Системы построения срезов программы

Программный срез состоит из всех операторов программы, которые могут влиять на значение некоторой переменной в некоторой позиции. Срезы были введены для использования:

• в отладке программ;
• в тестировании программ;
• в понимании смысла программ.

Причины возникновения данного направления очевидны. При работе с исходным текстом программы часто необходимо проследить формирование значения некоторой переменной. Это особенно актуально. при отладке и. сопровождении программ. В этом случае получение среза приносит существенное облегчение работы, поскольку резко снижается объем исследуемого кода. Предположим, что во время тестирования мы установили, что некоторая переменная в некоторой позиции содержит неверное значение. Получив соответствующий срез, мы локализуем проблему. В дополнение к сказанному, срезы позволяют разбить большую программу на небольшие компоненты. Это способствует более простому пониманию смысла программы, что очень актуально при сопровождении программных продуктов. Впоследствии часть этих компонентов может быть использована при создании новой программы. Бадгер и Вейзер продемонстрировали [Badger, Weiser 1988], как срезы могут быть использованы для автоматической параллелизации. Однако основной областью применения срезов остается отладка и сопровождение программ.

В начальном понимании понятие срез (статический срез) учитывает все возможные пути исполнения программы. Однако обычно на практике мы имеем дело с частным случаем, в котором программа работает некорректно, и, естественно, нас интересует причина происходящего. Таким образом, вместо того, чтобы отслеживать все множество входных данных, мы будем рассматривать срез, который сохранит свойства программы для определенного входа. Такой тип среза был обозначен термином динамический срез.

Большинство существующих методов вычисления динамического среза основано на так называемом обратном анализе, когда после исполнения программы записывается ее трассировка, и затем алгоритм отслеживает эту трассировку в обратном направлении для получения зависимостей по данным и по контролю, которые в свою очередь используются для вычисления динамического среза. Существуют методы, вычисляющие динамический срез в процессе исполнения программы и не записывающие трассировку.

Практически все существующие методы вычисления динамического среза рассчитаны на работу с программами, написанными в стиле структурного программирования. Бол и Хорвиц [Ball, Horwitz 1993] предложили подход для вычисления статических срезов для неструктурированных программ, модифицировав понятие зависимости по контролю для данного случая.

В существующих алгоритмах основной целью вычисления динамического среза является определение той части кода, которая влияет на значение интересующей переменной, путем выявления зависимостей по данным и по контролю (см. разд. 4.3.3.6) в трассировке. При определении динамического среза важно найти не только части, влияющие на процесс вычисления интересующей переменной, но также и части, не влияющие на него. Чем больше таких не влияющих частей будет найдено, тем меньший динамический срез может быть получен.

Отладчики

Отладчик — программа, помогающая анализировать поведение отлаживаемой программы, обеспечивая ее трассировку. При этом большинство отладчиков позволяют выполнять остановки в указанных точках или при заданных условиях, просматривать текущие значения переменных, ячеек памяти, регистров процессора и, при необходимости, изменять эти значения. Нужные для отладчика данные порождает компилятор при включенном режиме генерации отладочной информации. Это данные о типах, начале и конце блоков, специфических конструкциях и т. п.

Кроме классических отладчиков существуют еще несколько групп инструментов.