基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和可疑度的軟件故障定位方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)軟件功能需求的提高、待處理數(shù)據(jù)量的劇增，促使軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件規(guī)模日益龐大、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，導(dǎo)致故障的復(fù)雜性不斷增加，造成的危害更為嚴(yán)重。如何提高較大規(guī)模軟件故障定位效率，進(jìn)行有針對(duì)性軟件故障定位，并快速、有效定位語(yǔ)句故障，提高軟件可靠性，仍然面臨挑戰(zhàn)。本文重點(diǎn)解決上述問(wèn)題，研究復(fù)雜軟件故障定位過(guò)程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)挖掘方法，研究軟件尤其是軟件關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)句級(jí)故障定位方法，最終實(shí)現(xiàn)高效定位語(yǔ)句故障。
　　首先，針對(duì)

2、較大規(guī)模軟件以及同一軟件升級(jí)版本故障定位效率低問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件故障定位過(guò)程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)挖掘算法。引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的有向加權(quán)軟件執(zhí)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，分析軟件動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程中函數(shù)間的復(fù)雜調(diào)用關(guān)系，建立軟件網(wǎng)絡(luò)故障的局部和全局傳播和傳染機(jī)制，綜合運(yùn)用節(jié)點(diǎn)被傳染程度和節(jié)點(diǎn)傳染性指數(shù)以及節(jié)點(diǎn)自身發(fā)生故障可能性，設(shè)計(jì)軟件執(zhí)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)故障傳染能力度量FIC，衡量節(jié)點(diǎn)故障對(duì)軟件網(wǎng)絡(luò)的傳染能力。并設(shè)計(jì)基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件故障定位過(guò)程關(guān)

3、鍵節(jié)點(diǎn)挖掘算法SN_KNM，識(shí)別軟件網(wǎng)絡(luò)中對(duì)故障傳染和傳播有影響力的節(jié)點(diǎn)，提高較大規(guī)模軟件故障定位效率，以及提升同一軟件升級(jí)版本故障定位效率。
　　其次，針對(duì)因缺少失敗測(cè)試用例導(dǎo)致現(xiàn)有執(zhí)行譜度量方法失效問(wèn)題，提出了基于執(zhí)行譜的可疑度度量及語(yǔ)句級(jí)軟件故障定位算法。通過(guò)分析故障可疑度決定性和次要因素，設(shè)計(jì)兩種基于失敗執(zhí)行譜和成功執(zhí)行譜的故障可疑度度量 FP3和 FP4。并設(shè)計(jì)基于提出可疑度度量的語(yǔ)句級(jí)故障定位算法SMFL，應(yīng)用所提出度

4、量獲取軟件語(yǔ)句故障可疑度排序序列，降低定位故障的語(yǔ)句檢查率，解決因缺少失敗測(cè)試用例導(dǎo)致現(xiàn)有執(zhí)行譜方法無(wú)法發(fā)揮作用的問(wèn)題。
　　再次，針對(duì)不同類(lèi)型和規(guī)模測(cè)試集下的故障定位效率低和性能不穩(wěn)定問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于執(zhí)行譜和執(zhí)行自信息的加權(quán)可疑度度量及故障定位方法。為減小可疑度計(jì)算對(duì)失敗執(zhí)行譜的依賴(lài)，提出基于失敗執(zhí)行譜和成功未執(zhí)行譜兩個(gè)決定性執(zhí)行譜的故障可疑度度量方法。另外，提出程序執(zhí)行自信息概念，獲取語(yǔ)句每類(lèi)軟件執(zhí)行事件包含的信息量，用于構(gòu)建

5、度量加權(quán)權(quán)重系數(shù)，設(shè)計(jì)加權(quán)可疑度度量方法。并設(shè)計(jì)基于可疑度度量方法的語(yǔ)句故障定位算法，提高不同類(lèi)型和規(guī)模測(cè)試集下的故障定位有效性和性能穩(wěn)定性。
　　另外，針對(duì)失敗執(zhí)行未覆蓋故障語(yǔ)句導(dǎo)致無(wú)法定位故障問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于可疑度度量和失敗執(zhí)行依賴(lài)信息的故障定位算法。提出一種基于執(zhí)行譜分式的故障可疑度度量方法 ENS，分別構(gòu)建基于失敗執(zhí)行譜分式和基于成功未執(zhí)行譜分式，避免可疑度度量失效。另外，運(yùn)用所提出的執(zhí)行自信息概念，設(shè)計(jì)一種分式加權(quán)故障可

6、疑度度量方法ENS?，提高可疑度度量方法的自適應(yīng)性。重點(diǎn)針對(duì)失敗執(zhí)行未覆蓋故障語(yǔ)句而導(dǎo)致無(wú)法定位故障，提取失敗執(zhí)行控制和數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系語(yǔ)句集，設(shè)計(jì)基于可疑度和失敗執(zhí)行依賴(lài)信息的語(yǔ)句綜合定位算法SFD_CFL，提高故障語(yǔ)句綜合可疑度排名，進(jìn)一步提高故障定位有效性。
　　最后，針對(duì)大量成功執(zhí)行而缺失失敗執(zhí)行的情況，提出了基于可疑度和執(zhí)行依賴(lài)信息的故障綜合定位及成功測(cè)試用例約簡(jiǎn)方法。提出基于執(zhí)行譜多分式的度量方法，對(duì)可疑度度量式中的復(fù)雜分

7、式進(jìn)行動(dòng)態(tài)加權(quán)，提出基于執(zhí)行譜多分式和執(zhí)行自信息的局部加權(quán)度量方法。針對(duì)失敗執(zhí)行缺失情況，設(shè)計(jì)基于可疑度度量和執(zhí)行依賴(lài)信息的語(yǔ)句故障綜合定位算法SD_CFL，提高故障語(yǔ)句可疑度排名。提出成功用例約簡(jiǎn)算法 PTRed，約簡(jiǎn)故障定位過(guò)程無(wú)效的成功測(cè)試用例，在減小測(cè)試集的情況下提高算法SD_CFL的故障定位效率。
　　實(shí)驗(yàn)在真實(shí)開(kāi)源軟件上進(jìn)行，對(duì)軟件故障定位過(guò)程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)挖掘算法的可行性和合理性等進(jìn)行了分析，語(yǔ)句故障定位算法的有效性和性能