基于加强可疑片段的错误定位技术研究

摘要

随着软件规模的增大，几乎没有不存在错误的软件，而软件调试就是搜寻缺陷。当程序错误发生时，软件调试是被程序员认为最为枯燥、最耗费时间和精力、最单调乏味的一步。无数的研究者为了减少调试的开销，研究了许多自动化的错误定位技术。
　　本文首先对当前错误定位技术的情况进行了分析，而后针对许多方法主要是将注意力集中在语句的选择和排序而忽略其中的上下文关系的问题，提出了基于可疑片段的错误定位方法来解决这个问题，它通过缩小可查代码的范围从而大大提高了错误定位的效率，减少了开销。这种方法一共包括三个主要的环节：1)构建程序可疑片段；2)获取程序动态执行信息和程序覆盖信息；3)基于当前可疑片段进行可疑语句排序。本文分析了当前许多错误定位方法的不足，给出了本文方法的框架。同时本文设计和实现了一个基于可疑片段的错误定位系统DSFL。对典型案例Siemens suite的6个开源Java程序进行了实验研究，表明本方法能够有效改进五种性能最好的SFL（Program Spectrum-based Fault Localization）的性能。基于上述实验结果，本文可以得出以下结论：1)传统的错误定位方法未能充分利用程序上下文信息，从而使代码查找范围太大而影响了错误定位的性能；2)本文提出的基于加强可疑片段的方法能有效地提高错误定位性能；3)满足测试充分性准则的测试用例集对本方法的有效性进行了充分的验证。
　　有效的错误定位方法在软件调试中有着重大的意义，对软件质量产生了重要的影响。本文对错误定位技术进行了研究，提出基于加强可疑片段的错误定位方法。本方法能有效提高错误定位的效率，对错误定位研究做出了贡献。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究内容

1.3 论文结构

1.4 论文研究成果

第二章 错误定位相关技术概述

2.1 错误定位技术分类

2.2 错误定位技术面临的问题与挑战

2.3 本章小结

第三章 基于程序谱技术和切片技术研究

3.1 基于程序谱的技术研究

3.2 切片技术研究

3.3 本章小结

第四章 基于加强可疑片段的错误定位框架

4.1 框架简介

4.2 程序信息提取模块

4.3 可疑片段提取模块和可疑度计算模块

4.4本章小结

第五章 系统DSFL的设计与实现

5.1 系统DSFL的总体架构及核心算法

5.2 程序信息提取的设计实现

5.2 可疑片段生成的设计实现

5.4 可疑度计算方法的设计实现

5.5 实例分析

5.6 本章小结

第六章 案例研究

6.1 实验介绍

6.2 实验度量

6.3 实验及结果分析

6.4 有效性威胁

6.5 相关技术比较

6.5 本章小结

第七章 结束语

7.1 全文工作总结

7.2 不足和将来的工作

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

作者在学期间参与的科研项目