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基于占优关系的并行程序通信覆盖测试方法

基于占优关系的并行程序通信覆盖测试方法

作者：张辰山东建筑大学

学位级别：硕士

消息传递并行程序含有多个并行执行的进程,是一种应用广泛的并行程序。进程之间基于通信语句实现通信,而通信是消息传递并行程序的主要特征体现。通信测试的核心是高效生成覆盖通信的测试数据。随着程序规模的增大,进程之间的通信愈加频... 详细信息

消息传递并行程序含有多个并行执行的进程,是一种应用广泛的并行程序。进程之间基于通信语句实现通信,而通信是消息传递并行程序的主要特征体现。通信测试的核心是高效生成覆盖通信的测试数据。随着程序规模的增大,进程之间的通信愈加频繁,使得通信测试的难度不断提高。有必要研究有效的通信覆盖方法,从而提高测试效率。本文针对消息传递并行程序的通信覆盖测试,分别从通信覆盖约减和通信覆盖测试数据约减两个方面进行研究。针对通信规模及通信不确定性问题,考虑到占优关系的特点,提出基于占优关系的通信覆盖约减理论与方法。首先,基于通信与通信语句间的对应关系,将通信约减问题转换为通信语句的约减问题,并约减调度序列集得到目标调度序列集;然后,分析通信语句间的占优关系,生成占优关系图,得到通信语句集的约减集,进而根据约减集中的通信语句选择通信作为覆盖目标;最后,基于目标调度序列集,采用遗传算法生成覆盖目标通信的测试数据。针对通信覆盖测试数据生成规模问题,基于语句占优关系得到的约减集,本文进一步提出一种通信覆盖测试数据约减方法。首先,利用分支关系划分约减集中的通信语句,得到通信语句组;然后,执行被测程序,按通信语句组的执行顺序将语句组进行排序,进而依次划分通信语句组中的通信语句,得到通信语句队列;最后,提出适应度优先级生成和优先级选择算法,用于生成覆盖通信语句队列的测试数据,从而实现通信覆盖测试数据的约减。本文面向并行程序的通信覆盖测试,提出通信覆盖约减方法,以约减目标通信;给出通信覆盖测试数据约减方法,通过划分通信语句队列,进一步约减覆盖目标,减小测试数据的生成规模。在此基础上,阐述了基于占优关系的并行程序通信覆盖测试方法,并给出了通信覆盖测试数据生成的实现过程。实验分析表明,所提理论与方法在不降低通信覆盖率的前提下,减少了测试数据的生成时间,提高了通信覆盖测试数据生成的效率。

关键词：并行程序通信覆盖通信约减通信语句队列占优关系测试数据生成

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基于节点占优关系的目标路径选择方法研究

基于节点占优关系的目标路径选择方法研究

作者：董南鹏中国矿业大学

学位级别：硕士

影响路径覆盖测试消耗的因素很多,不仅包括所需覆盖的路径数目,也包括路径的覆盖难易程度,还包括测试数据的生成效率。目前,已有许多文献针对测试数据生成方法进行大量研究,但是很少看到针对目标路径选择方面的研究成果。本文基于路径... 详细信息

影响路径覆盖测试消耗的因素很多,不仅包括所需覆盖的路径数目,也包括路径的覆盖难易程度,还包括测试数据的生成效率。目前,已有许多文献针对测试数据生成方法进行大量研究,但是很少看到针对目标路径选择方面的研究成果。本文基于路径覆盖测试对目标路径的选择方法进行研究,通过选择少量具有代表性的可达完整路径,达到降低路径覆盖测试消耗的目的。本文从串行程序和并行程序两个方面进行路径选择的方法研究。第一,针对串行程序,通过分析节点之间的占优关系,提出基于占优关系的目标路径自动生成策略。首先,静态分析待测程序的节点和控制边的信息;然后,对节点的数量特征和相互关系进行分析,包括节点的出度值和入度值的计算,待测程序的必经节点、非被占优节点以及对应的占优节点集的生成,并分析非被占优节点之间的相关性以及生成相似邻接矩阵;最后,利用排列组合的方法,给出满足条件的非被占优节点集的不同组合方式,并针对非被占优节点集的组合情况,自动生成对应的完整路径。第二,在串行程序的研究基础上,针对消息传递并行程序,提出基于拉丁超立方采样的目标路径自动选择方法。首先,将并行程序拆分成不同的进程,每个进程看作一个串行程序;然后,分析不同调度序列下同一进程的非被占优节点的相关性和相似邻接矩阵;最后,利用超立方采样的方法,针对非被占优节点进行采样,选择出满足条件的非被占优节点集的不同组合,并针对其非被占优节点集的组合情况以及对应的调度序列,自动生成对应的完整路径。实验研究表明,针对串行程序,本文提出的基于占优关系的目标路径自动生成策略,在保证所有路径可达的情况下,选择出的目标路径条数明显少于两种传统方法,路径数缩减率甚至高达52.4%;针对并行程序,提出的基于拉丁超立方采样的目标路径选择策略,在保证路径可达的情况下,路径数缩减率约为37.5%;本文提出的路径选择方法,不仅可以减少待覆盖的目标路径数目,还可以保证所选路径的可达性;最终达到降低路径覆盖测试消耗的目标。

关键词：路径覆盖测试目标路径选择占优关系拉丁超立方采样可达性

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基于占优关系的MPI并行程序死锁检测

聊城大学学报（自然科学版） 2018年第4期31卷 104-110页

作者：田甜郭庆张辰山东建筑大学计算机科学与技术学院山东济南250101

随着高性能技术的发展,MPI并行程序得到了越来越广泛的应用,其可靠性也得到了软件工程界越来越多的关注.一个MPI并行程序有多个并行执行的进程,每个进程包含一系列串行执行语句.死锁是并行程序的一类典型错误,本文提出一种基于占优关系... 详细信息

随着高性能技术的发展,MPI并行程序得到了越来越广泛的应用,其可靠性也得到了软件工程界越来越多的关注.一个MPI并行程序有多个并行执行的进程,每个进程包含一系列串行执行语句.死锁是并行程序的一类典型错误,本文提出一种基于占优关系的死锁检测方法.首先,根据通信语句之间的占优关系,得到每个进程内,通信边之间的占优关系;然后,通过判定通信边占优关系是否相互违背,检测程序中的死锁.基于上述思想,开发了基于占优关系的死锁检测原型工具,用于检测多个典型的MPI并行程序.结果表明,本文方法能够检测出程序中的死锁缺陷.

关键词：并行程序占优关系死锁通信边

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偏好多目标进化算法研究综述

计算机学报 2019年第6期42卷 1289-1315页

作者：王丽萍丰美玲邱启仓章鸣雷邱飞岳浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 浙江工业大学信息智能与决策优化研究所杭州310023 之江实验室杭州311100 浙江工业大学杭州310023

多目标优化需要同时优化若干相互冲突的目标,其目的是获得均匀分布于整个Pareto前沿上的最优解集.然而在实际多目标优化问题中,决策者通常只对目标空间中部分区域内的Pareto最优解感兴趣,因此将决策者的偏好信息与多目标优化方法相结合... 详细信息

多目标优化需要同时优化若干相互冲突的目标,其目的是获得均匀分布于整个Pareto前沿上的最优解集.然而在实际多目标优化问题中,决策者通常只对目标空间中部分区域内的Pareto最优解感兴趣,因此将决策者的偏好信息与多目标优化方法相结合成为进化计算领域的研究热点.偏好多目标进化算法通过引入决策者的偏好信息,将算法的搜索集中在决策者感兴趣的偏好区域,有效利用算法的计算资源,提高算法的求解效率,降低计算复杂度,同时有利于决策者高效地做出最终决策.本文从偏好的设置方法和算法性能两个角度介绍偏好多目标进化算法.在偏好的设置上,从占优关系、角度关系、权重向量和偏好集四个方面综述融入偏好信息的多目标进化算法;在算法性能上,从上述四类偏好的设置方法中各选取两种偏好算法进行仿真实验,从偏好策略的有效性、解集的整体性以及算法的复杂度三个方面进行实验对比并深入分析其优缺点.最后,总结了偏好多目标进化算法的未来发展趋势.

关键词：多目标优化偏好设置占优关系角度关系权重向量偏好集

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基于统计占优分析的变异测试

软件学报 2015年第10期26卷 2504-2520页

作者：张功杰巩敦卫姚香娟中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 江苏师范大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学理学院江苏徐州221116

为数众多的变异体产生的高昂测试代价严重影响了变异测试技术在实际程序中的应用.为了大幅度减少弱变异测试中变异体的数量,提出基于统计占优分析的变异体约简方法.该方法首先利用变异前后的语句构造变异分支,并将所有变异分支集成到原... 详细信息

为数众多的变异体产生的高昂测试代价严重影响了变异测试技术在实际程序中的应用.为了大幅度减少弱变异测试中变异体的数量,提出基于统计占优分析的变异体约简方法.该方法首先利用变异前后的语句构造变异分支,并将所有变异分支集成到原程序中,形成新的被测程序;然后,通过统计测试用例对各个变异分支的覆盖信息,确定变异分支之间的占优关系;最后得到非被占优分支集,其对应的变异体就是约简后的变异体.将该方法用于8个程序的测试,结果表明:该方法能够约简平均90%的变异体,从而显著提高了变异测试的效率.

关键词：软件测试变异测试变异体约简占优关系统计占优分析

基于区间可信度下界的多目标优化算法研究及应用

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计算机科学 2017年第B11期44卷 577-579,585页

作者：闫红营口理工学院电气工程系营口115014

旨在填补多目标优化算法研究的不足,以制造业中多因素耦合作用下的多目标优化问题为研究对象,首先提出区间可信度和占优关系等概念;其次基于区间可信度和占优关系建立基于区间可信度下界的多目标优化算法;最后通过多目标数值优化对所建... 详细信息

旨在填补多目标优化算法研究的不足,以制造业中多因素耦合作用下的多目标优化问题为研究对象,首先提出区间可信度和占优关系等概念;其次基于区间可信度和占优关系建立基于区间可信度下界的多目标优化算法;最后通过多目标数值优化对所建立的优化算法进行探究。结果显示,在γ的取值相同时,H测度与进化代数呈现正相关,可以说明随着个体进化代数的增大,所提出的基于占优可信度下界的算法得到的γ-Pareto前沿越能反映真实的Pareto前沿;通过文中建立的算法与IP-MOEA和SPGA的比较可以看出,文中所建立的基于区间可信度下界的多目标优化算法与实际情况的吻合度更高,说明所建立的算法可以填补多目标优化算法的不足。

关键词：区间可信度占优关系多目标优化算法

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基于方案占优和排序稳健性的多属性决策方法

中国管理科学 2016年第8期24卷 132-138页

作者：丁涛梁樑合肥工业大学管理学院安徽合肥230009

在多属性决策问题中,不同的属性权重会产生不同的评价结果。由于实际问题的复杂性与不确定性,决策者对于属性权重的确定也存在不确定性。这些不确定既来自现实问题的复杂性和可变性,也来自决策者选择的模糊性与随机性。目前已有的研究... 详细信息

在多属性决策问题中,不同的属性权重会产生不同的评价结果。由于实际问题的复杂性与不确定性,决策者对于属性权重的确定也存在不确定性。这些不确定既来自现实问题的复杂性和可变性,也来自决策者选择的模糊性与随机性。目前已有的研究主要是将不确定的权重信息转化为相对确定的信息(如转化为区间数等),硬性地消除了不确定,从而给决策结果带来较大风险。本文从方案排序的视角出发,研究在权重空间下,方案的占优关系和排序的稳健性。首先,定义了占优矩阵用于刻画不确定权重信息下方案两两比较的占优关系;其次,分析了方案的排序区间,即在所有可能存在的权重组合下,方案的最好排序和最差排序。然后,定义了方案的全排序排序概率,并且给出了排序概率的计算方法。进而,我们给出了方法的决策步骤和实施过程。最后,本文将该方法应用到某远洋集团的港口评估当中。

关键词：多属性决策占优关系排序区间方案排序概率

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固定和产出条件下决策单元的效率评价研究

固定和产出条件下决策单元的效率评价研究

作者：郭梦雨中国科学技术大学

学位级别：硕士

在现实的生产生活中,我们经常会遇到一些决策单元（Decision Making Units,简称DMUs）,它们的某个或某些产出的和是固定的。传统的数据包络分析（Data Envelopment Analysis,简称 DEA）方法在评价 DMUs 时需假设 DMUs的投入指标或产出... 详细信息

在现实的生产生活中,我们经常会遇到一些决策单元（Decision Making Units,简称DMUs）,它们的某个或某些产出的和是固定的。传统的数据包络分析（Data Envelopment Analysis,简称 DEA）方法在评价 DMUs 时需假设 DMUs的投入指标或产出指标之间是相互独立的,因此不太适用于对固定和产出DMUs的效率评价。如何对固定和产出DMUs进行效率评价是近年来DEA领域中的一个热门且具有挑战性的问题。一般均衡有效前沿面DEA（Generalized Equilibrium Efficient Frontier Data Envelopment Analysis,简称 GEEFDEA）方法是当前较为有效的固定和产出DMUs效率评价方法。在生产过程中,除了消耗投入获得期望产出之外,DMUs还会产生非期望产出（Undesirable output）,如废水,废气等。实际上,在非期望产出的研究当中,产出和是固定的情况十分常见。例如在国家或地区层面,工业废气的排放量往往是限制的。因此,在进行环境效率评价时,有必要将非期望产出的固定和约束考虑进去。目前关于非期望固定和产出DMUs的环境效率评价研究还比较少。此外,基于GEEFDEA方法所构建的均衡有效前沿面可能不唯一,并且已有学者证实了这种情况的存在。在不同的前沿面下进行评价时,每个DMU的效率和排名可能会存在很大差异,这导致评价结果不够客观全面。因此,本文在现有研究的基础上,对GEEFDEA方法分别进行横向与纵向的拓展研究。横向上,本文结合GEEFDEA方法与现有的非期望DMUs环境效率评价方法,提出了一种非期望固定和产出DEA环境效率评价模型并使用该模型对我国各省的碳排放的环境效率进行评价。纵向上,本文提出了一系列模型来计算固定和产出DMUs在所有可行的均衡有效前沿面下对应的效率区间,排名区间和占优关系,从而解决了均衡有效前沿面不唯一所带来的问题。

关键词：数据包络分析（DEA）固定和产出效率区间排名区间占优关系非期望产出环境效率碳排放