实验9内存泄漏

实验实训室安全防火安全规定为确保学院财产和师生生命安全，预防火灾的发生，保证实验实训活动的顺利进行，根据“以防为主”的方针，特作安全防火规定如下：一、实验实训室工作人员必须树立“安全第一”的观念，做好安全、防火技术工作。

二、实验实训室日常安全工作要安排专人负责，定期检查，并及时填写实训室安全纪录。

三、实验实训室必须配有灭火器等防火工具，下班前要切断电源，关窗锁门。

四、实验实训室电器设备和电源线路必须按规定装设，禁止超负荷用电，不准乱拉乱接电线，有接地要求的仪器必须按规定接地，定期检查线路，测量接地电阻，确保各项电气性能达到安全用电要求。

五、学生实验实训前，指导老师必须进行安全、防火技术教育，以达到正确操作的目的。

六、实验实训时，不得进行危及人身安全和设备安全的操作。

实验实训中若发现不正常现象，应立即切断电源，待查明原因排除故障后，再继续实验实训。

七、因违章操作、玩忽职守、忽视安全等人为原因而造成火灾、人身伤亡、贵重精密仪器损坏等重大事故，必须保护好现场，并立即向有关部门报告。

八、保证安全，人人有责。

实验实训人员在工作中要随时随地做好安全检查工作，发现问题及时处理并做好安全记录。

实验实训室安全防火安全规定（2）1. 实验实训室内禁止吸烟、使用明火和火种。

2. 实验实训室内禁止使用易燃、易爆物品。

3. 实验实训室内应设有灭火器、灭火器箱和消防器材，并定期检查其有效性和可操作性。

4. 实验实训室内应保持通风畅通，防止积存可燃气体聚集。

5. 实验实训室内应配备足够数量的紧急出口和安全标识，并保持其畅通无阻。

6. 实验实训室内应保持整洁，避免堆放杂物和易燃物品。

7. 实验实训室内的电气设施应符合相关安全标准，并定期检查和维护。

8. 实验实训室内的实验设备和仪器应由专业人员维护，并定期检查其安全性能。

9. 实验实训室内应设有报警装置，并定期检查其功能。

10. 实验实训室内严禁私拉乱接电线、私拉乱接线路。

11. 实验实训室内应配备防火安全设施，如消防水带、喷淋系统等。

数据结构单链表实验报告一、实验目的1、深入理解单链表的数据结构及其基本操作。

2、掌握单链表的创建、插入、删除、查找等操作的实现方法。

3、通过实际编程，提高对数据结构和算法的理解和应用能力。

二、实验环境1、操作系统：Windows 102、编程语言：C 语言3、开发工具：Visual Studio 2019三、实验原理单链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据域和指针域。

指针域用于指向下一个节点，从而形成链表的链式结构。

单链表的基本操作包括：1、创建链表：通过动态分配内存创建链表的头节点，并初始化链表为空。

2、插入节点：可以在链表的头部、尾部或指定位置插入新的节点。

3、删除节点：根据给定的条件删除链表中的节点。

4、查找节点：在链表中查找满足特定条件的节点。

四、实验内容（一）单链表的创建｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>／／定义链表节点结构体typedef struct Node ｛int data;struct Node next;｝ Node;／／创建单链表Node createList(）｛Node head ＝（Node)malloc(sizeof(Node)）；if （head ＝＝ NULL) ｛printf(＂内存分配失败！＼n"）；return NULL;｝head>data ＝ 0;head>next ＝ NULL;return head;｝int main(）｛Node list ＝ createList(）；／／后续操作return 0;｝｀｀｀在创建单链表时，首先为头节点分配内存空间。

若内存分配失败，则提示错误信息并返回｀NULL`。

成功分配内存后，初始化头节点的数据域和指针域。

（二）单链表的插入操作插入操作分为三种情况：头部插入、尾部插入和指定位置插入。

1、头部插入｀｀｀cvoid insertAtHead(Node head, int data) ｛Node newNode ＝（Node)malloc(sizeof(Node)）；if （newNode ＝＝ NULL) ｛printf(＂内存分配失败！＼n"）；return;｝newNode>data ＝ data;newNode>next ＝ head>next;head>next ＝ newNode;｝｀｀｀头部插入时，创建新节点，将新节点的数据域赋值，并将其指针域指向原头节点的下一个节点，然后更新头节点的指针域指向新节点。

列举一些实验室常见事故。

实验室是一个独特的工作场所，因为其中涉及到大量的化学和生物学实验。

这些实验通常需要使用化学药品和设备，因此实验室工作带来的风险也相对较高。

以下是实验室中可能发生的一些常见事故：
1. 化学泼洒：化学药品泼洒可能是实验室中最常见的事故之一。

这可能是由于设备故障、误操作或者化学品储存不当等原因导致的。

这种事故可能导致皮肤烧伤、眼睛刺激和呼吸道损伤等伤害。

2. 火灾：实验室中常常使用火源来进行实验。

如果火源控制不当，或者实验室内存在易燃物质，那么火灾就可能发生。

火灾不仅可能造成实验室的设备和建筑物损失，还可能对人员造成严重的伤害。

3. 爆炸：实验室中很多实验可能会产生爆炸，尤其是当化学药品被不当混合或者在不适宜的条件下处理时。

爆炸可能导致严重的伤害，包括灼伤、骨折和烟雾吸入等。

4. 辐射：实验室中可能使用放射性物质进行实验，如果不当使用可能会产生辐射的危险。

辐射可能对人员造成长期危害，包括癌症和生殖问题等。

5. 电击：在实验室中安装电气设备是常见的实验室操作。

如果电气设备使用不
当，或者使用过程中受到损坏，那么人员可能会被电击。

6. 气体泄漏：实验室中可能会使用气体，如氢气和氮气等，如果气体泄漏，就会造成严重的危险，包括火灾和窒息等。

以上是实验室中可能会发生的一些常见事故。

如果实验室工作人员不遵循正确的安全操作规程，这些事故可能会发生。

因此，为了保证实验室工作场所的安全和健康，实验室工作人员必须遵守实验室安全操作规程。

操作系统实验报告三存储器管理实验操作系统实验报告三：存储器管理实验一、实验目的本次存储器管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储器管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握内存分配与回收的算法，以及页面置换算法的工作过程和性能特点，从而提高对操作系统资源管理的认识和实践能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验内容1、内存分配与回收算法实现首次适应算法（First Fit）最佳适应算法（Best Fit）最坏适应算法（Worst Fit）2、页面置换算法模拟先进先出页面置换算法（FIFO）最近最久未使用页面置换算法（LRU）时钟页面置换算法（Clock）四、实验原理1、内存分配与回收算法首次适应算法：从内存的起始位置开始，依次查找空闲分区，将第一个能够满足需求的空闲分区分配给进程。

最佳适应算法：在所有空闲分区中，选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。

最坏适应算法：选择空闲分区中最大的分区进行分配。

2、页面置换算法先进先出页面置换算法：选择最早进入内存的页面进行置换。

最近最久未使用页面置换算法：选择最近最长时间未被访问的页面进行置换。

时钟页面置换算法：给每个页面设置一个访问位，在页面置换时，从指针指向的页面开始扫描，选择第一个访问位为0 的页面进行置换。

五、实验步骤1、内存分配与回收算法实现定义内存分区结构体，包括分区起始地址、大小、是否已分配等信息。

实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。

编写测试程序，创建多个进程，并使用不同的算法为其分配内存，观察内存分配情况和空闲分区的变化。

2、页面置换算法模拟定义页面结构体，包括页面号、访问位等信息。

实现先进先出页面置换算法、最近最久未使用页面置换算法和时钟页面置换算法的函数。

编写测试程序，模拟页面的调入和调出过程，计算不同算法下的缺页率，比较算法的性能。

试验室的安全操作规定试验室是科学研究和实验活动的重要场所，为确保实验室工作的安全和顺利进行，必须制定一系列的安全操作规定。

下面是一个示例，供您参考。

一、实验室进出管理1. 实验室必须配备专门的入口和出口，并严格限制非实验人员的进入。

2. 凡进入实验室的人员必须经过登记，并佩戴个人防护用具，如实验服、手套、防护眼镜等。

3. 禁止携带易燃、易爆、有毒等危险物品进入实验室。

二、实验室设备及设施管理1. 实验室设备必须定期进行维护和保养，并有专门负责人进行检查和记录。

2. 实验室设施必须符合相关标准，如电力、水源等。

3. 实验台面必须保持整洁，并定期进行消毒。

三、实验物品的储存管理1. 实验物品必须按照其性质进行分类、标识和储存，防止混淆和误用。

2. 危险品必须储存在指定的安全柜或储存室内，并使用标准化容器进行包装。

3. 密闭储存的物品必须进行定期检查，以确保容器的密封性。

四、实验操作规范1. 所有的实验操作必须在专门指导人员的指导下进行。

2. 实验前必须全面了解实验步骤、操作方法和安全风险，并着装整齐、穿戴必要的个人防护用具。

3. 严禁单人在实验室进行危险性较大的实验操作，必须有人陪同。

4. 实验操作中，严禁随意离开实验台，必要时须先关闭相关设备并做好安全措施。

五、应急处理和事故报告1. 实验室应设置紧急出口和应急装置，并定期进行检查和测试。

2. 发生意外事故或异常情况时，必须立即停止实验操作，采取相应的应急措施，并向上级主管或安全管理部门报告。

3. 各类事故必须及时评估和总结，制定应对措施，以防止类似事故再次发生。

六、人员防护和卫生管理1. 实验操作者必须佩戴个人防护用具，如实验服、防护手套、防护面具等。

2. 实验室必须配备消防设备，并定期进行检查和演练。

3. 实验室必须保持干净整洁，定期进行通风和清洁。

七、废弃物的处理与回收1. 废弃物必须按照其性质进行分类、标识和包装，防止污染环境。

2. 废弃液体和固体物品必须经过专门处理或交给环保部门进行处理。

实验室生物安全考试试题和答案一、填空题 (每空0.5分，共40分)1、我国一直以来高度重视实验室生物安全工作，国家陆续颁布了一系列法律、法规和标准，包括______________________________________________、___________________________________________等。

各种菌（毒）株所需实验室的生物安全级别参见卫生部__________________________________有关规定。

2、尽管生物安全实验室内存在各种潜在感染的风险，但是随着人们认识的深入及实验室设备设施条件的改善，防范感染事件发生的能力不断得到提高。

通过开展______________________________、确定________________________和______________________、制定____________________和__________________等措施，将会减少或避免实验室感染事件的发生。

3、二级实验室适用于进行我国危害程度分类为_____________和_____________________的病原微生物检测实验活动。

4、二级实验室在一级实验室的基础上，增加了_______________、_____________________等安全设备。

5、依据现行国家标准，三级实验室由_____________、_____________和_____________三部分组成。

整个平面布局为_____________→_____________→_____________→_____________→_____________。

6、液体进行压力蒸汽灭菌时，液体体积不得超过__________________________。

应该__________________________，保证蒸汽能够进入。

7、BSL-2实验室操作规范：(1)人员进入二级实验室，需经过__________________________，并经_____________________同意，方可进入；(2) 进入实验室后，应做好_____________、___________等记录；(3) 实验室工作人员根据工作内容，在实验室生物风险评估的基础上，选择并穿戴好___________________；通常情况下，应穿上鞋套，穿防护服或反穿式隔离服，戴好帽子、口罩、手套，必要时根据操作内容可戴上防护眼镜；戴帽子时，不应___________________；(4) 二级实验室内，各种可能产生___________的操作，应在生物安全柜内或其他物理保护装置中进行；(5) 将实验所需物品放入生物安全柜，按照实验步骤进行操作；如果是两个人进行操作，相互应配合，但不能影响_____________________________； (6) 实验产生的废物，应该放在生物安全柜内的废物盒里；(7) 实验结束后，首先撤出主要实验材料，随后再撤出剩余实验用品，实验废物应放在废物处理桶中并在二级实验室内进行灭菌；(8) 撤离结束后，对安全柜内所用的物品进行消毒处理，实验废物放在废物桶中，还要对生物安全柜进行消毒处理；(9) 实验产生的废物放在____________________中进行灭菌；(10) 整个实验结束后，在实验室出口处脱去个人防护装备，脱去手套，脱去防护服，脱下防护眼镜、口罩，摘掉帽子，最后脱去鞋套；并仔细_______________；(11) 在离开二级实验室之前，需要做好________________________________。

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实验室安全管理要求实验室的各项安全直接关系研发人员的人身安全，公司财产受到损失，试验和研发能否顺利开展，因此，研发实验人员在实验室从事各类工作时，必须树立“安全第-一，预防为主”的意识，自觉遵守实验室各项规章制度，科学开展实验工作，规范实验操作流程，避免安全事故发生，确保研发实验工作顺利完成。

一、实验室安全守则1.实验室日常安全管理的监督和检查须有专人负责，凡是进入实验室的工作人员必须要参加实验室安全知识培训。

2.实验室必须严格遵守国家和公司的相关规定，需要有仪器设备的管理制度、操作规范及注意事项，仪器设备操作人员需经培训并按要求进行操作和使用仪器设备。

3.有危险性的场所、设备、设施、物品及技术操作等要有警示标识。

4.放置危险品的场所要加强安全保卫工作，根据化学药品的危险性质采取适当的安全防护措施，实验室工作人员需按规范操作并注意做好个人防护。

5.实验室产生废弃物要按照规定要求分类并分别按规定进行处理。

6.实验室保持通风，保持消防通道的通畅以及安全防护设施、设备的正常使用。

7.制订紧急事故处理的应急预案，旦发生火灾、爆炸、危险化学试剂的被盗、丢失、泄漏、严重污染等安全事故，须立即根据情况启动事故应急处理预案，并采取有效的应急措施，同时向主管上级汇报，事故的经过和处理情况应详细记录并存档备查。

二、实验室个人安全须知1.严格遵守实验室各项规章制度和仪器设备操作规程。

2.进行试验时不得穿拖鞋、短裤，女士不能穿裙子，并应把长发束好，操作感染性、有毒性或炙热物品时，必须带上防护手套。

3.严禁在实验室、库房、资料室内抽烟。

4.食品、饮料以及生活物品不得带入实验室，严禁在实验室吃东西、喝水。

5.严格执行电器安装维修规程，严禁私拉电线。

6.实验过程必须保持桌面和地板的清洁和整齐，与正在实验无关的药品、仪器和杂物不要放在实验桌面，实验室一切物品必须分类摆放整齐。

7.熟悉在紧急情况下的逃离路线和紧急疏散方法，清楚灭火器材、眼睛冲洗器的位置，铭记急救电话，禁止往水槽内倾倒杂物、强酸、强碱及剧毒有机溶剂。

实验室气瓶安全事故案例实验室气瓶是实验室中常见的气体储存容器，用于存放各种气体供实验使用。

然而，由于气瓶内压力高、气体易燃易爆等特点，一旦发生安全事故，将会造成严重的后果。

下面列举了十个实验室气瓶安全事故案例，以警示人们注意气瓶的安全使用。

1. 2015年某大学化学实验室发生气瓶爆炸事故。

当时，实验室内的一名研究生在操作气瓶时不慎打开了阀门，导致气瓶内气体突然释放，引发爆炸。

事故造成研究生受伤，实验室设备严重损坏。

2. 2016年某医院病理学实验室发生气瓶泄漏事故。

实验室内存放有大量液氮气瓶，由于使用不当和设备老化，导致气瓶发生泄漏，液氮迅速蒸发形成大量浓雾。

该事故造成实验室人员中毒和烧伤。

3. 2017年某化工企业实验室发生氧气瓶泄漏事故。

由于操作人员没有正确关闭氧气瓶阀门，导致氧气大量泄漏，引发火灾。

事故造成实验室大面积火灾，严重威胁人员生命安全。

4. 2018年某高校物理实验室发生气瓶燃烧事故。

由于实验操作不当，火焰直接接触到气瓶表面，导致气瓶燃烧起来。

事故造成了实验室火灾和设备损坏。

5. 2019年某化学研究所发生气瓶漏气事故。

实验室内存放的气瓶由于长时间未使用，气密性下降，导致气体泄漏。

事故中，实验室人员因吸入泄漏气体导致中毒。

6. 2020年某制药企业实验室发生气瓶爆炸事故。

由于气瓶内气体超压，超过了气瓶的承受能力，气瓶发生爆炸。

事故造成实验室严重损毁，设备报废。

7. 2021年某科研院所实验室发生液氨气瓶泄漏事故。

气瓶存放位置不当，被阳光直射，导致气瓶内液氨蒸发并迅速泄漏，形成有毒气体。

事故中，实验室人员中毒，部分人员严重受伤。

8. 2022年某大学生物实验室发生氧气瓶泄漏事故。

实验室内的氧气瓶由于操作不当，阀门未完全关闭，导致气体泄漏。

事故中，实验室产生大量氧气，增加了火灾的危险性，幸好及时发现并处理。

9. 2023年某化工企业实验室发生气瓶燃烧事故。

由于操作人员使用错误的气源管道连接到气瓶，导致气瓶内气体燃烧。

实验室安全考试答案实验室安全是科研、教学等工作顺利进行的重要保障。

为了提高大家对实验室安全的重视和了解，以下为您提供一份较为全面的实验室安全考试答案。

一、选择题1、在实验室中，如果被酸灼伤，应立即用大量清水冲洗，然后（）A 用抹布擦干B 涂上 3%～5%的碳酸氢钠溶液C 涂上 1%的硼酸溶液D 送往医院答案：B解析：被酸灼伤后，用大量清水冲洗，然后涂上 3%～5%的碳酸氢钠溶液中和酸。

2、下列哪种物质着火不能用水扑灭？（）A 木材B 纸张C 电器D 衣物答案：C解析：水具有导电性，电器着火用水扑灭可能会导致触电事故。

3、进行有危险性的实验时，应（）A 单人操作B 至少两人同时操作C 可以多人操作D 自行决定答案：B解析：进行危险性实验时，至少两人同时操作，以便在发生意外时能相互照应。

4、实验室内存放化学品时，应（）A 按照类别存放B 随意存放C 堆放在一起D 放在显眼位置答案：A解析：化学品应按照类别存放，便于管理和使用，同时降低安全风险。

5、使用灭火器灭火时，灭火器的喷射口应该对准火焰的（）A 上部B 中部C 根部D 任意部位答案：C解析：灭火器喷射口对准火焰根部才能有效灭火。

二、填空题1、实验室常见的安全事故有火灾、爆炸、中毒、（）和触电等。

答案：灼伤2、进入实验室必须穿戴（）、手套、护目镜等防护用品。

答案：实验服3、处理废弃化学品时，应遵循（）原则，尽量减少对环境的污染。

答案：分类回收4、发生火灾时，应首先拨打（）报警电话。

答案：1195、高压气瓶应存放在（）、通风良好的地方。

答案：阴凉三、判断题1、在实验室可以随意品尝化学药品。

（）答案：错误解析：化学药品多数具有毒性，严禁品尝。

2、实验结束后，仪器设备可以不用关闭。

（）答案：错误解析：实验结束后，必须关闭仪器设备，以防止意外发生。

3、可以用湿手触摸电器设备。

（）答案：错误解析：湿手触摸电器设备容易触电。

4、闻到刺鼻气味时，应立即开窗通风。

《操作系统》课程综合性的实验报告一、实验目的本次《操作系统》课程的综合性实验旨在通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理、功能和运行机制。

具体目标包括熟悉操作系统的进程管理、内存管理、文件系统管理以及设备管理等核心模块，提高对操作系统的整体认知和应用能力。

二、实验环境本次实验在以下环境中进行：操作系统：Windows 10 专业版开发工具：Visual Studio 2019编程语言：C+＋三、实验内容及步骤（一）进程管理实验1、创建多个进程使用 C+＋中的多线程库，创建多个进程，并观察它们的并发执行情况。

通过设置不同的优先级和资源需求，研究进程调度算法对系统性能的影响。

2、进程同步与互斥实现生产者消费者问题，使用信号量、互斥锁等机制来保证进程之间的同步和互斥。

观察在不同并发情况下，数据的正确性和系统的稳定性。

（二）内存管理实验1、内存分配与回收模拟内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。

通过随机生成内存请求，观察不同算法下内存的利用率和碎片情况。

2、虚拟内存管理研究虚拟内存的工作原理，通过设置页面大小和页表结构，观察页面置换算法（如 FIFO、LRU 等）对内存访问性能的影响。

（三）文件系统管理实验1、文件操作创建、读取、写入和删除文件，了解文件系统的基本操作和数据结构。

2、文件目录管理实现文件目录的创建、遍历和搜索功能，研究目录结构对文件访问效率的影响。

（四）设备管理实验1、设备驱动程序模拟编写简单的设备驱动程序，模拟设备的输入输出操作，如键盘输入和屏幕输出。

2、设备分配与调度研究设备分配算法，如先来先服务和优先级算法，观察设备的使用情况和系统的响应时间。

四、实验结果与分析（一）进程管理实验结果分析1、在创建多个进程的实验中，发现高优先级进程能够更快地获得CPU 资源，系统响应时间更短。

但过度提高某些进程的优先级可能导致其他进程饥饿。

2、对于进程同步与互斥问题，正确使用信号量和互斥锁能够有效地保证数据的一致性和系统的稳定性。

python实验中的不足之处
Python 是一种流行的编程语言，具有许多优点，但在实际使用中也存在一些不足之处，例如：
1. 运行速度较慢：Python 的解释型语言特性使得它在运行速度上相对较慢，尤其是在处理大型数据或计算密集型任务时。

这可能会限制它在某些对性能要求较高的应用中的使用。

2. 内存管理问题：Python 的内存管理机制相对复杂，尤其是在处理大型数据结构或对象时。

不正确的内存使用可能导致内存泄漏和性能问题。

3. 多线程编程的限制：Python 的内置多线程支持是通过全局解释器锁 GIL）实现的，这意味着在同一时刻只能有一个线程执行 Python 代码。

这对于需要高并发处理的应用可能会造成限制。

4. 版本兼容性问题：Python 的不同版本之间可能存在语法和库的不兼容性。

这可能导致在迁移代码到新版本或与其他项目集成时出现问题。

5. 命名空间污染：Python 中的全局命名空间是一个共享的空间，所有模块和函数都可以访问。

这可能导致命名冲突和命名空间污染，尤
其是在大型项目中。

这些不足之处并不是 Python 的致命缺陷，而是在特定情况下可能会遇到的问题。

对于大多数应用来说，Python 的优点远远超过了这些不足之处，使其成为一种广泛使用的编程语言。

软件学报ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail:************.cn Journal of Software,2021,32(4):988-1005 [doi: 10.13328/ki.jos.006225] ©中国科学院软件研究所版权所有. Tel: +86-10-62562563*基于深度学习的混合模糊测试方法Array高凤娟1,2, 王豫1,2, 司徒凌云3, 王林章1,21(计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学),江苏南京 210023)2(南京大学计算机科学与技术系,江苏南京 210023)3(南京大学信息管理学院,江苏南京 210023)通讯作者: 王林章,E-mail:**************.cn摘要: 随着软件技术的快速发展,面向领域的软件系统在广泛使用的同时带来了研究与应用上的新挑战.由于领域应用对安全性、可靠性有着很高的要求,而符号执行和模糊测试等技术在保障软件系统的安全性、可靠性方面已经发展了数十年,许多研究和被发现的缺陷表明了它们的有效性.但是,由于两者的优劣各有不同,将这两者相结合仍是近期热门研究的话题.目前的结合方法在于两者相互协助,例如,模糊测试不可达的区域交给符号执行求解.但是,这些方法只能在模糊测试(或符号执行)运行时判定是否应该借助符号执行(或模糊测试),无法同时利用这两者的优势,从而导致性能不足.基于此,提出基于深度学习,将基于符号执行的测试与模糊测试相结合的混合测试方法.该方法旨在测试开始之前就判断适合模糊测试(或符号执行)的路径集,从而制导模糊测试(或符号执行)到达适合它们的区域.同时,还提出混合机制实现两者之间的交互,从而进一步提升整体的覆盖率.基于LA V A-M中程序的实验结果表明,所提方法相对于单独符号执行或模糊测试,能够提升20%+的分支覆盖率,增加约1~13倍的路径数目,多检测出929个缺陷.关键词: 软件测试;深度学习;路径表示;符号执行;模糊测试;混合测试中图法分类号: TP311中文引用格式: 高凤娟,王豫,司徒凌云,王林章.基于深度学习的混合模糊测试方法.软件学报,2021,32(4):988-1005. http:// /1000-9825/6225.htm英文引用格式: Gao FJ, Wang Y, Situ LY, Wang LZ. Deep learning-based hybrid fuzz testing. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2021,32(4):988-1005 (in Chinese). /1000-9825/6225.htmDeep Learning-based Hybrid Fuzz TestingGAO Feng-Juan1,2, WANG Yu1,2, SITU Ling-Yun2,3, WANG Lin-Zhang1,21(State Key Laboratory for Novel Software Technology (Nanjing University), Nanjing 210023, China)2(Department of Computer Science and Technology, Nanjing University, Nanjing 210023, China)3(School of Information Management, Nanjing University, Nanjing 210023, China)Abstract: With the rapid development of software techniques, domain-driven software raises new challenges in software security and robustness. Symbolic execution and fuzzing have been rapidly developed in recent decades, demonstrating their ability in detecting software bugs. Enormous detected and fixed bugs demonstrate their feasibility. However, it is still a challenging task to combine the two methods due to their corresponding weakness. State-of-the-art techniques focus on incorporating the two methods such as using symbolic execution to solve paths when fuzzing gets stuck in complex paths. Unfortunately, such methods are inefficient because they have to*基金项目: 国家自然科学基金(62032010); 江苏省研究生科研与实践创新计划Foundation item: National Natural Science Foundation of China (62032010); Postgraduate Research & Practice InnovationProgram of Jiangsu Province本文由“面向领域的软件系统构造与质量保障”专题特约编辑潘敏学教授、魏峻研究员、崔展齐教授推荐.收稿时间:2020-09-13; 修改时间: 2020-10-26; 采用时间: 2020-12-19; jos在线出版时间: 2021-01-22高凤娟等:基于深度学习的混合模糊测试方法989switch to fuzzing (resp. symbolic execution) when conducting symbolic execution (resp. fuzzing). This paper presents a new deep learning-based hybrid testing method using symbolic execution and fuzzing. This method tries to predict paths that are suitable for fuzzing (resp. symbolic execution) and guide the fuzzing (resp. symbolic execution) to reach the paths. To further enhance the effectiveness, a hybrid mechanism is proposed to make them interact with each other. The proposed approach is evaluated on the programs in LAVA-M, and the results are compared with that using symbolic execution or fuzzing independently. The proposed method achieves more than 20% increase of branch coverage, 1 to 13 times increase of the path number, and uncover 929 more bugs.Key words: software testing; deep learning; path representation; symbolic execution; fuzzing; hybrid testing软件是推动新一代信息技术发展的驱动力,随着物联网、云计算、人工智能等技术的快速发展,面向这些领域的软件不断发展.但是,相应地,与之而来的是软件质量保障、软件安全性等问题.领域软件面临的挑战不仅是软件数目的增加,更主要的是,由于领域应用有其自身特点,例如工控、制造等领域往往具备动态组织单元、网络泛在、数字孪生等特征,对生产效率和安全性也有着更高的要求.软件缺陷,作为从软件诞生就存在的问题,至今依旧威胁着领域软件的鲁棒性和安全性.软件缺陷(software defect)产生于开发人员的编码过程,软件开发过程不合理或开发人员的经验不足,均有可能产生软件缺陷.而含有缺陷的软件在运行时可能会产生意料之外的不良后果,严重时会给企业造成巨大的经济损失,甚至会威胁到人们的生命财产安全.因此,越早发现软件缺陷,越能降低修复缺陷的代价.模糊测试和基于符号执行的测试方法是当前主流的、有效的缺陷检测方法.模糊测试(fuzzing)是通过向被测程序不断提供非预期的输入并监视该程序是否出现异常,从而达到探测软件缺陷的目的,是一种基于缺陷注入的自动软件测试技术.它使用大量自动生成的测试用例作为应用程序的输入,以发现应用程序中可能存在的安全缺陷,比如缓冲区溢出.符号执行(symbolic execution)是一种程序分析技术.其可以通过分析程序来得到执行特定程序路径的输入.在使用符号执行分析一个程序时,该程序会使用符号值作为输入,而非一般执行程序时使用的具体值.在达到目标代码时,分析器可以得到相应的路径约束,然后通过约束求解器得到可以触发目标代码的具体输入.这两种方法都存在一定的局限性.模糊测试方法由于无法意识到路径条件,所以,如果遇到窄约束的情况(如两个字符串是否相等),则无法高效地覆盖此路径[1].相比之下,基于符号执行的测试方法则由于路径爆炸以及约束求解等问题,虽然能处理窄约束,但却无法全面、快速地覆盖程序空间[2](比如较深的程序位置).目前,有一些针对基于符号执行的测试和模糊测试相结合的方法[1-7],这些方法主要都是在其中一种方法遇到瓶颈时借助另一种方法来克服.例如,Driller[1]是在模糊测试时,当遇到特殊边界条件(比如满足特定输入的窄路径)无法继续探索时,则借助符号执行技术求解该路径,再将求解出的结果返回模糊测试.但是,这些方法都存在一个效率问题,即只能在其中一种方法遇到困难时才去调用另一种方法,这样会降低效率.为了解决该效率问题,我们提出名为SmartFuSE(SMART FUzzing and symbolic execution)的基于深度学习的、将基于符号执行的测试与模糊测试相结合的混合测试方法.给定一个程序,构造该程序的路径的图表示,通过神经网络模型预测路径是适合模糊测试还是适合符号执行.对于适合符号执行的路径集,则制导符号执行,优先执行该路径集.对于适合模糊测试的路径集,同样通过制导模糊测试工具尝试优先执行该路径集.同时,我们还提出混合机制以完成基于符号执行的测试与模糊测试的交互,从而进一步提升整体的覆盖率.我们针对LAVA-M中的4个程序进行测试,实验结果表明,我们的方法相对于单独通过模糊测试或符号执行的方法能够提升20%+的分支覆盖率,增加约1~13倍的路径数目,多检测到929个缺陷.总而言之,本文的主要贡献如下:∙提出了基于深度学习的符号执行与模糊测试的路径预测方法;∙提出了制导的符号执行和制导的模糊测试方法,制导符号执行(或模糊测试)优先探索模型预测出的适合符号执行(或模糊测试)的路径集;∙提出了通过结合基于符号执行的测试和模糊测试的混合测试方法;∙开发了原型工具SmartFuSE,通过实验体现SmartFuSE的有效性.本文第1节介绍相关背景,包括符号执行、模糊测试技术和图神经网络.第2节介绍SmartFuSE的方法框990 Journal of Software软件学报 V ol.32, No.4, April 2021架.第3节介绍如何进行数据表示和数据收集以训练图神经网络模型.第4节介绍如何基于图神经网络模型制导符号执行和模糊测试的混合测试过程.第5节介绍工具实现,并通过实验评估SmartFuSE的有效性和性能.第6节介绍相关工作.第7节对本文工作进行总结.1 相关背景1.1 符号执行符号执行技术是一种常用的软件分析技术,最早是由King等人于1975年左右提出[8].目前,KLEE[9]是应用得最为广泛的符号执行引擎之一.符号执行的关键思想就是,用符号值代替具体值作为输入,并用符号表达式来表示与符号值相关的程序变量的值.在遇到程序分支指令时,程序的执行也相应地搜索每个分支,分支条件被加入到符号执行保存的程序状态的π中,表示当前路径的约束条件.在收集了路径约束条件π之后,使用约束求解器来验证约束的可满足性,以确定该路径是否可达.若该路径约束可解,则说明该路径是可达的,将会继续探索该路径;反之,则说明该路径不可达,将会结束对该路径的继续探索.对于图1所示的示例,通过对main函数入口参数进行符号化,符号执行将符号地执行程序.当执行到第4行的if语句时,符号执行将为两个分支各分化出一个状态,并在true分支的状态中增加路径约束x*len==30,在false 分支的状态中增加路径约束x*len!=30.这样,随着执行路径越来越深,符号执行状态中的路径约束也会越来越复杂,约束求解也会更加耗时.尤其是在执行第12行的循环语句时,还会导致状态爆炸问题,可能会导致符号执行无法很好地继续深入探索其他路径空间.1.int foo (int x, char* y) {2.int len, t=0, r=0;3. len=strlen(s);4.if (x*len==30) {5.t=x;6.}7.else {8.if (strcmp(s,"abc")==0) {9.t=x 3;10.}11.}12.for (int i=0;i<y;i++){13.r+=i;14.}15.if (r>t)16.return r;17.else18.return t;19.}20.21.int main(int argc, char** argv) {22.int a, b;23.char c[8];24. FILE *fp=fopen(argv[1], "r"); // read mode25.fscanf(fp, "%d %d %s", &a, &b, c);26. fclose(fp);27.return foo(a, b, c);28.}Fig.1 Example program图1 示例程序1.2 模糊测试模糊测试(fuzz testing,简称fuzzing)是一种常用的软件测试技术,最早是由Millor等人于1988年提出[10,11],其核心思想是将自动或半自动生成的随机数据输入到一个程序中,并监视程序是否异常,若发生崩溃、断言(assertion)失败,即可发现可能的程序错误,比如内存泄漏.模糊测试常常用于检测软件或计算机系统的安全缺高凤娟 等:基于深度学习的混合模糊测试方法991陷.模糊测试是一个自动或半自动的过程,这个过程包括反复操纵目标软件并为其提供处理数据.模糊测试过程的关键是模糊测试用例的生成方法,用于生成模糊数据的工具可称为模糊器.AFL(American fuzzy lop)[12]是由安全研究员Zalewski 开发的一款基于覆盖引导(coverage-guided)的模糊测试工具,是目前应用最为广泛的模糊测试工具之一.AFL 通过在编译时对代码进行插桩,以记录代码覆盖率.然后对输入队列中的测试用例按照特定的策略进行变异,比如位翻转、字节拷贝、字节删除等操作.如果变异后的输入可以增加代码覆盖,则保留该输入到输入队列中.上述过程一直重复进行,直到执行触发到crash,将报告并记录相应的测试用例.对于图1所示的示例,AFL 通过模糊测试将能够在数秒内生成可覆盖到第5行代码的输入,即if (x*len== 30)的true 分支.但是,对于第10行代码,即if (strcmp(s,"abc")==0)的true 分支,AFL 在10个小时内都无法生成能够覆盖到该代码的测试输入. 1.3 图神经网络我们借助图神经网络的变种,即门控图神经网络(gated graph neural network,简称GGNN).GGNN 是一种基于图神经网络的模型,它采用与门控递归单元(GRU ——LSTM 的变种,可以解决远距离依赖)类似的门控机制来扩展这些架构.这允许通过反向传播过程来学习网络.我们首先介绍GNN.定义图G =(V ,E ,M ),V 为节点,E 为边,M 是向量的集合,即(μv 1,…,μvm ),其中,μv 1是实数,用于记录节点v 在图中的表示.GNN 通过如下传播规则更新每个节点的表示:()(1)(){}(),{1,2,...,}l l u h u N k K κυμμυ+=∈∈ (1)具体而言,节点v 的新的表示是通过整合计算相邻节点的表示(向量形式)而得到的.N k (v )是与v 相连接的,并且边的类型为k 的所有相邻节点.即N k (v )={u |(u ,v ,k )∈ε}⋃{u |(v ,u ,k )∈ε}.随后,对,v V ∀∈重复该过程L 次,以更新u v 为().L v u 多数GNN 通过为不同类型的边计算单独的表示,再将这些表示合并得到最终的节点表示[13].(1),()12(),{1,2,...,}k l k l u u N u W k K υυσμ+∈⎛⎫=∀∈ ⎪⎝⎭∑(2)()(1)(),1(),2(),23,,...,l l l l Ku u u u W υσμμμ+⎡⎤=⎣⎦ (3)(0)1u W u υυ= (4)公式(4)表示初始的情况,即l 为0并且μv 是初始的向量.W 1、W 2和W 3这3个矩阵是需要被学习的变量,σ1和σ2是非线性激活函数.为了进一步提高模型的能力,Li 等人[14]提出了门控图神经网络(GGNN),主要差别在于使用了(gated recurrent unit,简称GRN)[15]作为公式(1)中h 的实例化.如下两个公式解释了GGNN 是如何工作的.()()()l l uu N m f υυμ∈=∑ (5)()(1)(),l l l u GRU m υυμμ+= (6)为了更新节点v 的表示,如公式(5),将会对节点v 的所有相邻节点N (v )的表示使用f (·)函数(例如线性函数)并求和计算得到消息l m υ .然后,如公式(6),GRU 基于lm υ 和当前节点v 的表示()l v μ来计算下一步新的表示(1)l v μ+.类似地,这个传播过程会重复一个特定次数.最后,使用最后一步得到的节点表示作为这个节点的最终表示.2 SmartFuSE 方法框架SmartFuSE 框架如图2所示,主要分为两部分:模型训练模块和混合测试模块.在模型训练模块,我们先收集一定的样本,样本是路径的集合和到达每条路径时符号执行和模糊测试分别所需时间(无法到达时,时间为无限大).借助已经收集到的样本信息,SmartFuSE 首先依据路径信息对路径进行编码,用图的方式表示该路径.最后,借助图神经网络模型针对样本进行训练.该模块的输出是一个已经训练完毕的模型.992 Journal of Software软件学报 V ol.32, No.4, April 2021Fig.2 The overall framework of our method图2 本文方法框架图在混合测试模块,该模块的输入是某个被测程序,针对该被测程序,由于路径数目庞大,我们先只抽取一定深度的路径,然后在更深处的路径中只选取部分路径,以控制需要预测的路径数目.在抽取了路径之后,针对分析出的路径,SmartFuSE借助模型训练模块得到的模型预测每条路径是符合模糊测试还是符号执行.针对所有适合模糊测试的路径,SmartFuSE制导模糊测试向着这些路径执行.如果适合符号执行,那么SmartFuSE会制导符号执行优先以这些路径作为目标.由于预测的不准确性,会导致某些适合模糊测试(符号执行)的方法被传递给符号执行(模糊测试).所以,为了进一步提升性能,SmartFuSE将预测出的适合模糊测试(符号执行)的路径集中,而模糊测试(符号执行)无法覆盖的路径传递给符号执行(模糊测试),即路径交换,以尝试遍历该路径,以此进一步提升覆盖率.3 模型训练我们将依次介绍样本数据集收集的方式、路径编码和GGNN神经网络.3.1 数据集在机器学习中,数据集占据着十分重要的地位,如何有效地生成数据集是一个难点.一般都会使用已有的数据集,既可以提供基本的数据,也可以作为评估实验效果的基准.但是,当前没有发现针对符号执行或模糊测试的数据集.因此,为了收集用于训练模型的数据,需要在已有的项目上收集、分析数据.我们将收集的数据表示为一个3元组:〈Path,SE_Time,Fuzz_Time〉,其中,Path=(l1,l2,…,l n)表示程序中的一条路径,l i(i∈{1,…,n})表示该路径覆盖的代码行,信息包括代码行所在的文件名以及具体行号.SE_Time是符号执行首次覆盖路径Path所需要的时间.类似地,Fuzz_Time是模糊测试首次覆盖路径Path所需要的时间.如果在指定的时间内某种方法没有被覆盖,则对应的覆盖时间为正无穷.在无循环的情况下,一个Path表示的路径能够与其他Path不相关.但是,在有循环的情况下,循环体执行的次数会生成多个Path,这些路径由于只有循环体重复次数不同,具有相关性,并且会大幅度地增加数据集的数据量,从而影响其他数据的比例.因此,为了解决这个问题,我们将会通过一个配置项来限制具有相关性的Path的数目,默认为3.高凤娟等:基于深度学习的混合模糊测试方法9933.2 程序执行路径表示本文基于抽象语法树(AST),在控制流和数据流之上构造程序路径的表示,并将到达的路径染色,以区分未被覆盖的路径.本文使用图G=〈V,E〉表示一条程序路径Path的路径表示图.每一个节点V对应一个AST节点,节点的类型包括FunctionDecl、UnaryOperator、BinaryOperator、IfStmt、ForStmt、WhileStmt等.每一条边E 表示节点之间的关系,所有边的类型包括:AST边、控制流边、数据依赖边和路径标识边.控制流边即控制流图(CFG)中的边.针对控制流边的表示,SmartFuSE依据执行路径,抽取该路径下的函数调用关系.再依据该调用关系分析每个函数的控制流图.依据函数调用关系连接这些控制流图会得到一个整体的控制流图,该控制流图称为函数间控制流图(ICFG).随后,SmartFuSE进一步在函数间控制流图上分析数据依赖关系.针对其中的每一个变量,SmartFuSE都会增加与该变量的数据依赖边.这些依赖关系在函数间控制流图上是通过额外的边表达出来的.除此之外,我们引入路径标识边,用于表示该路径具体执行了哪些语句.如果路径标识边和控制流边同时存在,则只保留路径标识边,用于表示执行路径的染色信息.程序路径的图表示构造过程如算法1所示.首先,基于AST构造函数间控制流图ICFG(行1),然后在ICFG 上分析数据依赖关系[16],并加入数据依赖边,构成新的图DF-ICFG(行2).之后,除Path中的l1之外,针对Path中的每一个行号l,抽取对应的控制流节点bb,其前一行prevLine的控制流节点为prevbb,将在DF-ICFG中增加从prevbb到bb的路径标识边(行4~行12).最后,通过trimGraph只保留包含路径标识边的CFG,否则,在ICFG中删除对应的CFG,得到最终的程序路径Path的图表示PathGraph(行13).算法1. 程序路径的图表示构造算法.函数:buildPathGraph(Path,AST)输入:Path,AST;输出:PathGraph.①ICFG=buildInterProcCFG(AST);②DF-ICFG=addDataFlowEdges(ICFG);③prevbb=∅④for each l in Path do⑤ bb=getCFGNode(l);⑥if l is Path.l1 then⑦prevbb=bb;⑧continue;⑨done⑩ replaceCFGEdgeByPathEdge(DF-ICFG,prevbb,bb);⑪ prevbb=bb;⑫Done⑬PathGraph=trimGraph(DF-ICFG);如下文的图3即为图1示例程序中的函数foo中某一条执行路径(覆盖的代码行为〈4,8,9,12,15,16〉)的路径表示,其中的节点对应于AST节点,不带箭头的边为AST中的边,实线箭头的边表示控制流边,红色实线空心箭头的边表示路径标识边,绿色虚线箭头的边表示数据依赖边.4 混合测试混合测试模块分为3部分:路径抽取和路径分类、制导的符号执行以及制导的模糊测试.4.1 路径抽取和路径分类由于程序路径数目往往极大,无法穷尽所有路径.所以,为了效率起见,SmartFuSE选择抽取程序的部分路994 Journal of Software 软件学报 V ol.32, No.4, April 2021径.如算法2所示,SmartFuSE 依据预先设定的路径深度depth ,使用extractPathsByStmtCov 策略遍历所有到达该深度的路径(行6~行7).extractPathsByStmtCov 表示通过随机选择语句的方式抽取能够达到语句覆盖的路径集合.但是,某个特定深度路径下的路径,其更深的路径信息也会有重要的参考价值.所以,针对每一条到达特定深度的路径,SmartFuSE 分析更深路径下的路径,但会降低抽取路径的要求,以减少抽取的路径数目.这里采用extractPathsByBranchCov 策略,即通过随机选择分支的方式抽取能够达到分支覆盖的路径集合(行9). 通过路径抽取,得到路径集合.然后将按照算法1,对集合中的每一条路径构造图表示.针对抽取出的路径的图表示,SmartFuSE 将用训练完毕的模型预测这些图,预测的路径分数以二元组(X ,Y )表示,X 表示适合模糊测试的分数,而Y 表示适合符号执行的分数,两者之和等于1.我们定义3种路径分类结果,适合模糊测试(X >Y )、适合符号执行(X <Y )和不确定(X Y ).不确定是指X 和Y 的值相差很小(如小于0.05).如果适合某种方法,则将该路径信息传递给这种方法.如果是不确定,则同时传递给两种方法.我们将分类为适合符号执行的路径构成路径集SEPathSet,将分类为适合模糊测试的路径构成路径集FuzzPathSet.Fig.3 Example of path representation图3 路径表示示例算法2 .路径抽取算法. 函数:extractPaths(AST,depth) 输入:AST,depth;高凤娟等:基于深度学习的混合模糊测试方法995输出:PS(Path set).① CG=buildCallGraph(AST);②topoOrder=sortByTopologicalOrder(CG);③pathMap={}④for each fun in topoOrder do⑤ CFG=buildCFG(fun);⑥if CGDepth(fun)<=depth then⑦ Paths=extractPathsByBranchCov(CFG);⑧else⑨ Paths=extractPathsByStmtCov(CFG);⑩done;⑪ pathMap[fun]=Paths;⑫done⑬PS=combinePathsByTopoOrder(pathMap);⑭saveInFile(PS)4.2 制导的符号执行在预测出适合符号执行的路径集SEPathSet后,SmartFuSE将制导符号执行优先探索该路径集.其核心思路是在传统的符号执行基础之上,增加路径集作为输入,为与这些目标路径相关的执行状态赋予更高的优先级,以此达到优先探索分析目标路径的目的.如算法3所示,制导的符号执行将路径抽取和路径分类预测得到的适合符号执行的路径集SEPathSet作为输入.每次符号执行从状态池中选择一个优先级最高的状态进行执行,如果状态池中的所有状态优先级都相同,则按照符号执行引擎中的搜索策略(比如DFS、BFS、random path、random state等)选择状态(GuidedSymbolicExecution⑥).在执行到分支语句时(ExecuteInstruction①),复制状态赋给两个分支(ExecuteInstruction②-⑤),并更新两个状态的优先级(ExecuteInstruction⑥-⑦).即对于每一个状态,判断其基本块的第1条语句是否在路径集SEPathSet中,如果该分支在路径集中,则提升其对应的执行状态的优先级(UpdatePrioriy①②).算法3. 符号执行制导算法.函数:GuidedSymbolicExecution()输入:SEPathSet;GuidedSymbolicExecution()①ExecutionStatePool=∅;②AddedStateSet=∅;③RemoveStateSet=∅;④ExecutionStatePool.add(initialState);⑤while ExecutionStatePool.size>0 && !TIMEOUT do⑥ state=selectState(ExecutionStatePool);⑦ ExecuteInstruction(state);⑧ UpdateState(ExecutionStatePool,AddedStateSet,RemoveStateSet);⑨doneExecuteInstruction(ExecutionState state)①if state.pc.instructionType==FORK then② state2=fork(state);996 Journal of Software软件学报 V ol.32, No.4, April 2021③ state.pc=state.pc.trueBranchStmt;④ state2.pc=state.pc.falseBranchStmt;⑤ AddedStateSet.add(state2);⑥ UpdatePrioriy(state);⑦ UpdatePrioriy(state2);⑧Other operations in traditional symbolic execution...⑨doneUpdatePrioriy(ExecutionState state)①if SEPathSet.contains(state.pc.stmtLabel) then② state.priority++;③donedone4.3 制导的模糊测试同样,在预测出适合模糊测试的路径集FuzzPathSet后,SmartFuSE将制导模糊测试优先探索该路径集.其核心思想是,程序中FuzzPathSet的路径经过次数越多的节点,拥有更高的权重;通过对新产生的测试用例经过的路径节点计算总权重可知,总权重越高,优先级就越高.模糊测试每次选择优先级最高的测试用例作为输入进行下一轮的模糊测试.具体制导过程如算法4所示,制导的模糊测试以目标路径的集合FuzzPathSet作为输入.首先,SmartFuSE将会为程序中每一个节点计算权重(GuidedFuzzing①),将每一个节点的权重初始化为0,然后对于每一个节点V,若FuzzPathSet经过该节点的路径数目为N,则节点V的权重为N(initWeight①~⑧).然后为测试输入列表Seeds 中的每一个种子seed计算其优先级(GuidedFuzzing③~④),首先获取原模糊测试工具为该种子计算的优先级,并把该值标准化到[0,1]区间的值(记为v)作为FuzzPathSet中seed的初始优先级(computePriority①);然后在v 的基础上,增加该种子经过路径上的节点的权重之和,作为该种子的最终优先级(computePriority②~⑤).这样可以制导模糊测试优先探索FuzzPathSet的路径,当FuzzPathSet中的路径探索完之后就会按照原模糊测试工具计算的优先级选择种子进行后续的模糊测试.在计算得到测试输入列表Seeds中的每一个种子的优先级后,选取优先级最高的种子selectedSeed(GuidedFuzzing⑥),对selectedSeed进行变异操作得到新的测试输入newSeed (GuidedFuzzing⑦),并将selectedSeed从Seeds中移除(GuidedFuzzing⑧).随后执行新的测试输入newSeed,如果newSeed可以覆盖新的代码分支,则将newSeed加入到测试输入列表Seeds中(GuidedFuzzing⑨~⑪).同时,如果newSeed经过的路径在FuzzPathSet中,则将该路径上的所有节点的权重减1(GuidedFuzzing).这样可以不再重复制导模糊测试去探索FuzzPathSet中已经覆盖过的路径.当程序中所有节点的权重都减少到0时,意味着已经完成了FuzzPathSet中所有路径的覆盖.此后,根据computePriority中的算法,将使用原模糊测试工具计算的优先级选择种子进行后续的模糊测试,即尝试覆盖SmartFuSE尚未覆盖到的新的代码和分支.算法4. 模糊测试制导算法.函数:GuidedFuzzing输入:P,FuzzPathSet,Seeds;①initWeight (FuzzPathSet,P);②while !TIMEOUT or Seeds != do③for each seed in Seeds do④ priority[seed]=computePriority(seed);⑤done⑥ selectedSeed=selectHighestPriority(Seeds);⑦ newSeed=mutate(selectedSeed);⑧ Seeds.remove(selectedSeed);。

2025年招聘故障分析工程师面试题与参考回答(某世界500强集团)(答案在后面)面试问答题（总共10个问题）第一题题目：请描述一下您如何使用日志文件来诊断一个软件系统中的问题。

在您的描述中，请包括您通常查找的日志级别、可能的错误模式以及如何根据这些信息进一步排查问题的方法。

第二题题目：请描述一次你处理过的最复杂的故障分析案例。

详细说明故障现象、你的分析过程、采取的解决措施以及最终的结果。

第三题题目：在处理一个复杂的系统故障时，你如何确定问题的根本原因？请描述你的分析步骤，并举例说明你是如何在过去的工作中应用这些步骤来解决实际问题的。

第四题题目：请结合您过往的工作经验，详细描述一次您处理故障分析案例的过程，包括故障发现、诊断、定位、解决方案的制定以及实施过程。

请特别强调在处理过程中遇到的挑战以及您是如何克服这些挑战的。

第五题题目：请您描述一下，在面对一个复杂系统中的突发故障时，您通常会遵循怎样的步骤来进行故障定位与解决？在您的职业生涯中，是否有过类似的案例可以分享？第六题题目：请您描述一次您在解决复杂故障分析问题时遇到的挑战，以及您是如何克服这些挑战的。

第七题题目：在故障分析中，您如何确定一个系统故障的根本原因？请描述您的步骤，并举例说明。

第八题题目：请简述您在过往工作中遇到的最为复杂的故障分析案例，包括故障现象、故障原因分析过程以及最终解决方案。

在分析过程中，您如何与团队成员协作，如何利用现有资源和工具，以及您在处理该故障时的关键思考点。

第九题题目：在您过去的工作经历中，遇到过最复杂的故障是什么？您是如何诊断并解决这个问题的？第十题题目：请描述一次您在处理故障分析过程中遇到的复杂情况，包括故障现象、您采取的解决步骤、最终解决方案以及您从中学到的经验教训。

2025年招聘故障分析工程师面试题与参考回答(某世界500强集团)面试问答题（总共10个问题）第一题题目：请描述一下您如何使用日志文件来诊断一个软件系统中的问题。

memeres86测试介绍有很多测试内存的软件。

但是，许多测试只是将一些模式套用到内存上，而没有对内存体系结构或如何最好地检测错误进行深入思考或了解。

这对于硬盘故障很有效，但很少发现间歇性错误。

基于 BIOS 的内存测试对于查找间歇性内存错误毫无用处。

存储芯片由大量紧密堆积的存储单元组成，每位数据一个。

绝大多数间歇性故障是这些存储单元之间相互作用的结果。

通常，写入存储单元会导致相邻单元之一被写入相同的数据。

有效的内存测试将尝试测试这种情况。

因此，测试内存的理想策略如下：用零写一个单元格一次，一次或多次写入所有相邻的单元格检查第一个单元格是否仍为零很明显，这种策略需要对存储单元在芯片上的布局有确切的了解。

另外，针对不同芯片类型和制造商的芯片布局的数量是无止境的，这使得该策略不切实际。

但是，有些测试算法可以达到理想状态。

MemTest86测试算法MemTest86使用两种算法，可以合理地近似上述理想的测试策略。

这些策略中的第一个称为移动反演。

移动反演测试的工作方式如下：用模式填充内存从最低地址开始检查图案没有改变写出图案补全增加地址重复从最高地址开始检查图案没有改变写出图案补全递减地址重复该算法非常适合理想的内存测试，但是存在一些限制。

今天，大多数高密度芯片都存储4至16位宽的数据。

对于超过一位宽的芯片，不可能仅选择性地读取或写入一位。

这意味着我们不能保证已经测试了所有相邻单元格的相互作用。

在这种情况下，我们能做的最好的事情就是使用一些模式来确保所有相邻单元至少已被写入所有可能的一和零组合。

还可以看到，缓存，缓冲和乱序执行将干扰移动反演算法，并降低效率。

可以关闭高速缓存，但是不能禁用新的高性能芯片中的内存缓冲。

为了解决这个限制，我创建了一种新的算法Modulo-X。

此算法不受缓存或缓冲的影响。

该算法的工作原理如下：对于0-20的起始偏移量每20个位置写一个图案用模式补写其他所有位置重复一次以上每20个位置检查一次图案该算法完成与移动反转几乎相同级别的邻接测试，但不受缓存或缓冲的影响。

Bug类型解析及其常见实例介绍软件测试中，bug的类型有很多种，⽐如：代码错误、界⾯优化、设计缺陷、需求补充和⽤户体验等；⼀般情况下，需求补充和设计缺陷⽐较好区分，但是代码错误、界⾯优化和⽤户体验区分不是很明显；下⾯我们就来说说这三者，顺带整理⼀些常见的这些类型的bug实例。

代码错误代码错误通俗易懂，简单的来说，就是程序员在设计作品的时候，创作和写出来的编程代码是错误的，⽐如说⽅法、函数等等，实现不了需要的功能或者是实现了错误的功能。

实例如下：1、操作或使⽤某⼀功能时，导致程序异常退出，或其余功能⽆法使⽤，或造成经常性死机和重启；2、内存泄漏；3、⽤户数据丢失或破坏；4、系统崩溃、死机、冻结；5、程序或模块⽆法正常启动或异常退出；6、严重的数值计算错误；7、功能设计与需求严重不符；8、导致其它功能⽆法使⽤的错误；9、按键操作错误或失灵；10、功能未实现；11、功能错误12、系统刷新错误；13、语⾳或数据通讯错误；14、提⽰信息错误等界⾯优化界⾯优化顾名思义就是操作界⾯的优化。

⽤户界⾯的功能模块的布局是否合理、整体风格是否⼀致、各个控件的放置位置是否符合客户使⽤习惯，界⾯操作便捷性、导航是否简单易懂；设计的风格和展现效果是否符合设计图等等。

常见实例有：1、设计风格和展现效果与设计图不符；2、字符串显⽰不统⼀，3、拼写、对齐类的错误、UI图标、⽂字性错误；4、界⾯显⽰不美观；5、信息被遮挡，位置有错误；6、图⽚错位，⽂字排列不整齐等问题；⽤户体验⽤户体验是⼀种纯主观在⽤户使⽤产品过程中建⽴起来的感受。

但是对于⼀个界定明确的⽤户群体来讲，其⽤户体验的共性是能够经由良好设计实验来认识到的。

简单的来说，就是产品和⽤户之间的⼈机交互情况，是否友好，是否合理等；实例有：1、辅助说明描述不清楚；2、操作时未给⽤户提⽰；3、可输⼊区域和只读区域没有明显的区分标志；4、个别不影响产品理解的错别字；5、⽂字排列不整齐等⼀些⼩问题；6、⽤户界⾯不太友好；7、使⽤不习惯；8、操作按钮可控区域⼤⼩的调节；9、好的操作建议等；界⾯优化和⽤户体验有些地⽅的区分不是很清晰，测试⼈员需要在平时的⼯作中积累和总结。