面向软件全生命周期的缺陷检测和故障定位

软件全生命周期一般由应用需求分析和软件需求分析、架构设计和组件设计、代码实现和运行、软件测试和纠错、软件维护和演化等五个核心阶段构成。这些阶段相关的缺陷检测和故障定位都存在成本高昂和精度低下等难点。项目组按照“从实际应用中提取科学问题→针对问题开展技术和方法研究→将研究成果在实际应用中推广和检验”的研究思路，对面向软件全生命周期中的缺陷检测和故障定位技术方法进行了系统深入的研究，取得了一系列创新性理论成果及良好的应用成果，概括为如下五个方面： 
（1）在应用需求分析和软件需求分析方面：项目组针对Web服务软件的需求模型和设计模型开展了系统深入的研究，在完善属性序列图（PSC）的语法和语义的基础上，提出了时间属性序列图（TPSC）和概率时间属性序列图（PTPSC）的理论框架，建立了一套基于TPSC和PTPSC的属性建模、监控和验证工具，实现了对Web组合服务的有效监控和验证。 
（2）在架构设计和模块设计方面：项目组针对软件架构的复杂、多变和质量难控等问题展开了系统深入的研究，提出了一系列针对软件架构的建模、仿真、度量和验证方法，支持多种架构风格和模式的细粒度、多层次评估，从动态、静态两个方面对多个架构视图中可能存在的故障进行检测和定位。相关成果已经应用于华为公司和开源的项目之中，为优化软件开发和演化过程提供了系统的理论方法和技术手段支撑。 
（3）在代码实现和运行方面：项目组通过挖掘和分析代码语句或模块之间的内在联系，以及软件运行过程中路径的执行频率，提出了基于执行过程动态信息挖掘和监控的软件缺陷检测和故障定位技术，提出了基于程序切片的集成测试技术、缺陷检测和故障定位技术，提高了软件缺陷检测和故障定位的效率和精度。 
（4）在软件测试和纠错方面：项目组在充分调查研究的基础上，针对Web服务的回归测试和测试用例生成和选择问题，分别提出了基于可扩展BPEL控制流图（XBFG）的回归测试用例自动生成和选择方法和基于层次有色Petri网（EH-CPN）的测试用例生成方法。前者通过接口比较、绑定条件比较、路径条件比较等手段保证了回归测试用例自动生成和选择的正确性和可行性；后者通过对EH-CPN中的控制流分析和数据流分析找出测试用例生成的潜在路径和关联，保障了测试用例生成的有效性和正确性，进一步提高了缺陷检测和故障定位效率和精度。 
（5）在软件维护和演化方面：项目组基于修改影响分析揭示软件修改的波动效果传播机理，分别基于概念格、调用图和核等提出了软件修改影响分析的多种方法，针对软件维护和演化过程中的故障进行检测，并基于概念格的内涵属性实现定位。 
本项目发表论文130余篇，被SCI检索23篇、EI检索109篇，出版专著3部，授权发明专利30项，软件著作权登记14项；成果他引超过2500篇次，10人获得博士学位，33人获得硕士学位。