基于程序變異的自動(dòng)化軟件錯(cuò)誤定位分布式平臺(tái)的開題報(bào)告

基于程序變異的自動(dòng)化軟件錯(cuò)誤定位分布式平臺(tái)的開題報(bào)告一、選題背景和意義在現(xiàn)代社會(huì)中，軟件應(yīng)用廣泛，它們已經(jīng)成為人們生活和工作的重要組成部分。并且，隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和復(fù)雜性的增加，軟件錯(cuò)誤的數(shù)量和種類也在不斷增加，導(dǎo)致軟件系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性受到了嚴(yán)重的威脅。因此，如何提高軟件錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性，已經(jīng)成為當(dāng)前軟件開發(fā)領(lǐng)域的重要研究方向之一。近年來，基于程序變異的方法已經(jīng)成為一種有效的軟件錯(cuò)誤定位技術(shù)。它可以通過基于原始程序不同版本之間的差異，來定位程序中存在的錯(cuò)誤。然而，程序變異需要大量的計(jì)算資源和時(shí)間，因此需要一種高效的分布式平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的軟件錯(cuò)誤定位。因此，本文提出了一種基于程序變異的自動(dòng)化軟件錯(cuò)誤定位分布式平臺(tái)，旨在提高軟件錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性。二、研究方法和技術(shù)路線本文的主要研究方法是基于程序變異的軟件錯(cuò)誤定位技術(shù)。在程序變異過程中，我們通過修改程序中的一部分代碼來生成變異程序。然后，將原始程序和變異程序進(jìn)行比較，以便找出在變異程序中出現(xiàn)但未出現(xiàn)在原始程序中的錯(cuò)誤。為了提高程序變異的效率和準(zhǔn)確性，我們將采用以下技術(shù)：1.基于Hadoop的分布式計(jì)算平臺(tái)在軟件錯(cuò)誤定位中，程序變異需要進(jìn)行大量的計(jì)算，而這些計(jì)算對(duì)硬件資源的要求很高。因此，我們將采用Hadoop分布式計(jì)算平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)程序變異的分布式計(jì)算。通過搭建分布式計(jì)算平臺(tái)，我們可以將計(jì)算任務(wù)分配給不同的計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，從而提高程序變異的效率和準(zhǔn)確性。2.代碼覆蓋率分析工具在程序變異過程中，我們需要對(duì)變異程序的正確性進(jìn)行評(píng)估。為了實(shí)現(xiàn)評(píng)估工作，我們需要使用代碼覆蓋率分析工具來確定哪些代碼被執(zhí)行了，哪些代碼未被執(zhí)行。通過這種方式，我們可以找出變異程序中存在的錯(cuò)誤，并確定它們的位置。3.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的錯(cuò)誤定位技術(shù)在軟件錯(cuò)誤定位中，錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性對(duì)于程序的質(zhì)量有重要的影響。為了實(shí)現(xiàn)高效的錯(cuò)誤定位，我們將采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來訓(xùn)練模型，從而預(yù)測(cè)程序中可能存在的錯(cuò)誤。通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，我們可以減少人工干預(yù)，提高錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性。三、預(yù)期研究結(jié)果通過本文所提出的基于程序變異的自動(dòng)化軟件錯(cuò)誤定位分布式平臺(tái)，我們可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的軟件錯(cuò)誤定位，提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量。具體來說，我們期望能夠獲得以下研究結(jié)果：1.實(shí)現(xiàn)基于程序變異的軟件錯(cuò)誤定位技術(shù)，找出程序中存在的錯(cuò)誤，并確定它們的位置；2.實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算平臺(tái)，并進(jìn)行分布式計(jì)算，以提高程序變異的效率和準(zhǔn)確性；3.采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，從而預(yù)測(cè)程序中可能存在的錯(cuò)誤，減少人工干預(yù)，提高錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性。四、研究難點(diǎn)和挑戰(zhàn)本文所提出的基于程序變異的自動(dòng)化軟件錯(cuò)誤定位分布式平臺(tái)面臨以下難點(diǎn)和挑戰(zhàn)：1.如何選擇合適的程序變異算法，以提高錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性；2.如何實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算平臺(tái)，并設(shè)計(jì)高效的分布式計(jì)算算法；3.如何選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并進(jìn)行訓(xùn)練，以提高錯(cuò)誤定位的效率和準(zhǔn)確性；4.如何保障平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性，以避免程序變異過程中出現(xiàn)意外情況。五、論文結(jié)構(gòu)和進(jìn)度安排本文的章節(jié)結(jié)構(gòu)安排如下：第一章：緒論，介紹選題背景、目的意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究方法。第二章：相關(guān)技術(shù)介紹，介紹程序變異技術(shù)、Hadoop分布式計(jì)算平臺(tái)、代碼覆蓋率分析工具和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。第三章：系統(tǒng)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)，介紹基于程序變異的自動(dòng)化軟件錯(cuò)誤定位分布式平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。第四章：實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，評(píng)估系統(tǒng)的性能。第五章：總結(jié)與展望，總結(jié)本文的研究工作，在此基礎(chǔ)上提出未來研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。預(yù)計(jì)完成時(shí)間表如下：第一章、第二章、第三章：2周第四章：4周第五章：1周總計(jì)：7周參考文獻(xiàn)：1.Agrawal,H.,&Horgan,J.R.(1993).Dynamicprogramslicing.ACMTransactionsonProgrammingLanguagesandSystems(TOPLAS),15(3),491-524.2.Binkley,D.,&Gallagher,K.(1995).Symboliccorrelationanalysisfordebuggingproductionsoftwarefailures.ACMSIGSOFTsoftwareengineeringnotes,20(5),103-112.3.Delahaye,B.,&Yakunin,M.V.(2005).Softwarefaultpredictionbasedonobject-orientedmetricsandcodesmells.InProceedingsofthe31stEUROMICROConferenceonSoftwareEngineeringandAdvancedApplications(SEAA'05)(pp.98-105).4.Inozemtseva,L.,&Holmes,R.(2014).Coverageisnotstronglycorrelatedwithtestsuiteeffectiveness.InProceedingsofthe36thInternationalConferenceonSoftwareEngineering(ICSE'14)(pp.435-445).5.Jónsson,E.,&Harman,M.(2012).Theeffectiv