77358

О реальности автоматизации отладки счетных программ

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Современные отладчики позволяя осуществлять мониторинг по ходу исполнения программы помогают в локализации ошибок. Для таких систем нужна эталонная программа или эталонный запуск сохраняющий информацию о ходе выполнения программы. В частности о неправильности может сигнализировать сбой программы типа деления на ноль некорректного обращения к памяти или срабатывания ssertусловия. В случае плавающей ошибки анализируя выдачи программы при разных запусках можно попытаться обнаружить отличающиеся значения.

Русский

2015-02-02

26.5 KB

0 чел.

О реальности автоматизации отладки счетных программ

Елена Викторовна Рубилова, Сергей Владимирович Шарф

УрГУ, ИММ УрО РАН, г. Екатеринбург

Отладка — это локализация и исправление ошибок в программе. Современные отладчики, позволяя осуществлять мониторинг по ходу исполнения программы, помогают в локализации ошибок. При этом почти всё управление мониторингом и весь анализ выдаваемой информации возложены на программиста. Представляется, что для многих типов ошибок часть анализа можно делать автоматически. Существуют инструменты, которые берут часть анализа на себя для ошибок определенного типа, например, утечек памяти и использования неопределенных указателей. Автоматический анализ широко применяется в системах, поддерживающих сравнительную отладку. Для таких систем нужна эталонная программа или эталонный запуск, сохраняющий информацию о ходе выполнения программы.

Можно заметить, что отладка — всегда сравнительная. Только в обычном случае эталон имеется лишь в голове человека. При этом для начала поиска ошибки важно знать лишь о неправильности данных, выдаваемых программой. В частности, о неправильности может сигнализировать сбой программы типа деления на ноль, некорректного обращения к памяти или срабатывания assert-условия. В случае плавающей ошибки, анализируя выдачи программы при разных запусках, можно попытаться обнаружить отличающиеся значения. В других случаях можно опираться на указание программиста.

Построение зависимостей конкретного значения от других переменных — это задача довольно формальная. Её решают при компиляции, но результаты почему-то не используют в отладчиках.

Основная идея — выявление зависимостей для переменной, содержащей некорректные данные, и нахождение по ним места ошибки в программе. Для оценки сложности различных подходов к реализации идеи был разработан и частично реализован прототип сравнительного отладчика и добавлена новая команда в отладчик GDB.

Архитектурно прототип сравнительного отладчика состоит из функциональных блоков, каждый из которых можно реализовывать отдельно. Написан каркас в виде набора классов и интерфейсов Java с конкретизацией для отладки с помощью GDB программ на языке Си. Осуществляется сравнение вывода программ, нахождение несовпадения по контрольным точкам и локализация начального несовпадения. Обнаружились следующие проблемы.

При изменении программ имеются трудности с автоматическим сопоставлением участков кодов одного и другого вариантов программы. Но когда речь идет об обычном отладчике в случае плавающей ошибки, то изменений в программе нет. Один из путей сокращения трудностей — реализация эффективного взаимодействия программиста и отладчика. Эффективность может достигаться хорошо спроектированным интерфейсом и увеличением арсенала средств отладки.

Для счетных программ время до ошибки велико, что приводит к увеличению времени отладки, основанной на повторных запусках программы. Предполагается, что это время будет сокращено путём применения точек сохранения состояния. Кроме того, число повторных запусков может быть сокращено за счёт более глубокого мониторинга и анализа его результатов.

Добавление новой команды в отладчик GDB продемонстрировало, что этот путь также реален. Возможность установки точки слежения с сохранением места модификации значения переменной позволяет анализировать историю изменения переменной при выборе контрольных точек при следующем запуске. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности дальнейшей автоматизации процесса отладки. При этом речь идёт, прежде всего, об упрощении поиска для сложных случаев плавающих ошибок в счетных программах, в частности, параллельных.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65005. Домашние животные Золотой Орды 358 KB
  Многочисленные данные позволяют составить представление об индивидуальном возрасте животных которым принадлежали кости из Сарая Берке. Известно в частности что процесс срастания нижних эпифизов метаподий с телом кости завершается к 2428 месяцам...
65006. СКАЗАНИЕ ОБ ИДИГЕ 280 KB
  Поэма об Идиге была записана в в разное время у казахов каракалпаков кочевых узбеков ногайцев туркмен башкир у тюркских народов степного Крыма и Южной Сибири сибирских татар и горных алтайцев. Первая запись сказания об Идиге была опубликована уже в 1820 г. песни об Идиге...
65007. ЗОЛОТОЕ КОЛЬЦО И НАСЛЕДНИКИ ЗОЛОТОЙ ОРДЫ 374 KB
  Настоящее состояние межнациональных отношений народов населяющих современный Татарстан и действия некоторых радикально настроенных деятелей вызывают сегодня глубокое беспокойство. Искажение национальной политики в республике возведено в Татарстане на государственный уровень.
65008. Семантика этнонима «татар» в западноевропейских источниках 40 KB
  Ко второму классу он причисляет турков, крымских, узбекских, башкирских, киргизских и туркменских тартар, имеющих почти один и тот же диалект со следующими народами: 1) сибирско-магометанскими тартарами, живущими вблизи городов Тобольск, Тюмень и Тора; 2) якутами-язычниками, живущими на реке Лена; 3) чувашами-язычниками.
65010. Тамга (к функции знака) 567 KB
  Очевидная популярность данного термина в тюрко-монгольской среде откуда он и был заимствование в другие языки в том числе и в русский все же не может считаться доказательством именно тюрко-монгольского происхождения тамг как принципиально новой знаковой системы отличной например от письменности.
65011. Гегемония ойратов в Монголии в XV веке 32 KB
  Монгольское государство продолжило свое существование уже на территории Монголии которая превратилась в самостоятельный политический и экономический организм. В послеюаньский период по мере роста хозяйственной и политической самостоятельности феодальных княжеств реальная власть и авторитет верховного хана...
65012. О времени великой борьбы в степях Монголии 64 KB
  У каждого современного тюркского народа есть средневековые этнические предки. Например, казахи считаются потомками кыпчаков, поэтому они претендуют на их богатейшее историческое и культурное наследие.
65013. Воинское снаряжение и оружие монгольского воина XIII—XIV веков 157.5 KB
  Рассмотрение вопроса о вооружении монгольского воина до недавнего времени в основном базировалось на данных письменных источников и реже — на находках отдельных предметов «татаро-монгольского облика», преимущественно наконечников стрел...