他山之石：软件调试相关方面

由于软件调试是软件质量鉴定工 作必须 具备的前提条件 , 而且软件调试 过程关系到 软件质量的优 劣 , 所以 , 专门讨论软件调试技未的有关内容。

目前 , 软件设计人员中存在着一种错误 的认识 , 即认为软件调试只 是为了证明 自己 设计的软件或怪序的正 确性。 在这种思想指 导下 , 软件设计人 员往往会选择简单的调试 方法 和简单的数据情况 , 往往仅完成主 要 功 能的调试 , 这就造成了调试过程不 全面、 不 完整 , 使软件在投 入实际运行 后无法长期可 靠的工 作。

正确的软件调试作用为: 软件调试是为 了发现 错误而执行软件的过程 。 结果通 过软 件调试发现 了错误 , 并不 是证 明了软件设计 的 失败 , 而 恰好是增加了软件的可靠性和应 用 价值。 所以 , 软件调试是软件开发 中地 位 十 分重要 的一 个工 作阶段。

软件调试工作应遵循的原则

• 根据软件所具有的功能 、 结构和 数据 类 型来选择调试方案和调试的重 点。
• 从心理学和调试有效性而论 , 软件设 计者不应调 试 自己 的软件。 如 果没有条件做 到这 一点 , 可以采用 一些集体工作的措施来 弥补 。
• 在软件调试 中, 不 但 要 对 那些合法的、 正常的情况进 行调试 , 而且要对那些 非 法的 、 异 常的情况进行调试。 调试应 对软件 具有一定的破坏力。
• 在软件调试 中, 不但要 检查软件是否 完成了应完成的功能 , 而且要 检查软件是否 完成了不 应有的功 能。
• 任何调试数据、 调试结果和错误 内容 都是极有价值的资料 , 应 认 真 地 分析、 保 存 。 某些 情况可能需要反复调试 、 纠错。
• 国 外的有关统计资料表明: 已发现较 多错误 的软件与已发现较少错误 的软件相比 较 , 前者仍存在错误 的概率较大 。
• 国外的 研究资料表明: 要结束一个软 件的调试过程是有条件的 , 是根据诸多因素( 如已发现的错误率 、 查错效率、 调试覆盖 率等 ) 综合分 沂后做出的 。

软件调试的几种工作方式

软件调 试中常见的 几种工作方式 和工作 内容见表 l 。 在适用 范围 一栏中, 根据调试 的规模分了三个等级: 模块级 、 功 能级、 系 统级 。 各等级的任 务如下:

• 模块调试: 对相互独立的各个模块 在 各种条件下进行运行 , 检查模块内部的运算 和逻 辑关系 、 控制关系的正确性。
• 程序功 能调试: 对于组成某一功能 的 各个模块进行联调 , 检查 在各种条件下的执 行过 程 和执行结果 , 特别是模块之 间的层次 关系和信息 交换 的正确性 。
• 系统调试: 将各个功能的程序汇合 , 在实际或模拟的工作 环 境中, 检查输入 、 输 出是否符合要求 , 测定并评价软件的各项性 能 , 提出改进意见。

由于三个等级的调 试内容与规模不同 , 所采用的工 作 方式和工 作方法也不相同。 一 般 地说 , 由数人 组成的 软件调 试小组 可以 达 到相互 启发 , 集思 广议 , 相互检查 , 认真高 效的工 作目的 。 但这要求 软件调 试小组的每 个成员在软件设计与调试技术方面 , 在微机 使用 方面 , 在对整个系统功 能与性能的理解 方面 , 具有较高的水平与深刻的认识 。

软件调试方法

软件调 试中经常采用 的方法见表 2 。 逐 步增长和非增长式两种调 试方法 , 各有优缺 点 , 列举如下:

• 非增长式调试需 要 完 成 更大的 工作量。
• 逐步增长式调试 中 , 由于 及时地完成 了模块的组合调试, 模块之间的接 口错误和 由多个模块运行产生的功能错误 , 能及早地发现。
• 利用逐步增长式调试 , 寻错纠错比较容易。
• 逐步增长式调试可以 更 彻底 地对软件 进行调试 。
• 非增长式调试需用的机器时间较少 。
• 用非增长式调试 , 在整个调试阶段有 可 能并行工作。
• 在逐步增长式调试法中 , 自顶向下调 试的缺点是很难产生调试条件, 调试的 相当 时间内无法考察结果输出。 而自底 向上调试 的缺点是必须给 出调 用模块 , 在加人最后一个模块之前 , 程序不能作为一个整体存在。
• 在非增长式调试法中, 黑盒 法的缺点 是寻错纠错极困难 , 白盒法的缺点是工作量 太大 。 综合比较起来 , 逐步增长式调试法是一 种比较好的方法 , 适用于工程应用类 软件 , 建议推广实施。 如果数人同时采用逐步增长 法对同一个软件进行调试 , 就可以 达到相互 补充 、 完整调试的 目的 。

调试工 作中应注意的几点

• 调 试前应认真地查阅有关设计资料 , 避免 出现对软件设计任务 书的理解不准确 、 不完整而造成的软件设计中的缺陷。
• 调 试中应认真地检查程序结构 ( 是否 采用模块结构 ) 和指令使用 ( 如运算指令使 用不 当 , 转移指令使用 太多等 ) 。
• 调试中一定要 对 程 序 进行破坏性试 验 , 考核程序的可 靠性。
• 调试结束前 , 应 把以 前完成的各个调 试情况复现一遍 , 避免由于 纠正某个程序错 误而出现 了其他的错误 或缺陷。
• 调试完 成后 , 应尽 可能的对程序进行 优化 , 提高程序质量。

软件调试技术中几 个研究专题

为了更有效 、 更经济地开 展软件调试工 作 , 有必要 在以 下两 个方面进行研究 :

• 应重视软件调试数据与结果的收集、 分析工作。 目的 有两 个: 第一 , 统计软件出 错类型和产生错误 的原因 , 以 便于 在今后的 软件开发 中加以克服 , 第二 , 分析各种调试 措施或数据条件对各类错误的有效性 , 建立 起一套高效的调试原则。
• 利用 积累的调试经验 , 建立软件可靠 性分析 , 软件错误预测的模型 , 为寻找结束 调试的最佳时机提供参考或依据。

软件调试工作是软件开 发 中最 复杂、 最 具有技术性和技巧性的工作 , 所以 , 应大力地并展研究和提高工 作 , 保 证软件具有优 良 的质量与性能。