基于自适应约束构建与复杂程序结构约束求解的软件缺陷自动确认研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61702044
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0203.软件理论、软件工程与服务
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Since software quality is an issue that concerns the national economy and people's lives and property, it is necessary to improve software quality. This project researches one of the key issues in software quality improvement, namely, software defect detection. Currently, in software defect detection, the inspect points calculated by computers are confirmed manually whether they are true defects or not with low efficiency and low accuracy, which is in bad need of automation. This project centers the research on automatic defect confirmation based on constraint solving, faces the two stages of constructing constraints and solving constraints, and proposes three methods. The main contents of this project are as follows. (1) This project constructs the theoretical constraint system for the inspect points self-adaptively, so as to obtain the constraints accurately. (2) This project introduces congruence closure to solve the constraints at the function calling points, so as to increase the solving speed. (3) This project adopts divide-and-conquer to construct a concolic theoretical model for loop structures concerning the relative location of the inspect point to the loop structure, so as to decrease the scale of the problem to be solved. The three proposed methods function for construction constructing and constraint solving separately, and are combined into an efficient constraint solving engine for automatic software defect confirmation. This projects aims to promote the accuracy and efficiency of software defect confirmation, provide support for automatic software defect confirmation based on constraint solving, enhance the reliability and security of the system, and further increase software quality.
软件质量事关国民经济及人民生命财产安全,因此必须对软件质量严格要求。本项目主要研究提高软件质量的关键工作之一,即软件缺陷检测。目前软件缺陷检测中所计算出的检查点需要人工确认其是否为真正的缺陷,效率低、精度差,对其进行自动化势在必行。本项目“围绕一个目标,面向两个阶段,提出三个方法”。即:围绕着基于约束求解进行软件缺陷自动确认的目标,面向建立约束和求解约束两个阶段,提出:(1)自适应地面向检查点构建其理论约束系统,精确求得触发约束;(2)引入一致性闭包对函数调用点处约束进行求解,提高求解速度;(3)针对检查点与循环体的位置关系,采用分治策略,对循环进行动静结合的理论建模,减少问题求解的规模。提出的三个方法被整合为一个高效的约束求解引擎用于缺陷自动确认。本项目旨在提高软件缺陷自动确认的准确性和效率,从理论上对基于约束求解的缺陷自动确认提供支持,并增加系统的可靠性和安全性,进而提高软件质量。

结项摘要

软件缺陷的自动确认是目前软件测试、程序分析领域的热点研究问题之一,具有广阔的应用前景和实用价值。为了完成软件缺陷的自动确认工作,需要建立高效的约束求解引擎,并从建立约束和求解约束两个方面进行研究,即不仅要求能够准确地分析程序从而保证提取约束的完整性和精确性,而且要求能够针对被测程序中影响求解效率的复杂程序结构(比如函数调用、循环结构)给出处理策略。针对上述问题,本项目提出了根据先决条件为输入生成隐性约束,同时挖掘不可达路径约束模式,并针对字符串函数提出了专门的约束提取规则;对过程间控制流和过程间数据流进行了逆向分析,采用“分段—整体”策略进行过程间路径分析;根据检查点和循环结构的位置关系,动静结合地探索复杂的循环结构以进行测试数据生成。同时,本项目也提出了一种基于集成学习的变量级别的缺陷自动确认方法,并通过迁移学习将其应用于跨项目的缺陷自动确认。本项目研究成果为软件缺陷自动确认的建模与求解提供了新思路和新方法。在项目的资助下,项目组发表SCI论文7篇,其中包括CCF B类期刊《Journal of Computer Science and Technology》2篇、CCF B类期刊《Journal of Systems and Software》1篇、CCF C类期刊《Soft Computing》1篇等,并授权了2项专利和1项软件著作权。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(3)
A variable-level automated defect identification model based on machine learning
基于机器学习的变级自动化缺陷识别模型
  • DOI:
    10.1007/s00500-019-03942-3
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Soft Computing
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Zhang Yuwei;Xing Ying;Gong Yunzhan;Jin Dahai;Li Honghui;Liu Feng
  • 通讯作者:
    Liu Feng
Research on fuzzy security testing of document format based on formal method
基于形式化方法的文档格式模糊安全测试研究
  • DOI:
    10.1504/ijims.2018.10015671
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    International Journal of Internet Manufacturing and Services
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shuang Ren;Honghui Li;Fangnan Yang;Ying Xing
  • 通讯作者:
    Ying Xing
Inter-Procedural Diagnosis Path Generation for Automatic Confirmation of Program Suspected Faults
程序间诊断路径生成,自动确认程序疑似故障
  • DOI:
    10.17559/tv-20190417093740
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Tehnicki Vjesnik
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu Honglei;Jin Dahai;Gong Yunzhan
  • 通讯作者:
    Gong Yunzhan
基于优化Markov链使用模型的电子商务平台可靠性测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    软件
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李唤;周晓光;邢颖;杨萌柯;潘彦
  • 通讯作者:
    潘彦
Heuristic Guided Selective Path Exploration for Loop Structure in Coverage Testing
覆盖率测试中循环结构的启发式引导选择性路径探索
  • DOI:
    10.4018/ijossp.2017040104
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    International Journal of Open Source Software and Processes
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu-zhou Zhang;Yun-zhan Gong;Ya-Wen Wang
  • 通讯作者:
    Ya-Wen Wang

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其他文献

亚硒酸钠不同施用方法对水稻硒富集及转化的影响
  • DOI:
    10.16213/j.cnki.scjas.2021.2.013
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    西南农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄太庆;江泽普;邢颖;廖青;梁潘霞;刘永贤;潘丽萍;陈锦平
  • 通讯作者:
    陈锦平
从抑郁症与功能性消化不良发生机制的相关性探讨肝胃不和证的研究思路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    湖北中医药大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明珠;邢颖;岳滢滢;刘松林
  • 通讯作者:
    刘松林
适筋空心板开裂后弹性阶段受力裂缝影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵晓晋;韩之江;邢颖;陈栋栋;郭文龙
  • 通讯作者:
    郭文龙
代价敏感的序贯三支决策方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢颖;李德玉;王素格
  • 通讯作者:
    王素格
叶天士上下交病治其中辨治思想探析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国中医基础医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周贤;许乐思;邢颖;刘松林;梅国强
  • 通讯作者:
    梅国强

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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