面向并发程序数据竞争故障的变异策略研究的开题报告开题报告题目：面向并发程序数据竞争故障的变异策略研究一、选题背景及意义随着计算机硬件性能和软件技术的不断提高，多核处理器已经成为计算机主流的发展趋势。并发编程已经广泛应用于各个领域。然而，由于并发编程的特殊性，多线程程序的设计和调试也面临着各种挑战。数据竞争是多线程程序中最常见的一个问题，发生数据竞争会导致程序运行结果的不确定性，甚至崩溃。如何确保多线程程序的正确性，是一个极具挑战性的问题。传统的测试方法只能发现程序中既定的问题，而无法涵盖所有可能性。为了更好地检测并发程序中的数据竞争故障，变异测试被广泛应用于安全性测试、代码覆盖率测试等领域。与传统的测试方法不同，变异测试是通过人工引入程序的变异来产生更多的测试用例。通过这种方法，可以测试更多情况下的程序。因此，本文的选题背景是基于多线程编程领域中数据竞争问题的研究，旨在通过变异测试的方法来提高并发程序的测试覆盖率和并发程序的正确性。二、研究内容与方法本文主要研究针对并发程序数据竞争故障的变异测试策略。通过人工引入程序的变异来产生更多的测试用例，以提高并发程序的测试覆盖率，并检测和定位并发程序中的数据竞争故障。研究方法主要包括以下方面：1.对已有的变异测试方法进行文献调研，了解其研究背景和发展现状；2.对现有的并发程序数据竞争故障定位方法进行分析，选择合适的工具建立基准测试程序；3.根据基准测试程序，提出一种变异测试策略来检测和定位数据竞争故障；4.对所提出的变异测试策略进行实验验证，分析变异测试的效果与可行性，并提出改进方案。三、预期研究成果本文的预期研究成果主要包括：1.分析并总结已有的变异测试方法及其不足，并提出一种针对并发程序数据竞争故障的变异测试策略；2.基于所提出的变异测试策略，建立基准测试程序，并进行实验验证；3.对变异测试策略的可行性和有效性进行评估，并提出改进方案。四、研究进度安排1.第一阶段（2021年10月-2021年12月）：调研变异测试方法及并发程序数据竞争故障定位方法，建立基准测试程序。2.第二阶段（2022年1月-2022年4月）：提出针对并发程序数据竞争故障的变异测试策略，并进行实验验证。3.第三阶段（2022年5月-2022年6月）：对变异测试策略的可行性和有效性进行评价，并提出改进方案。五、参考文献[1]LarssonE,ÅbergJ,CarlssonM,etal.OntheEffectivenessofMutationTestingforConcurrentPrograms:ASystematicLiteratureReviewandMeta-Analysis[J].IEEETransactionsonSoftwareEngineering,2019,PP(99):1-1.[2]ZhangQ.Mutationanalysisforthread-safetytesting[J].InformationandSoftwareTechnology,2018,96:9-19.[3]SankarKanchana,RajagopalanPadmanabhan.Animprovedmutationtestingtechniqueforconcurrentprograms[C].20144thInternationalConferenceonCommunicationSystemsandNetworkTechnologies,Gwalior,2014:832-837.