Методика отладки программного обеспечения

Как следует из статистических данных, на стадиях проектирования про­граммного обеспечения допускается порядка 60% всех ошибок проекта, при­ходящихся на программное обеспечение, и около 40% ошибок допускается на стадии реализации. При этом в процессе отладки обнаруживаются лишь 40% допущенных ошибок, а 60% допущенных ошибок выявляются в процессе эксплуатации программного комплекса. В соответствии со статистикой, ве­роятность правильного исправления ошибок со временем снижается, а стои­мость данного исправления возрастает.

В отличие от аппаратного обеспечения, надежность достоверного функцио­нирования которого со временем снижается, ненадежность программного обеспечения является следствием внесения в него на этапе разработки оши­бок. По мере их обнаружения и исправления надежность программного обес­печения повышается, однако, как правило, частота отказов в программном обеспеченйи не снижается до нуля, а колеблется вблизи некоторого устано­вившегося значения, что объясняется теоретической возможностью внесения в программное обеспечение новых ошибок при попытке исправления старых

В зависимости от объекта отладки различают синтаксическую и семантиче­скую отладку. Синтаксическая отладка предназначена для выявления в про­грамме конструкций, не соответствующих синтаксису применяемого языка программирования. Вопросы синтаксической отладки изучаются в теории формальных грамматик и теории языков и в настоящее время реализованы в транслирующих системах инструментального программного обеспечения.

Целью семантической отладки является выявление и корректировка в про­грамме ошибок, не позволяющих программе выполнять заданную функцию

преобразования входных данных в выходные. Этап семантической отладки проводится по завершению этапа синтаксической отладки.

Существует несколько способов классификации методов семантической отладки программного обеспечения.

Приведем два способа классификации:

по способу получения результатов выполнения программы: статические методы (не требующие выполнения программы в процессе ее отладки) и динамические методы (требующие выполнения программы в процессе от­ладки);

по характеру воздействия на исходный текст программы: разрушающие (предполагающие модификацию исходною текста с целью введения отла­дочных операторов, процедур, макрокоманд и др.) и неразрушающие (не предполагающие модификации исходного текста программы).

Эффективность применяемых методов отладки программного обеспечения оценивается по степени отлаженной программы и стоимостью обнаруже­ния ошибки.

Степень отлаженности программы в зависимости от специфики задачи, решаемой отлаживаемой программой, и требований к этой программе может выражаться в следующем виде:

количество выявленных ошибок в программе;

количество оставшихся ошибок в программе;

среднее количество оставшихся ошибок в программе, приходящихся на с то операторов исходного текста;

количество пройденных при тестировании ветвей или операторов про- граммы;

среднее время наработки программы на отказ;

число ошибок, обнаруживаемых за постоянное время в режиме эксплуата­ции программы;

прочие оценки.

Стоимость обнаружения ошибки оценивается на основе затрачиваемых на обнаружение временных, стоимостных, материально-технических ресурсов.

Для обнаружения ошибки в программном обеспечении на основе текста про­граммы и представления об алгоритме решения задачи программисту следует выполнить анализ некоторой совокупности объектов программы (перемен­ных, операторов, управляющих и информационных связей между ними), объ­ем которой может быть достаточно велик. Особенности психологического восприятия информации человеком накладывают ограничения на количество одновременно воспринимаемых объектов на уровне 5...9 объектов.

Используемые методы отладки служат для автоматизированного выделения необходимой для обнаружения ошибки информации и представления ее в виде, удобном для восприятия человеком. При этом процесс отладки является итерационным, на каждом этапе которого программист воспринимает огра­ниченный объем информации о программе, позволяющий сделать некоторые частичные обоснованные выводы об ошибке и определить направление со­кращения информации на последующих итерациях процесса отладки.

Таким образом, задача отладки сводится к построению процедур сокращения объема информации о программе до уровня, на основе которого программист в состоянии сделать обоснованные выводы относительно наличия или отсут­ствия ошибки в программе, а в случае наличия — о ее характере и местопо­ложении. При этом процедуры должны обеспечивать наибольшую степень отлаженности программы и наименьшую стоимость обнаружения ошибки.

Исходя из сути семантических ошибок, процесс отладки программ любым методом сводится к следующей схеме:

формирование гипотезы о наличии в программе ошибки;

преобразования входных данных в выходные. Этап семантической отладки проводится по завершению этапа синтаксической отладки.

формирование на базе внешнего по отношению к программе источника информации описания функций программы;

формирование на основе самой программы описания выполняемых ею функций;

выполнение сравнения двух полученных описаний;

построение на основе проведенного сравнения заключения об отсутствии или наличии ошибки, ее характере и местонахождении.

Таким образом, для поиска семантических ошибок в программе необходимо внешнее по отношению к самой программе описание решаемой задачи.

Средства и летоды комплексной отладки микроконтрсллерных систем

К средствам отладки, позволяющим проводить совместную отладку аппара­туры и программного обеспечения, относятся логические анализаторы, внут­рисхемные эмуляторы и интегрированные среды отладки. Все эти средства являются сложными программно-аппаратными комплексами, решающими достаточно широкий круг задач отладки.

Дата добавления: 2014-12-10