基于数据库的简单非函数依赖程序不变量动态检测

论文摘要

迄今为止,计算机软件系统虽然仅仅只有短短的几十年历史,但是已经成为最广泛、最重要的应用系统之一。从而软件的质量成为人们目前广泛关注、高度重视的热点问题之一。基于合约的程序设计是提高软件质量的一种重要技术,已经得到了很大的发展。合约描述了程序内部的基本属性,良性运行的保证条件以及运行后的期望结果。程序不变量一般包含类不变量、前置条件和后置条件,它是一种基本的合约。本文研究并且建立了程序不变量动态生成系统的理论模型。在此理论模型中,针对函数依赖程序不变量和简单非函数依赖程序不变量动态生成理论、方法和技术进行了阐述;重点对简单非函数依赖程序不变量进行分析,基于数据库的理论提出了一种新的简单非函数依赖程序不变量动态检测的技术,针对各种的简单非函数依赖程序不变量类型建立了一系列检测方法。本文的不变量检测技术通过数据库中提供的SQL条件查询功能,灵活多变的检测各种常见类型的简单非函数依赖程序不变量,并且可以根据用户的实际需要随时指定新的程序不变量查询条件。最后,本文设计实现了一个简单非函数依赖程序不变量原型系统。该系统与现有的其它程序不变量检测工具(例如Daikon)比较具有明显的特色和优势:第一,基于关系数据库技术,具有良好的可扩展性;第二,使用SQL条件查询功能实现简单非函数依赖程序不变量检测,检测方法具有很好的灵活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图索引
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 程序（似然）不变量动态发现的相关研究
• 1.3 项目的研究目标、主要内容以及意义
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 基于合约的程序设计
• 2.1 引言
• 2.2 合约式程序设计
• 2.3 JML（JAVA MODELING LANGUAGE）－JAVA建模语言
• 2.4 程序分析技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 程序不变量发现技术
• 3.1 程序不变量类型
• 3.2 程序不变量检测基本流程
• 3.3 程序不变量动态发现技术
• 3.3.1 程序不变量动态生成技术理论模型
• 3.3.2 源程序编配
• 3.3.3 测试用例生成
• 3.3.4 程序运行轨迹实时收集
• 3.3.5 程序不变量提取
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于数据库的简单非函数依赖程序不变量动态发现
• 4.1 引言
• 4.2 简单非函数依赖程序不变量基本类型
• 4.3 程序运行轨迹的存储结构
• 4.4 简单非函数依赖程序不变量检测
• 4.4.1 非函数依赖程序不变量提取方法
• 4.4.2 单一的数字变量的不变量检测
• 4.4.3 单一的非数字变量的不变量检测
• 4.4.4 两个数字变量的不变量检测
• 4.4.5 单一的数字序列变量的不变量检测
• 4.4.6 两个序列变量的不变量检测
• 4.4.7 非函数依赖程序不变量检测机制
• 4.5 本章小结
• 第五章 原型设计与实现
• 5.1 程序不变量检测原型设计
• 5.1.1 程序轨迹文件存储
• 5.1.2 程序不变量的表达
• 5.1.3 程序不变量信息的提取
• 5.2 原型系统实现
• 5.2.1 程序编配
• 5.2.2 程序运行轨迹文件存储
• 5.2.3 非函数依赖程序不变量检测算法总体流程
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 项目研究工作总结
• 6.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 成果目录
• 致谢