‌كار برده مي‌‌شود. راهكار BP-SBFL براي تحليل خطاخيزي ايستاي برنامه از الگوهاي اشكال استفاده مي‌‌كند. در اين راهكار، با استفاده از الگوهاي اشكال، اشكالات موجود در برنامه شناسايي شده و بر اساس شدت سختي هر يك از اشكالات، تحليل خطاخيزي ايستاي برنامه انجام مي‌‌گيرد. در پايان، براي برآورد امتيازهاي مظنون به خطايي جملات برنامه در هر دو راهكار FP-SBFL و BP-SBFL از تركيب خطي تحليل ايستا و پوياي برنامه استفاده مي‌‌شود. به‌منظور ارزيابي عملكرد راهكارهاي پيشنهادي، آزمايش‌‌هاي گوناگوني بر روي مجموعه آزمون Defects4J كه داراي خطاهاي واقعي است، انجام شده است. نتايج ارزيابي راهكارهاي تركيبي پيشنهادي و مقايسه‌ي آن‌ها با روش‌هاي برجسته‌‌ي مبتني بر طيف نشان مي‌‌دهد كه نوآوري به‌كاررفته در اين پايان‌نامه مي‌تواند سبب بهبود دقت مكان‌يابي خطا شود.

196276

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي كامپيوتر- نرم افزار

دكتر سعيد پارسا