Softwarequalität: Mit genetischen Algorithmen automatisch Fehler finden

Softwareentwickler verbringen gut die Hälfte ihrer Programmierzeit damit, Fehler zu finden und zu reparieren. Hochgerechnet auf die globale Softwareindustrie verursacht das laut Laut einer Studie der Universität Cambridge jährlich Kosten von 312 Milliarden US-Dollar. Da trifft es sich gut, dass Forscher der Universität des Saarlandes einen Ansatz erarbeitet haben, wie sich auf Basis genetischer Algorithmen Testfälle in der Softwareentwicklung, die möglichst viele Fehler abfangen können, automatisch erstellen lassen.

Ihre Ideen haben die Forscher in die in Java geschriebene Software XMLMATE einfließen lassen. Sie generiert automatisch Testfälle und überprüft damit den jeweiligen Programmcode. Die einzige Anforderung an das zu testende Programm besteht offenbar darin, dass die mit XML zu erfolgenden Eingaben in irgendeiner Form strukturiert sind. Denn aus diesen generieren die Forscher eine Anfangsmenge von Testfällen. Mit diesen füttern sie einen sogenannten genetischen Algorithmus, auf dem das Testen basiert. Er funktioniert ähnlich wie die biologische Evolution, die Eingaben sind die Chromosome. Allerdings lässt er nur den Input überleben, der möglichst viel noch nicht ausgeführten Programmcode abdeckt.

Die Forscher haben ihre Software auf Open-Source-Code losgelassen. Sie fanden damit mehr als doppelt so viele schwere Programmierfehler wie gleichartige Testverfahren, die lediglich mit wahllos generierten Eingaben arbeiten. Dabei ist man anscheinend unabhängig vom Anwendungsbereich. Es lassen sich mit XMLMATE zum Beispiel Computernetzwerke, das Verarbeiten von Dateien, Websites oder Betriebssysteme und gar Software von Sensoren in Autos testen.

Auf der CeBIT soll XMLMATE am Forschungsstand der Universität des Saarlandes (Halle 9, Stand E13) erstmals öffentlich präsentiert werden. (ane)