程序动态切片技术研究

基于动态切片与预训练模型的代码漏洞检测随着软件开发的快速发展，代码漏洞检测已成为确保软件质量和安全性的关键环节。

动态切片技术结合预训练模型为代码漏洞检测提供了一种新的视角和方法。

动态切片是一种在程序执行过程中，根据特定条件收集程序状态信息的技术。

这种方法可以有效地识别出程序中可能存在的漏洞和异常行为。

通过动态分析，可以实时监控程序的运行状态，及时发现问题并进行修复。

预训练模型是机器学习领域中一种常用的技术，它通过在大量数据上进行训练，形成对特定问题的通用解决方案。

在代码漏洞检测中，预训练模型可以用于识别代码中的潜在问题，提高检测的准确性和效率。

结合动态切片和预训练模型，可以构建一个更加智能和高效的代码漏洞检测系统。

首先，通过动态切片技术收集程序的运行数据，然后使用预训练模型对数据进行分析和处理，识别出可能的漏洞和问题。

这种方法不仅可以提高检测的准确性，还可以减少人工检测的工作量，提高开发效率。

此外，动态切片与预训练模型的结合还可以应用于不同类型的软件和编程语言。

无论是C/C++、Java还是Python，都可以利用这种方法进行漏洞检测。

同时，这种方法也可以适应不同的开发环境和需求，为软件开发提供更加全面和可靠的安全保障。

在实际应用中，动态切片与预训练模型的结合还可以与其他技术相结合，如静态代码分析、模糊测试等，形成一个多维度的代码漏洞检测体系。

这不仅可以提高检测的全面性，还可以根据不同的需求和场景进行定制和优化。

总之，动态切片与预训练模型的结合为代码漏洞检测提供了一种新的解决方案，它不仅可以提高检测的准确性和效率，还可以适应不同的开发需求和环境。

随着技术的不断发展和完善，这种方法有望在未来的软件开发中发挥更大的作用。

程序切片技术及其应用随着软件规模和复杂性的不断增长，程序分析和理解成为软件开发和维护过程中的一项重要任务。

程序切片技术作为一种有效的程序分析手段，能够提取程序中与特定关注点相关的代码片段，为开发者提供有针对性的分析和优化依据。

本文首先介绍了程序切片技术的基本概念、原理和方法，然后详细阐述了程序切片技术在软件调试、测试、重构和优化等方面的应用，最后展望了程序切片技术的未来发展趋势。

一、引言在软件开发过程中，随着代码规模的不断扩大和复杂性的增加，程序分析和理解成为一项极具挑战性的任务。

程序切片技术作为一种有效的程序分析手段，能够提取出与特定关注点相关的代码片段，帮助开发者更加精确地理解和分析程序的行为。

程序切片技术的应用范围广泛，包括软件调试、测试、重构和优化等方面。

本文将对程序切片技术的基本概念、原理和方法进行介绍，并详细阐述其在各个领域的应用，以期为软件开发和维护提供有益的参考。

二、程序切片技术概述（一）程序切片定义程序切片（Program Slicing）是一种从程序中提取与特定关注点（如某个变量、函数或语句）相关的代码片段的技术。

通过切片，我们可以得到一个包含关注点及其相关依赖关系的代码子集，从而更加精确地理解和分析程序的行为。

（二）程序切片分类根据关注点的不同，程序切片可分为静态切片和动态切片。

静态切片关注程序的结构信息，如变量、函数和语句之间的依赖关系；而动态切片则关注程序在执行过程中的实际行为，如变量的赋值和使用情况。

（三）程序切片方法程序切片的方法主要包括前向切片、后向切片和全切片。

前向切片从关注点出发，向前搜索与其相关的代码片段；后向切片则从关注点出发，向后搜索与其相关的代码片段；全切片则同时考虑前向和后向的依赖关系，得到一个完整的代码子集。

三、程序切片技术的应用（一）软件调试在软件调试过程中，程序切片技术可以帮助开发者快速定位程序的错误位置。

通过提取与错误相关的代码片段，开发者可以更加精确地分析错误的产生原因，从而提高调试效率。

摘要摘要随着软件规模的不断扩大，分析和解决软件中的问题变得越来越困难。

程序切片作为一种分解程序的技术，能有效地将问题简化，在软件度量、软件测试、程序验证等软件工程的许多领域起到了重要作用。

程序切片在不断地发展过程中，衍生出了大量的分支，从切片方向的不同可以分为前向切片和后向切片；从切片角度的不同可以分为静态切片、动态切片、条件切片、准静态切片、同步动态切片、分解切片和无定型切片等。

在程序切片的计算方法中，数据流方程算法和图可达性算法是应用较为广泛的两种。

本文重点研究了数据流方程算法和图可达性算法的建模方式和计算步骤。

数据流方程算法基于程序的控制流图，在控制流图的基础上采用迭代计算直接依赖关系和间接依赖关系来计算切片。

数据流方程算法具有建模方式简单和计算过程复杂的特点，且其适合于过程内切片的计算。

图可达性算法基于依赖图，依赖图在建模过程中将程序中的控制依赖和数据依赖关系生成到图形中，并使用图形遍历算法计算切片。

图可达性算法具有建模过程复杂和计算过程简单的特点，然而切片中会包含部分冗余代码。

本文在对数据流方程算法和图可达性算法研究的基础上，设计了两种切片方案，分别是基于块的程序切片方案和基于路径图的程序切片方案。

基于块的切片方案根据程序的块状模型进行计算，它的切片主体是程序中的块而不是指令，具有切片准则灵活多样、计算过程简单和切片中不含冗余代码的优点。

基于路径图的程序切片方案需要将程序建模为路径图，并通过逐条判定切片区间中的边来完成计算。

基于路径图的程序切片方案采用了间接判断控制指令的策略，使计算过程更加简化；且切片变量独立于指令，避免了切片中冗余代码的产生。

本文通过对基于块的切片方案和基于路径图的切片方案设计，进一步扩充了程序切片的计算方案和研究内容。

关键词：程序切片，数据流方程算法，图可达性算法，基于块的切片，程序路径ABSTRACTWith the expansion of the software volume, it is becoming increasingly difficult to analyze and solve problems in software. As a decomposition of the technology, program slicing can effectively simplify the problem and plays an important role in many areas of software engineering, such as software metrics, software testing, and program validation. Program slices derived from a large number of branches, such as forward slices, backward slice, static slices, dynamic slices, synchronized dynamic slices, broken slices and so on.The data flow equation algorithm and the graph reachability algorithm are widely used in many areas. This thesis focuses on the modeling methods and calculation steps of data flow equation algorithm and graph reachability algorithm. The data flow equation algorithm is based on the control flow graph of the program, and the iterative calculation of the direct dependency and the indirect dependency is used to calculate the slice on the basis of the control flow graph. The data flow equation algorithm has the characteristics of simple modeling method and complex process of calculation, and it is suitable for the calculation of the process slices. The graph reachability algorithm is based on the dependency graph, and the dependency graphs generate control dependencies and data dependencies in the program into the graphs during the modeling process and use the graph traversal algorithm to compute slices. The graph reachability algorithm has the characteristics of complex modeling process and simple calculation process, but the slice will contain some redundant code.Based on the study of data flow equation algorithm and graph reachability algorithm, two slicing schemes are designed in this thesis, which are block-based program slicing scheme and path-graph-based program slicing scheme. The block-based slice scheme is calculated from the block model of the program, and its slice body is a block in the program rather than an instruction, with the flexibility of the slice criteria and the absence of redundant code in the slice. The path-graph-based slice scheme needs to model the program as a path graph and to complete the calculation by determining the edges in the slice interval. The path-graph-based slice scheme adopts the strategy of indirectly judging the control instruction, which makes the calculation process more simplified; and the slice variable is independent of the instruction, which avoids the generation of redundant code in the slice. In this thesis, the program and the research contents of the program slices arefurther expanded by designing the block-based slice scheme and the path-graph-based slice scheme.Keywords: program slicing, data flow equation algorithm, graph reachability algorithm, block-based slice scheme, path-graph-based slice scheme目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 程序切片技术国内外研究历史及现状 (1)1.3 论文主要工作 (3)1.4 论文的组织结构 (4)第二章程序切片技术 (6)2.1 程序切片概述 (6)2.2 切片流程 (6)2.3 切片方向 (7)2.3.1 前向切片 (7)2.3.2 后向切片 (8)2.4 切片角度 (9)2.4.1 静态切片 (9)2.4.2 动态切片 (10)2.4.3 条件切片 (11)2.4.4 其它切片角度 (11)2.5 计算方法 (12)2.6 应用范围 (13)2.6.1 程序调试 (13)2.6.2 程序测试 (13)2.6.3 软件维护 (14)2.6.4 软件重用 (15)2.6.5 逆向工程 (16)2.6.6 软件度量 (16)2.7 小结 (17)第三章数据流方程算法与图可达性算法 (18)3.1 数据流方程算法 (18)3.1.1 控制流图 (18)3.1.2 数据流方程算法步骤 (21)3.2 图可达性算法 (22)3.2.1 基于程序依赖图的图可达性算法 (22)3.2.1.1程序依赖图 (22)3.2.1.2基于PDG的图可达性算法 (25)3.2.2 基于系统依赖图的图可达性算法 (26)3.2.2.1系统依赖图 (26)3.2.2.2基于SDG的图可达性算法 (28)3.3 算法特性分析 (30)3.3.1 数据流方程算法特性 (30)3.3.2 图可达性算法特性 (31)3.4 小结 (32)第四章基于块的切片方案设计 (33)4.1 程序的块状表示 (33)4.1.1 块的定义 (33)4.1.2 程序的块状表示文法 (35)4.1.3 依赖关系分析 (35)4.2 预处理过程 (36)4.2.1 建立块的符号表 (36)4.2.2 建立块的信息表 (38)4.3 切片准则 (38)4.3.1 基本块切片准则 (38)4.3.2 组合块切片准则 (38)4.4 基本块切片过程 (39)4.4.1 顺序基本块切片过程 (39)4.4.2 分支基本块切片过程 (40)4.4.3 循环基本块切片过程 (42)4.5 组合块切片过程 (43)4.5.1 组合块切片子进程 (43)4.5.2 顺序组合块切片过程 (44)4.5.3 分支组合块切片过程 (45)4.5.4 循环组合块切片过程 (45)4.6 函数调用切片过程 (46)4.7 整体切片流程 (46)4.8 切片示例 (47)4.8.1 切片示例程序的预处理 (47)4.8.2 示例程序的切片过程 (50)4.9 切片方案分析 (52)4.10 小结 (53)第五章基于路径图的切片方案设计 (55)5.1 路径图的定义 (55)5.2 基于路径图的切片方案 (57)5.3 切片方案分析 (60)5.4 小结 (62)第六章总结与展望 (63)6.1 论文总结 (63)6.1.1 论文工作总结 (63)6.1.2 论文创新之处 (64)6.2 未来工作展望 (65)致谢 (66)参考文献 (67)附录I (71)附录II (74)附录III (77)附录IV (80)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (84)第一章绪论第一章绪论1.1课题研究背景信息技术的快速发展给软件系统提出了更高的质量要求，对软件安全性和稳定性的研究受到研究人员的高度重视。

一种粗粒度并发程序切片方法
戚晓芳;徐宝文
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2004(21)10
【摘要】并发程序切片是并发程序分析、理解、调试、测试和维护的重要手段。

文章在针对Ada任务机制讨论通信Petri网的基础上,分析了由任务间的同步活动所引起的控制依赖关系,提出了一种粗粒度的切片方法,为人们从较高的抽象层次上理解并发程序提供了一种有效的手段。

【总页数】3页(P1-3)
【关键词】Ada;并发程序;程序切片;程序分析;Petri网
【作者】戚晓芳;徐宝文
【作者单位】东南大学计算机科学与工程系,江苏南京210096
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.一种面向对象并发程序的动态切片方法 [J], 何志学;张广泉
2.一种基于LTL性质的面向对象并发程序切片方法 [J], 戎玫;何志学;张广泉
3.基于粗粒度程序切片技术的遗产软件系统理解方法研究 [J], 杜林;胡秀琴;江海燕
4.一种改进的用于并发程序静态切片的程序依赖图 [J], 肖健宇;张德运;陈海诠;董
皓
5.一种包含异常处理的粗粒度切片方法 [J], 郝杰
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