Интегрированная методика автоматизированного построения формальных поведенческих моделей С-приложений по исходному коду

• Автор: Юсупов, Юрий Вадимович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.З

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОСТРОЕНИЯ ФОРМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ПО ПРОГРАММНОМУ КОДУ.

1.1 ВОЗВЛТ ОЕ ПРОЕКТИРОВЛИП.

1.2 Анализ промышленных инструментальных систем возвратного проектирования.

1.3 Анализ формальных нотаций, используемых в промышленности.

1.4 Выводы.
2 ИНТЕГРИРОВАННАЯ МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СПРИЛОЖЕНИЙ ПО ИСХОДНОМУ КОДУ

2.1 I ЦЕПТУАЛЬНАЯ СХЕМА.

2.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕПОЧКА И СЦЕНАРИЙ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

2.3 ФОРМАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ.

2.4 Автоматическое преобразование исходного кода в формальные спецификации.

2.5 Создавше модели поведеия в виде сценариев из базовых протоколов
2.6 ВИЗУАЛИЗА1ИЯ МОДЕЛЕЙ ПРОГРАММ ИЗ БАЗОВЫХ ПРОТОКОЛОВ.
2.7 ВЫВОДЫ.
3 РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИК ПОСТРОЕНИЯ ФОРМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ПО ПРОГРАММНОМУ СКОДУ.
3.1 Методика сохранения потока управления программы
3.2 Методика формализации вызовов функций
3.3 Методика построения базовых ротоколов.
3.4 Методика структурирования базовых протоколов.
3.5 Выводы
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ ФОРМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ СПРИЛОЖЕНИЙ ПО ПРОГРАММНОМУ КОДУ
4.1 Обобщенная схема применения интегрированной методики
4.2 Применение интегрированной методики в учебном проекте.
4.3 Применение методики структурирования базовых протоколов в проекте i.
4.4 Применение интегрированной методики в проекте анализатора адеревьбв.
4.5 Применение интегрированной методики в промышленном проекте
4.6 АНАЛИЗ результатов применения методики
4.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Эго обусловлено основным преимуществом статического анализа перед динамическим, которое заключается в возможности учета всех осуществимых исполнений программы, что позволяет проанализировать все многообразие конфигураций окружения, условий запуска и входных данных. В разделе проведен сравнительный анализ промышленных инструментальных систем возвратного проектирования, которые базируются на статических анализаторах кода. По результатам анализа был выбран инструмент, наиболее подходящий для целей дальнейших исследований. Статический анализ. ПО. Оптимизация кода и выявление семантических ошибок, выполняемые в процессе трансляции на этапе компиляции программы, являются примерами статического анализа. В статье [] отмечается использование lint для нахождения ошибок и выявления расхождений кода со спецификациями наряду с контролем стандартов и стиля программирования. Ранние инструменты анализа были ориентированы главным образом на поиск синтаксических ошибок. Поэтому, хотя при анализе и можно было обнаружить некоторые серьезные ошибки, все же большинство обнаруживаемых проблем оказывались относительно тривиальными (ошибки в именах переменных и методов, отсутствие декларации переменных). Последующие поколения инструментов статического анализа расширяли сферу своего влияния за пределы синтаксического и семантического анализа. В новых инструментах строилась расширенная (более детальная) модель создаваемого кода, а далее моделировались все возможные пути исполнения кода в соответствии с моделью. Важным моментом моделирования являлось отображение на эти пути логических потоков с одновременным контролем того, как и где создаются, используются и уничтожаются объекты данных. В процессе анализа программных модулей могли использоваться процедуры анализа межпроцедурного потока управления и потоков данных. Построение промежуточных представлений. Промежуточные представления (модели) исходного кода, получаемые в ходе анализа, — это множество графов (граф вызовов, граф зависимостей по данным, граф зависимостей по управлению), характеризующих различные свойства кода. Графовые модели активно используются как в ходе автоматического анализа кода для выявления разного рода ошибок, так и для построения графических представлений анализируемых программ. Графические представления позволяют визуально изучить поток управления, взаимосвязь между процедурами, проследить потоки данных. Самой распространенной промежуточной моделью исходного кода, которую строит большинство инструментов возвратного проектирования на первой стадии анализа, является абстрактное синтаксическое дерево. Дерево содержит подробное однозначное представление кода в виде древовидной структуры, что позволяет проводить на его основе синтаксический анализ, проверять отдельные свойства кода и строить другие модели. Получение документации по исходному коду систем. Эта задача относится к основным задачам современных инструментов возвратного проектирования. Документация может генерироваться в форматах RTF, TEXT, HTML, PDF, XML и др. В основном эти документы содержат диаграммы связей между компонентами системы, графы зависимостей и статистические данные, полученные в результате анализа кода. Статистика представляется в виде метрик, собранных по исходному коду, а также в виде отчетов о результатах проверок кода. В некоторых инструментах (Imagix 4D, Eclipse) осуществляется построение UML [] диаграмм по исходному коду, но генерация исполнимого кода и моделей по этим диаграммам в существующих инструментах не предусмотрена (либо реализована частично). Работа с ними заключается в ручном анализе структурных или поведенческих свойств системы на уровне диаграмм классов. Дополнительные возможности. Дополнительные возможности инструментов возвратного проектирования обеспечивают расширение базовой функциональности систем. Их основная задача - предоставить пользователю открытый доступ к промежуточным представлениям и механизм работы с ними. В практике все сводится к созданию правил обхода графов с целью проверки проблемных мест в коде.