علوم رایانشی

علوم رایانشی

پیش‌بینی بیدرنگ نقص نرم‌افزار با یادگیری چندوجهی مبتنی بر مبدّل‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه کامپیوتر، واحد میانه، دانشگاه آزاد اسلامی، میانه، ایران
10.22034/csj.2026.251336
چکیده
در دنیای توسعه نرم‌افزار، که سامانه‌های پیچیده در چرخه‌های «یکپارچه‌سازی مداوم/ استقرار مداوم»[1] تکامل می‌یابند، پیش‌بینی بیدرنگ نقص‌ها به چالشی اساسی بدل شده است. این توانمندی افزون بر کاهش هزینه‌های نگهداری، ریسک‌های عملیاتی را کاهش داده و کیفیت نرم‌افزار را بهبود می دهد. رویکردهای سنتی پیش‌بینی نقص عموماً بر روش‌های آماری ساده یا شبکه‌های عصبی پیشرفته و تخصصی مانند CNN و LSTM متکی‌ هستند و با محدودیت‌هایی چون تأخیر پردازشی، ناتوانی در پردازش داده‌های بیدرنگ و تمرکز بیشتر بر داده‌های تک‌وجهی به جای ساختارهای چندوجهی مواجه هستند. در محیط‌های پویای CI/CD، این رویکردها کارایی کافی نداشته و غالباً به‌صورت برون‌خط عمل می‌کنند و در نتیجه تشخیص زودهنگام نقص‌ها با محدودیت مواجه می‌شود. این پژوهش روشی مبتنی بر یادگیری چندوجهی با معماری مبدّل‌ ارائه می‌دهد که پیش‌بینی بیدرنگ نقص‌های نرم‌افزاری را بهبود می‌بخشد. روش پیشنهادی با بهره‌گیری از داده‌های ناهمگن شامل کد منبع، تاریخچه تغییرات، پیام‌های کامیت، معیار‌های کد و رخدادهای اجرایی و با استفاده از رمزگذارهای تخصصی و همجوشی تطبیقی مبتنی بر توجه، الگوهای پیچیده را استخراج می‌کند. نتایج آزمایش‌های تجربی روی مخازن کد واقعی نشان‌دهنده کاهش تاخیر زمانی به 23 میلی‌ثانیه می‌باشد که با نیازمندی سیستم بیدرنگ (کاهش تاخیر و کاهش مصرف انرژی) سازگار می‌باشد. همچنین میزان فراخوانی 75/0 که بیانگر افزایش سه درصدی معیار فراخوانی نسبت به مدل‌های تک‌وجهی و پنج درصدی آن نسبت به مدل‌های شبکه‌های عصبی پیشرفته می‌باشد، نشان‌دهنده بهبود مناسبی در عملکرد مدل پیش‌بینی نقص نرم‌افزار می‌باشد.



[1] Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD)
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1. Sahatiya, P., & Shah, H. (2025).” Transformer-Based Framework for Enhancing Software Defect Prediction: Integration with LSTM and Hybrid Learning”, Journal of Information Systems Engineering and Management, Vol. 10. No. 38s (2025), DOI: https://doi.org/10.52783/jisem.v10i38s.6837
2. Gottumukkala, D. P., PVGD, P. R., & Rao, S. K. (2025). Topic modeling-based prediction of software defects and root cause using BERTopic, and multioutput classifier. Scientific Reports, 15(1), 25428.
3. Monteiro, M. L., Cabral, G. G., & OLiveira, A. L. (2025). CodeFlowLM: Incremental Just-In-Time Defect Prediction with Pretrained Language Models and Exploratory Insights into Defect Localization. arXiv preprint arXiv:2512.00231.
4. Mohammad, F., & Ryu, D. (2025, February). Multimodal Learning for Just-In-Time Software Defect Prediction in Autonomous Driving Systems. In 2025 IEEE International Conference on Big Data and Smart Computing (BigComp) (pp. 88-89). IEEE.
5. Alnagi, E., & Azzeh, M. (2024, August). Just-in-time software defect prediction techniques: A survey. In 2024 15th International Conference on Information and Communication Systems (ICICS) (pp. 1-6). IEEE.
6. Liu, J., Ai, J., Lu, M., Wang, J., & Shi, H. (2023). Semantic feature learning for software defect prediction from source code and external knowledge. Journal of Systems and Software, 204, 111753.
7. Jiang, Y., Shen, B., & Gu, X. (2025). Just-in-time software defect prediction via bi-modal change representation learning. Journal of Systems and Software, 219, 112253.
8. Mohammad, F., & Ryu, D. (2025, February). Multimodal Learning for Just-In-Time Software Defect Prediction in Autonomous Driving Systems. In 2025 IEEE International Conference on Big Data and Smart Computing (BigComp) (pp. 88-89). IEEE.
9. Zhu, H. N., Furth, R. M., Pradel, M., & Rubio-González, C. (2025). From Bugs to Benchmarks: A Comprehensive Survey of Software Defect Datasets. arXiv preprint arXiv:2504.17977.
10. Abdu, A., Abdo, H. A., Ullah, I., Khan, J., Gu, Y. H., & Algabri, R. (2025). Deep multi-metrics learning for mobile app defect prediction using code and process metrics. Scientific Reports, 15(1), 38620.
11. Prabha, C. L., & Shivakumar, N. (2020, June). Software defect prediction using machine learning techniques. In 2020 4th International conference on trends in electronics and informatics (ICOEI) (48184) (pp. 728-733). IEEE.
12. Vaswani, A., Shazeer, N., Parmar, N., Uszkoreit, J., Jones, L., Gomez, A. N., ... & Polosukhin, I. (2017). Attention is all you need. Advances in neural information processing systems, 30.
13. Tsai, Y. H. H., Bai, S., Liang, P. P., Kolter, J. Z., Morency, L. P., & Salakhutdinov, R. (2019, July). Multimodal transformer for unaligned multimodal language sequences. In Proceedings of the conference. Association for computational linguistics. Meeting (Vol. 2019, p. 6558).
14. Nassif, A. B., Talib, M. A., Azzeh, M., Alzaabi, S., Khanfar, R., Kharsa, R., & Angelis, L. (2023). Software defect prediction using learning to rank approach. Scientific Reports, 13(1), 18885.
15. Giorgio, L., Nicola, M., Fabio, S., & Andrea, S. (2021, December). Continuous defect prediction in CI/CD pipelines: A machine learning-based framework. In International Conference of the Italian Association for Artificial Intelligence (pp. 591-606). Cham: Springer International Publishing.
16. Dao, P. Q., Roantree, M., & Ngo, V. M. (2025). An Enhanced Dual Transformer Contrastive Network for Multimodal Sentiment Analysis. arXiv preprint arXiv:2510.23617.
17. Prabha, C. L., & Shivakumar, N. (2020, June). Software defect prediction using machine learning techniques. In 2020 4th International conference on trends in electronics and informatics (ICOEI) (48184) (pp. 728-733). IEEE.