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自动在线规约挖掘技术研究

作　者: 王殿林
导　师: 毛晓光
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 规约挖掘 自动在线规约挖掘 场景 软件失效
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 6次
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内容摘要


软件规约是软件某些部分应该如何运作的描述。软件规约是很多软件任务的基础和依据,这些任务包括程序维护、程序测试、程序验证和程序理解等软件过程。然而由于人们很难用一种统一的方法去描述和评估形式化的规约,所以很多软件规约的可用性不强。另外,由于在软件维护过程中存在软件版本更新与软件规约版本更新不同步的问题,软件规约描述当前版本软件功能的能力大打折扣。因此,很多的研究技术关注于从软件的源代码、日志或者软件的动态行为中挖掘出软件规约的规约挖掘技术。规约挖掘是一个从程序中自动或半自动地抽取软件知识和信息的过程。动态规约挖掘试图从软件执行的轨迹中推理出关于软件正确行为的描述。自动在线的规约挖掘是针对部署后运行中的软件自动挖掘软件规约的技术。与离线的规约挖掘技术相比,自动在线规约挖掘技术具有不依赖于测试用例集的特点,但是其规约挖掘过程也相对困难。文章提出自动在线规约挖掘技术存在两个关键问题需要解决:一是轨迹中的场景识别问题,二是软件失效处理问题。为此,文章分别针对两个关键问题提出了基于在线程序轨迹中方法的场景识别策略和基于场景置信度评估的软件失效处置策略。同时,文章根据上述解决策略设计实现了自动在线规约挖掘技术执行框架——AOSM系统。为了验证自动在线规约挖掘所挖掘的规约的精确性和完全性,文章设计了基于AOSM系统挖掘eclipse插件程序规约的自动在线规约挖掘技术实验。实验结果表明:与离线的动态规约挖掘技术相比,自动在线的规约挖掘技术所挖掘出方法的规约模型的精确度提高了25%,完整度提高了7.2%,同时基于场景置信度评估的软件失效处理策略可以有效处理软件失效。自动在线规约挖掘技术对于提高挖掘出的规约质量和自动化规约挖掘过程有重要意义。本文对自动在线规约挖掘技术进行了研究,提出了自动在线规约挖掘的两个关键问题和解决方案。该技术可有效地挖掘软件规约,提高规约挖掘质量,处理软件失效,对规约挖掘领域研究作出了贡献。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题研究背景和意义  10-11
  1.2 课题研究内容  11-12
  1.3 论文结构  12
  1.4 论文研究成果  12-14
第二章 程序运行时分析技术及动态规约挖掘技术概述  14-27
  2.1 程序运行时行为分析技术  15-23
    2.1.1 程序运行时行为  15-16
    2.1.2 软件追踪  16-18
    2.1.3 软件行为模型  18-22
    2.1.4 后继分析应用  22-23
  2.2 动态规约挖掘的研究发展情况  23-25
    2.2.1 离线的规约挖掘技术  24-25
    2.2.2 在线的规约挖掘技术  25
  2.3 课题的特点和针对性  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 自动在线规约挖掘技术的两个关键问题及解决方案  27-34
  3.1 轨迹中的场景识别问题  27-31
    3.1.1 场景识别  27-29
    3.1.2 基于轨迹中方法的场景识别策略  29-31
  3.2 软件失效处理问题  31-33
    3.2.1 软件失效对自动在线规约挖掘技术的影响  31-32
    3.2.2 基于场景置信度评估的软件失效应对策略  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第四章 系统AOSM的设计与实现  34-44
  4.1 AOSM系统的总体架构  34-38
    4.1.1 系统的整体结构  34-35
    4.1.2 程序插装  35
    4.1.3 程序运行时信息采集  35-36
    4.1.4 场景识别算法  36-38
  4.2 规约模型  38-41
    4.2.1 有限状态机规约的定义和初始化  38-39
    4.2.2 k-Tail扩展算法  39-41
  4.3 在线程序的软件失效处理  41-42
  4.4 本章小结  42-44
第五章 实验  44-60
  5.1 实验介绍  44-46
    5.1.1 实验设计  44-45
    5.1.2 实验例子  45
    5.1.3 实验采用的离线规约挖掘方法  45-46
  5.2 实验度量  46-51
    5.2.1 参照模型的生成  46-48
    5.2.2 有限状态机规约模型的精确度和检索率  48-51
    5.2.3 软件失效处理能力的评价方法  51
  5.3 实验及结果分析  51-58
    5.3.1 两种挖掘方式产生的规约模型精确度和检索率的比较  51-57
    5.3.2 其他实验结果分析  57-58
  5.4 本章小结  58-60
第六章 结束语  60-62
  6.1 全文工作总结  60
  6.2 不足和将来的工作  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-68
作者在学期间取得的学术成果  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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