Analyzing Data Structure Properties of Large Object-Oriented Programs

• Applicant: Professorin Mana Taghdiri, Ph.D.
• Subject Area: Software Engineering and Programming Languages
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 172023459

Die Analyse von Datenstruktureigenschaften, die Konfiguration von Objekten im Heap einschränken, ist wichtig, denn fehlerhafte Manipulationen der Datenstrukturen kann einen Verlust oder unauthorisierten Zugriff auf die Daten verursachen, des weiteren die Sicherheit der Software verletzen, und letztendlich zum Absturz des Systems führen. Da verlinkte Datenstrukturen beliebig komplex werden können, ist es zu schwierig, die Validität mittels klassischen Testverfahren zu überprüfen. Andererseits ist die Analyse dieser Validitätseigenschaften trotz aller Fortschritte in der statischen Softwareanalyse ein Problem. Die vorhandenen Verfahren benötigen entweder ausführliche Annotationen (z.B. Methodenspezifikationen und Schleifeninvarianten), oder skalieren nicht für große Programme. Dieser Forschungsantrag fokussiert eine neue vollautomatische Infrastruktur um dem Benutzer beim Überprüfen, Debuggen und Verstehen, wie ein Programm die komplexen Datenstrukturen manipuliert, zu helfen. Sie besteht aus (1) einer Zusammenfassungstechnik die beschreibt wie eine Prozedur den Programmzustand modifiziert, (2) einer heuristischen Methode zur Erkennung welche Prozeduren relevanter sind um ein bestimmtes Verhalten zu erzeugen, und (3) eine Technik um Fehler im Programm einzugrenzen. Diese eigenständigen Techniken bilden die Basisblöcke einer Programmanalyse, die durch einen iterativen Verfeinerungsprozess überprüft, ob ein Programm eine gewünschte Eigenschaft erfüllt.

• DFG Programme: Research Grants