デバッグ手法とツールの評価のためのベンチマーク環境の構築

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K00091
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 寺田 実 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80163921)
• Project Period (FY): 2015-10-21 – 2018-03-31
• Keywords: デバッグ

Outline of Annual Research Achievements

1. 研究費で購入したデバッグ用サーバの環境構築を行った。その上で、過去に作成してあったJavaプログラム実行可視化システム ETV を動作させた。ETVは実行トレースにもとづく可視化システムで、プログラムの特定の実行過程を対象として、時間軸上を自由に移動して変数値などを吟味できる。このETVに対して、Java言語の最新版で導入された言語機能(ラムダ式など)に対応するための修正を実施した。以上によって、64GBという大容量のメモリを備えたサーバ上で、大規模なプログラムに対して実行状況の解析が可能になった。
2. Quick Sort プログラムを対象として、人工的に誤りを導入したプログラムを複数用意した。導入する誤りとしては、比較演算における「以下」と「未満」の誤りのように、プログラミングにおいて発生しやすいものを選んだ。これらのプログラムをそれぞれ実行してみることで、誤動作の発生形態の違いを観察した。発生形態には、実行時エラー、無限ループ、誤った結果の出力などがふくまれ、また特定のテストデータに依存した誤動作発生もある。さらに、誤りの原因箇所を特定するための手法（変数値の出力、ステップ実行など）の有効性をプログラムごとに確認してみた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

必要とする仕様（メモリ64GB、プロセッサ数2）を持つデバッグ用サーバを選定し購入した。そのサーバ上で、実行トレースを利用するプログラム実行可視化システムETVを動作させた。
比較的単純なプログラムとしてQuick Sortを選び、誤りを人工的に導入したプログラム複数を作成して、その振舞いと古典的なデバッグ手法の有効性を調べることができた。
以上を平成27年度の研究実施計画とてらしあわせて、おおむね順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

まず、人工的な誤りプログラムの作成を、Quick Sort以外の多様なプログラムへの展開する。それらに対して各種デバッグ手法の有効性を確認していく。その際、現代的なデバッグ手法も実装を行い評価対象とする。
次に、誤りの対象を拡大する。現在考えているのは、テストでは検知の難しいパフォーマンスバグ、マルチスレッドプログラムなど再現性を持たないバグなどである。対象言語についても、実行時エラーのチェックが十分ではないC言語なども対象としていく。
また、デバッグとソフトウェア自動テストとの関係についても考察を進めていきたい。
最後に、研究成果発表にむけた準備を進めていく。

Causes of Carryover

必要な機能を有するサーバ（メモリ64GB, プロセッサ数2）が想定よりも低価格で購入できたことがあげられる。
また、年度途中からの交付であったため、サーバ本体の選定購入と環境設定を優先し、システム開発用ノートPC、その他の周辺機器などの購入は次年度送りとした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ソフトウェア開発関連の図書、システム開発用ノートPC、バックアップ用のディスクドライブの購入などに使用する計画である。