基于程序合约和数据流相结合的软件故障预警方法

摘要

计算机软件广泛应用于国民经济的各个方面，而软件中故障的存在又是不可避免的，提高系统可靠性越来越重要。软件故障预警作为提高可靠性的重要技术，成为越来越受到关注的话题。故障预警可以在软件运行过程中故障发生时给出警告提示，从而降低损失，给出的提示信息也能够方便开发人员后续维护。
　　本文的软件故障预警方法是在前人研究成果之上开展的。本文在分析对比当前几种热门软件预警方法的基础上，提出了一种将基于程序合约的预警方法和基于程序数据流的预警方法相融合的软件故障预警方法。该方法依据程序合约预警规则和数据流预警规则静态分析软件源代码，从中提取静态信息集合作为输入模型，并将提取的信息以XML文件描述和存储，进而应用源代码插桩技术对程序源代码进行处理。在基于合约的预警方法中，首先读取输入模型中合约位置信息并将程序合约以注解的形式嵌入到源代码中，然后自动化生成可以验证是否违反合约的代码；在基于数据流的预警方法中，读取输入模型中数据动作信息并将数据跟踪探针嵌入源代码中，进而在程序运行过程中跟踪数据使用异常进行预警。经过插桩处理后整个预处理过程完成，生成具有预警功能的代码。本文采用基于程序合约和数据流两种方法相结合的方式，提高了预警检测范围，使得预警方法更全面。
　　本文通过实验证明了文中预警方法的预警效果，并将预警结果即故障提示信息以图形化的形式展示给用户，说明了该预警方法的可用性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 研究内容与意义

1.4 论文结构

第二章 故障预警技术简介

2.1 软件故障预警方法介绍

2.2 主要基础技术

2.3 常见的故障预警方法对比

2.4 其他相关技术介绍

2.5 本章小结

第三章 研究基础

3.1 系统总体分析

3.2 系统架构

3.3 技术选择

3.4 本章小结

第四章 基于程序合约和数据流相结合的故障预警技术

4.1 故障预警的输入模型

4.2 基于程序合约的故障预警方法

4.3 基于程序数据流的故障预警方法

4.4 两种方法的改进和融合

4.5 本章小结

第五章 测试与评估

5.1 测试和分析介绍

5.2 基于程序合约的故障预警测试

5.3 基于程序数据流的故障预警测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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