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一种面向数值计算程序的蜕变关系获取方法

一种面向数值计算程序的蜕变关系获取方法

作者：张瀚月吉林大学

学位级别：硕士

科学计算软件现已广泛应用到了各个研究领域中,而科学计算软件的功能实现需要由多个数值计算程序构成,所以数值计算程序的输出结果是否正确将直接影响科学计算软件能否正常使用,因此对数值计算程序进行测试也是软件测试中必不可少的一... 详细信息

科学计算软件现已广泛应用到了各个研究领域中,而科学计算软件的功能实现需要由多个数值计算程序构成,所以数值计算程序的输出结果是否正确将直接影响科学计算软件能否正常使用,因此对数值计算程序进行测试也是软件测试中必不可少的一部分。在对数值计算程序进行测试时,由于程序的输出常常十分复杂,测试人员很难直接判断程序的输出结果是否正确,Oracle问题广泛存在。所以将蜕变测试应用到数值计算程序的测试中是十分必要的,蜕变测试的思想就是通过构造待测程序的一对输入之间的关系从而获取相应的输出之间的关系,避免了测试过程中Oracle问题的出现。但是在蜕变测试的应用场景中,大部分蜕变关系难以重复使用导致了蜕变测试的时间开销很大,常见的输入为单个值的数值计算程序可以参考相关计算的现有公式作为蜕变关系,然而如何获取输入为序列的数值计算程序的蜕变关系尚未得到明确的解决方法。为了提高输入为序列的数值计算程序的蜕变测试效率,解决蜕变关系重复利用率低等问题,本文提出了一种面向数值计算程序的蜕变关系获取方法,方法共分为蜕变关系分类预测和蜕变关系推导两个部分。其中第一部分是基于路径特征的蜕变关系分类预测方法,选取了可以普遍应用于数值计算程序的6类蜕变关系。方法首先为待测程序生成控制流图,将从控制流图中提取的执行路径制作为路径特征,然后依据待测程序对于相应蜕变关系的满足情况为特征添加标签,制作成数据集,最后使用数据集来训练和测试支持向量机,得到分类模型。将待测程序的路径特征输入分类模型,即可预测程序是否满足该模型所对应的蜕变关系。本文通过实验对分类模型进行了评估,评估结果表明此方法能够有效的预测数值计算程序对于相应蜕变关系的满足情况。在对某一个程序进行蜕变测试时,使用的蜕变关系应具备该程序特有的数值关系。为了满足这一需求,在本文提出的方法中第二部分是具体蜕变关系的推导方法。方法在将蜕变关系表示为多项式的基础上,将三条蜕变关系表示为带参数的一次方程,并使用最小二乘法对参数进行求解。此方法共推导出了两种具体的蜕变关系,本文设计实验对两种蜕变关系的检错能力进行了评估。结果表明,两种蜕变关系的检错率几乎都能够达到较为理想的状态,因此也验证了本文所提出的蜕变关系推导方法是有效的。

关键词：蜕变测试蜕变关系数值计算程序

基于数据驱动的数值计算程序似然蜕变关系识别方法

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基于数据驱动的数值计算程序似然蜕变关系识别方法

作者：文双红南华大学

学位级别：硕士

数值计算程序的研发是为了更好地解决科学研究和工程技术中面临的数学难题,由于运算量大或运行数据难以采集等因素,测试人员往往很难构造程序的正确解来进行验证,即存在测试Oracle问题,使得测试变得十分困难。由于数值计算程序是一类非... 详细信息

数值计算程序的研发是为了更好地解决科学研究和工程技术中面临的数学难题,由于运算量大或运行数据难以采集等因素,测试人员往往很难构造程序的正确解来进行验证,即存在测试Oracle问题,使得测试变得十分困难。由于数值计算程序是一类非常重要的程序,一些细微的错误也可能导致巨大的后果,因此亟需解决测试Oracle问题。蜕变测试是解决Oracle问题的有效方法之一,它通过检查程序的多次执行之间的关系（蜕变关系）,来判断待测程序中是否存在错误。目前在蜕变测试方面的研究集中在蜕变关系的识别方法,包括静态分析和数据驱动两类方法。数据驱动法能够发现静态分析法中不易发现的蜕变关系,降低了蜕变关系的识别难度,具有明显的优势和发展前景。本课题针对数据驱动识别方法中依靠预设关系进行数据挖掘而忽略领域知识的问题,提出了一种结合领域知识产生输入关系的数据驱动似然蜕变关系识别方法。论文主要研究内容包括以下3个方面:（1）建立了基于领域知识的输入关系识别规则。从数值计算程序的算法层次背景知识中分析算法数值解的性质、程序输入数据的数值特性,以及数据变异和组合设置输入关系,建立了4条输入关系的识别规则。通过结合待测程序的领域知识进行人工静态分析,可以推导产生一批有意义的输入关系。（2）提出一种新的基于数据驱动似然蜕变关系识别方法。在输入关系的指导下,采用某种测试用例生成策略生成测试数据对,在识别输出关系之前,预设6种比较类型和10种函数类型的关系形式,再利用统计分析工具SPSS进行数据拟合。基于输入关系产生测试数据对,为输出关系挖掘降低数据冗余做了准备,避免了盲目性。（3）实现了常微分方程数值方法程序和三角函数程序的方法应用,并且与搜索多项式的识别方法进行了对照分析。本文推导产生了31条龙格库塔程序的似然蜕变关系,22条三角函数sin程序的似然蜕变关系。将sin程序发现的似然蜕变关系与人工推导、搜索法进行对比分析发现,本文识别的蜕变关系是有效的,且在种类和数量上超过了上述两种方式。通过以上的研究表明,本文提出的基于数据驱动的似然蜕变关系识别方法是有效的,结合了静态分析和数据驱动识别方法的优点,降低了蜕变关系的发现难度,为推动蜕变关系和蜕变测试的深入研究提供参考和借鉴。

关键词：蜕变关系蜕变测试数值计算程序数据驱动测试Oracle

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提高数值计算程序质量的方法

内蒙古科技与经济 2000年第4期 44-45页

作者：王桂霞何满喜内蒙古师范大学

本文介绍优化程序的一种方法 ,该方法能够提高数值计算程序的可靠性。它对处理科学、工程问题或企事业管理中的数值计算问题有一定的启发意义。

关键词：程序质量可靠性数值计算程序程序设计

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提高数值计算程序效率的几点讨论

阜阳师范学院学报（自然科学版） 2002年第1期19卷 66-68页

作者：朱辉阜阳师范学院物理系阜阳236032

文章从三个方面分析了数值计算中的效率问题:首先分析了数据的精度和效率之间的关系;然后分析了如何提高数据的交换速率;最后以动态数组的建立和使用为例,讨论合理利用内存空间提高程序效率的问题。

关键词：数值计算程序程序设计数据精度交换速率动态数组程序效率 C语言

钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压力学性能

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武汉大学学报（工学版） 2017年第6期50卷 836-841,849页

作者：金松周飞聪徐亚丰周平沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 西南交通大学土木工程学院四川成都611756

为研究钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压力学性能,采用有限元软件ABAQUS对14根钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压试件进行非线性分析,研究了荷载-侧向挠度曲线特征、不同受力阶段的应力分布规律及破坏模态,进行参数分析,讨论不... 详细信息

为研究钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压力学性能,采用有限元软件ABAQUS对14根钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压试件进行非线性分析,研究了荷载-侧向挠度曲线特征、不同受力阶段的应力分布规律及破坏模态,进行参数分析,讨论不同参数对组合柱偏心受压力学性能的影响.提出组合柱偏心受压承载力简化计算公式,并将简化公式计算结果与试验结果及有限元计算结果进行对比.编写了钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压数值分析程序.结果表明组合柱的偏心受压承载力随着偏心距、长细比以及径厚比增大而不断减小,随着配骨指标增大不断提高.简化计算公式计算结果及数值计算结果,与试验结果及有限元模拟结果吻合良好.

关键词：组合柱偏心受压破坏模态承载力数值计算程序

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氦-3低温热物性数值研究

低温工程 2003年第2期 41-46页

作者：黄永华陈国邦蒋宁李祥仪浙江大学制冷与低温研究所杭州310027

在广泛收集和整理文献数据的基础上 ,自行开发了氦 3热物性数据计算程序 ,它适用于温度 1K～ 1 0 0K ,压力 1 0MPa以内的使用范围。以压力、温度、比容 (或密度 )、焓、熵、内能中任意两个作为输入参量 ,可以计算其余热力参量、热导率... 详细信息

在广泛收集和整理文献数据的基础上 ,自行开发了氦 3热物性数据计算程序 ,它适用于温度 1K～ 1 0 0K ,压力 1 0MPa以内的使用范围。以压力、温度、比容 (或密度 )、焓、熵、内能中任意两个作为输入参量 ,可以计算其余热力参量、热导率以及动力粘度等输运性质。输入输出单位制种类齐全 ,可任意互换。在上述区间内 ,计算具有连续性 ,最大误差在 5‰以内。

关键词：氦-3 低温热物性动力粘度输运性质热导率数值计算程序

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同步电机负载励磁电流的确定

大电机技术 2003年第5期 11-15页

作者：傅自清李俭君东方电机股份有限公司四川德阳618000

本文介绍了采用MicrosoftExcel 2 0 0 0软件包 (简称Excel软件 )编制的数值计算程序 ,它方便快捷、计算结果精度高。

关键词：同步电机负载励磁电流保梯电抗法数值计算程序

基于FLAC^(3D)和粒子群优化算法的初始地应力场反演

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水电能源科学 2010年第8期28卷 46-48页

作者：何竹叶任旭华刘燕河海大学水利水电学院江苏南京210098

针对岩体初始地应力场反演分析需采用多次正向计算、效率较低、优化程序与正向数值计算程序需大量耦合等问题,利用FLAC3D内嵌的FISH语言将FLAC3D正向数值计算与粒子群优化算法相结合编写了程序,以山东文登抽水蓄能电站地下洞室的初始地... 详细信息

针对岩体初始地应力场反演分析需采用多次正向计算、效率较低、优化程序与正向数值计算程序需大量耦合等问题,利用FLAC3D内嵌的FISH语言将FLAC3D正向数值计算与粒子群优化算法相结合编写了程序,以山东文登抽水蓄能电站地下洞室的初始地应力场为例,分析了反演的整个过程。结果表明,该法简单易实现、收敛速度较快,精度较高,为岩体初始应力场的反演提供了一种新思路。

关键词： FLAC3D 粒子群优化算法地应力场反演 Particle Swarm Optimization Based Ground Stress Initial 初始地应力场数值计算程序抽水蓄能电站初始应力场优化程序岩体收敛速度反演分析地下洞室新思路语言效率问题

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工程机械液力传动匹配的计算机辅助计算

西安公路交通大学学报 2001年第4期21卷 89-91页

作者：焦生杰余亮长安大学工程机械学院陕西西安710064

液力传动机械设计中液力变矩器与发动机的匹配问题是关系到车辆动力性和工作效能的关键问题之一。介绍了变矩器与发动机匹配计算的数值计算方法 ,给出了匹配的评价参数及数值计算程序的结构思想等 ,并转化为程序软件 ,实现了对其计算机... 详细信息

液力传动机械设计中液力变矩器与发动机的匹配问题是关系到车辆动力性和工作效能的关键问题之一。介绍了变矩器与发动机匹配计算的数值计算方法 ,给出了匹配的评价参数及数值计算程序的结构思想等 ,并转化为程序软件 ,实现了对其计算机辅助计算分析。

关键词：工程机械液力传动变矩器匹配发动机计算机辅助计算评价参数数值计算程序