計算機軟件開發(fā)調(diào)試技術(shù)研究

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722051

摘要：在現(xiàn)代社會中計算機在多個領(lǐng)域中都具有極為廣泛的應(yīng)用，作為計算機系統(tǒng)的重要組成部分，計算機軟件在實際應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用，只有進一步加強計算機軟件開發(fā)調(diào)試技術(shù)的研究才能充分發(fā)揮計算機軟件的作用，實現(xiàn)生產(chǎn)效率的全面提升，基于此種情況，在本文當(dāng)中筆者結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗對相關(guān)問題進行了必要的分析與研究。

關(guān)鍵詞：計算機；軟件開發(fā)；調(diào)試

在現(xiàn)代社會當(dāng)中計算機已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于多個領(lǐng)域當(dāng)中，從而有效的實現(xiàn)了生產(chǎn)力水平的全面提升。計算機在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用必須要建立在必要的計算機軟件基礎(chǔ)之上才能實現(xiàn)。在最近幾年當(dāng)中隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的帶來，計算機軟件在各個領(lǐng)域當(dāng)中都具有極為廣泛的應(yīng)用，這也對現(xiàn)階段的計算機軟件提出了新的要求，只有進一步加強計算機軟件的開發(fā)與利用才能滿足人們對于計算機實際應(yīng)用的需求。在計算機軟件開發(fā)過程中開發(fā)與測試是計算機軟件開發(fā)與利用的關(guān)鍵所在，從這兩方面入手是提升計算機軟件應(yīng)用的關(guān)鍵所在?；诖朔N情況，在本文當(dāng)中筆者結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗對計算機軟件的開發(fā)與調(diào)試技術(shù)進行了必要的分析與研究。

一、計算機軟件開發(fā)

（一）計算機軟件的特點

計算機系統(tǒng)包含了硬件與軟件兩個不同的組成部分，二者都是計算機系統(tǒng)的重要組成部分，也是實現(xiàn)計算機全面應(yīng)用的關(guān)鍵所在，計算機硬件是計算機系統(tǒng)運行的物理條件，而計算機軟件則是計算機能夠在多個領(lǐng)域中實現(xiàn)應(yīng)用的虛擬環(huán)境，只有針對不同的應(yīng)用需求開發(fā)出對應(yīng)的軟件才能滿足計算機軟件在實際中的應(yīng)用需求。在探索計算機軟件開發(fā)技術(shù)之前首先必須要對計算機軟件的特點進行仔細的分析，具體來說計算機軟件的特點主要包含以下幾個方面的內(nèi)容：（1）計算機軟件能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)的實際效率，例如，通過計算機軟件的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制，實現(xiàn)了人力資源的有效節(jié)約，提升了生產(chǎn)效率；（2）計算機軟件的組成較為復(fù)雜，開發(fā)過程相對較為艱難。計算機軟件的開發(fā)必須要滿足特定的需求，即針對具體工作需要進行軟件需求，并需要符合不同產(chǎn)業(yè)的實際情況，在這個過程當(dāng)中必須要根據(jù)實際條件，采用多種技術(shù)，因此，軟件開發(fā)過程存在著較大的難度；（3）軟件開發(fā)必須要設(shè)置軟件保護機制。計算機軟件也屬于知識產(chǎn)權(quán)的范疇當(dāng)中，同時由于計算機軟件開發(fā)過程相對較為復(fù)雜，計算機軟件知識產(chǎn)權(quán)的保護就顯得尤為必要了，基于此種情況，在計算機軟件開發(fā)過程中必須要設(shè)置對應(yīng)的保護機制避免計算機軟件成果被他人竊取。

（二）計算機軟件開發(fā)的常用方法

根據(jù)計算機軟件開發(fā)方法之間的差異，可以將計算機軟件開發(fā)方法分為：生命周期法、原型化法以及自動形式法三種不同的方法。

第一，生命周期法。從時間角度出發(fā)，軟件生命周期法對軟件定義、開發(fā)、維護等問題拆分成若干個階段，每一個階段的開始和結(jié)束都有自己嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。軟件生命周期通常有6個時期，即6個階段。通常來說，這個生命周期是六個月左右。

第二，原型化方法。傳統(tǒng)的生命周期方法要進行嚴(yán)格定義以及預(yù)說明，并要求用戶與軟件開發(fā)人員在開發(fā)剛開始的時候就要對系統(tǒng)整體功能及信息需求有全面、準(zhǔn)確、深刻的認(rèn)定。如果用戶給出的軟件目標(biāo)沒有詳盡描述輸入處理以及輸出需求，或者軟件開發(fā)者不能確定系統(tǒng)適用性、算法效果以及未來使用的人機界面形態(tài)。 這時，開發(fā)人員可以采用原型化方法，通過原型化系統(tǒng)的研究階段，確定軟件自身的要求。 與此同時，充分利用先前所得到的概念進行系統(tǒng)基礎(chǔ)建模、原始系統(tǒng)建造以及開發(fā)人員的評審，從而達到修改階段以至于最后完工。

第三，自動形式法。自動形式法軟件開發(fā)方法借鑒了第四代軟件開發(fā)技術(shù)中的開發(fā)工具，屬于一種自動化軟件開發(fā)方法。這種開發(fā)方法在軟件開發(fā)中的應(yīng)用，開發(fā)者只需要說明擬開發(fā)的軟件所需要具備的基本功能，這種方法就可以自動進行軟件開發(fā)，在完成軟件開發(fā)之后，開發(fā)人員只需要對所開發(fā)的軟件進行必要的驗證就可以完成了。

二、計算機軟件調(diào)試

計算機軟件調(diào)試也是計算機軟件開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，在計算機軟件開發(fā)中可能會存在著一定的漏洞，從而對計算機軟件在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用造成較大的影響，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致應(yīng)用過程中會進一步造成較大的經(jīng)濟損失，因此，在將所開發(fā)的軟件投入實際應(yīng)用之前必須要對計算機軟件進行進一步的調(diào)試。在下文當(dāng)中筆者將對現(xiàn)階段軟件調(diào)試中較為常用的三種調(diào)試技術(shù)進行進一步的探討。

（一）黑盒調(diào)試

由于計算機軟件自身固有的復(fù)雜性，軟件調(diào)試工作一直以來都需要耗費大量的人力物力，同時也是軟件開發(fā)的重點內(nèi)容。軟件調(diào)試從本質(zhì)上來說屬于一種逆向思維的過程，即開發(fā)調(diào)試人員需要從軟件的實際使用情況所反映出來的信息入手對軟件可能存在的故障進行分析。在許多情況下，這種逆向的思維往往并不存在一定的必然性，因此，許多時候需要依賴于調(diào)試人員的經(jīng)驗甚至是直覺。軟件測試可以分為白盒測試與黑盒測試，所謂白盒測試是指測試人員對于軟件架構(gòu)與組成具有充分了解前提下所進行的測試，黑盒測試則完全相反，即在測試人員并不了解軟件內(nèi)容的前提之下所進行的測試。但是在實際測試當(dāng)中黑盒測試占據(jù)了大部分，這主要是由于軟件后期的維護人員往往并沒有參與到軟件開發(fā)過程當(dāng)中，對于軟件的構(gòu)成并不是非常的了解。其次，在實際軟件開發(fā)過程中，由于進度要求可能并沒有及時保留相關(guān)的文本信息，從而導(dǎo)致實際調(diào)試過程中無法有效查詢相關(guān)的文本信息。黑盒測試存在著較大的難度，由于測試人員對于軟件的了解程度明顯不足，調(diào)試往往無從下手，主要依賴于調(diào)試人員從表面問題到有關(guān)代碼之間的反推能力。其次，反向定位技術(shù)也是解決黑盒測試的關(guān)鍵技術(shù)。

（二）軟件故障定位技術(shù)

在計算機軟件調(diào)試當(dāng)中，軟件故障定位技術(shù)是一種極為常見的技術(shù)，在黑盒調(diào)試當(dāng)中工業(yè)具有極為廣泛的應(yīng)用，在最近幾年當(dāng)中隨著計算機軟件應(yīng)用范圍的不斷拓展，軟件調(diào)試的任務(wù)量也不斷提升，故障定位技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。軟件故障定位技術(shù)可以分為靜態(tài)分析技術(shù)以及調(diào)試的故障分析技術(shù)兩種不同的類型，所謂靜態(tài)分析技術(shù)是指計算機軟件在非工作狀態(tài)下所進行的軟件測試技術(shù)，靜態(tài)故障定位技術(shù)主要是針對計算機軟件的語句、符號、形式以及指針等進行檢測而得出故障的技術(shù)，這種技術(shù)在實際中的應(yīng)用能夠有效檢測出許多漏洞，但是也存在著一定的局限性，即對于軟件運行過程中可能存在的問題無法有效的檢測出來?；谡{(diào)試的故障分析技術(shù)即需要在軟件運行的條件之下實現(xiàn)對故障的定位，在現(xiàn)階段的軟件調(diào)試當(dāng)中大都采用這種技術(shù)，通過該技術(shù)的應(yīng)用能夠有效識別出計算機軟件可能存在的問題，從而避免軟件漏洞的存在。

（三）巨型機調(diào)試技術(shù)

隨著計算機軟件在實際生產(chǎn)中應(yīng)用范圍的不斷拓展，許多計算機軟件被應(yīng)用到巨型機當(dāng)中，巨型機中所運行的計算機軟件一般都相對較為復(fù)雜。因此，其測試也相對較為復(fù)雜?；诖朔N情況。從體系結(jié)構(gòu)角度看，巨型機為提高主頻，結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝技術(shù)都非常復(fù)雜，往往很難對調(diào)試工具的實現(xiàn)增加特殊支持（如比較寄存器等）；為使系統(tǒng)具有極高的速度潛力，巨型機普遍采用了多處理機、多功能部件、全流水、向量處理等技術(shù)，并行計算給軟件程序的運行帶來了很大的不確定性.這些都是研制巨型機軟件調(diào)試工具的難點。由于匯編語言能充分體現(xiàn)巨型機結(jié)構(gòu)特色，為了更好地發(fā)揮機器效率，巨型機軟件的很多主要模塊仍采用匯編語言編程，高效靈活地支持匯編級調(diào)試成為巨型機調(diào)試工具的主要需求之一。

三、結(jié)語

為了促進計算機軟件在實際應(yīng)用中的進一步拓展，分別從計算機軟件開發(fā)與調(diào)試兩個方面對計算機軟件開發(fā)過程中的重點技術(shù)進行了必要的分析與研究。當(dāng)前階段計算機軟件開發(fā)必須要嚴(yán)格按照既定程序，并將上面的技術(shù)積極主動的應(yīng)用于實際開發(fā)過程，進一步提升計算機軟件的開發(fā)效率。

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作者簡介：黃正寶，男，漢族，河南信陽人，蘇州大學(xué)碩士，無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：軟件技術(shù)。