基于深度学习的代码生成方法研究进展

关注根据自然语言描述生成相关代码片段的代码生成(code generation)任务.在软件开发过程中,开发人员常常会面临两种情形.一种是通用功能的实现,需要开发人员编写大量重复且技术含量较低的代码;另一种是依赖于特定任务要求,需要开发人员查询文档或使用其他工具才能完成的代码编写工作.代码生成作为最直接辅助开发人员完成编码的工作受到学术界和工业界的广泛关注.让机器理解用户需求,自行完成程序编写也一直是软件工程领域重点关注的问题之一.近年来,随着深度学习在软件工程领域任务中的不断发展,尤其是预训练模型的引入使得代码生成任务取得了十分优异的性能.系统梳理当前基于深度学习的代码生成相关工作,并将目前基于深度学习的代码生成方法分为3类:基于代码特征的方法、结合检索的方法以及结合后处理的方法.第1类是指使用深度学习算法利用代码特征进行代码生成的方法,第2类和第3类方法依托于第1类方法进行改进.依次对每一类方法的已有研究成果进行系统的梳理、分析与总结.除此之外,汇总并分析已有的代码生成工作中常用的语料库与评估方法,以便于后续研究进行实验设计.最后,对代码生成方法研究进展进行总结,并针对未来值得关注的研究方向进行展望.

基于提示学习的轻量化代码生成方法

代码自动生成是提高软件开发效率的有效途径之一,已有的研究一般将代码生成作为一项序列到序列的任务,并且大规模预训练语言模型的微调过程往往伴随着高昂的算力开销。文中提出了一种基于提示学习的轻量化代码生成方法(Prompt Learning based Parameter-Efficient Code Generation,PPECG),该方法通过查询代码语料库中与当前需求最相似的结果作为提示,指导预训练语言模型进行代码生成,并且在该过程中固定模型的绝大多数参数以实现减少算力开销的目的。为了验证PPECG的有效性,文中选取了两个代码生成数据集,分别是CONCODE和Solidity4CG,通过计算生成结果的BLEU,CodeBLEU以及Exact Match值来验证PPECG的有效性,实验结果表明,PPECG有效地减少了微调时的显存开销,且在上述指标上基本接近甚至优于目前的SOTA方法,能够较好地完成代码生成的任务。

面向国产机载操作系统的IMA软件代码生成方法

随着航空电子系统复杂化的发展趋势及自主可控的要求,对这类复杂系统建模后如何自动生成面向国产机载操作系统的软件代码并验证模型/代码语义一致性具有重要研究意义。文章提出面向国产机载操作系统的航空电子软件代码自动生成方法。首先,使用AADL对综合化航空电子系统进行建模,设计AADL模型到源代码的转换规则,自动生成面向国产机载操作系统的平台相关代码及配置文件;其次,通过AGREE Annex和BLESS Annex契约对AADL模型进行形式化验证,并提出契约到C语言验证代码的转换规则,将验证代码与模型生成的源代码进行结合,部署在国产机载操作系统上进行仿真执行;最后,基于AADL开源建模环境OSATE设计并实现了代码自动生成工具,实验结果验证了方法和工具的有效性。

基于JavaWeb的项目代码生成工具在教学中的改革与实现

以高等院校培养应用型人才为起点,根据该课程的分析,在实践教学过程中,结合企业项目经验及学生的学习特点量身定做而设计的项目,以探索JavaWeb课程改革的新方法、新思路,实现培养学生的实践能力,实现了由表格驱动的DBUtils技术代码的生成工具。开发人员根据数据库设计规则设计表格结构,然后由代码生成工具自动生成JavaWeb项目中的框架代码:实体类、DAO接口及实现类、Service接口及实现类、Controller代码框架等,将运用在学生的项目实践教学中,目的是减少重复的工作量,提高对学生对项目实施的理解及教学质量。

国产神威环境下Athread代码生成工具的设计与开发

针对国产神威环境下众核代码编写工作量大的问题,设计实现一个可以将核心段的串行代码自动转换为Athread代码的工具。采用Rust语言进行词法和语法分析,面向不同数组维度的Fortran和C语言程序,基于主程序调用master程序再由master程序调用slave程序的三层模板程序架构,集成常用众核优化方法的代码框架。经过实验分析,采用该自动转换工具生成的Athread代码相较于人工编写的OpenACC*加速的程序有更高的加速比,特别是对多个核心段进行众核化加速时的加速比相差15%,验证该转换工具具有很好的实用性。

浅析大模型代码生成技术在数字化银行的应用

大模型代码生成是近年来人工智能和软件开发领域的一项创新技术,其利用大型预训练语言模型(如GPT系列),通过深度学习来自动生成源代码或脚本,以完成特定的任务或实现特定的功能。大模型代码生成的核心在于将自然语言处理(NLP)技术应用于代码的创建,从而大幅提高软件开发效率、降低错误率,并加速其新功能的开发。

基于自动代码生成的共轨压力控制策略

为了缩短共轨压力控制算法的开发周期及降低开发成本,通过Matlab/Simulink及RTW Embedded Coder工具箱完成前馈控制加比例积分微分(PID)反馈控制的高压共轨压力控制策略的建模及自动代码生成.针对共轨压力在发动机一个工作循环内的波动规律,共轨压力控制系统定相位采样共轨压力传感器,提高共轨压力控制的稳定性.试验结果表明,稳态时共轨压力波动幅度小于1.5MPa,阶跃响应时共轨压力超调量在2MPa以内,稳定时间小于0.5s,在不同燃油喷射量下,轨压波动总能稳定在±1.5MPa以内.该控制策略易于实现,并兼顾控制精度及响应速度,完全满足高压共轨压力控制要求.

基于代码生成的电控空气悬架系统电子控制单元

为提高某型SUV车辆的行驶平顺性、通过性等,对其进行空气悬架改装,并设计了由最小系统、车速信号调理模块、电动气泵控制模块、组合电磁阀控制模块、车身高度检测模块、CAN总线模块、车身加速度测量模块等组成的以Freescale XDP512为核心芯片的电控空气悬架系统电子控制单元,利用Real-Time Workshop(RTW)代码生成技术将所制定电控空气悬架系统控制策略转化为ANSI C代码并下载至电子控制单元,然后对安装电控空气悬架系统的试验车辆进行了车身高度与车速耦合试验、转向试验、急加速试验、急减速试验、平顺性试验,结果表明所设计的电控空气悬架系统控制单元能够实现车速信号调理、车身高度与车速耦合、电动气泵控制及组合阀控制等功能。

基于自动代码生成的电力电子及电机控制教学实验平台设计

设计了一种基于DSP的电力电子及电机控制教学实验平台。平台采用模型化设计、模块化搭建方法,通过Simulink嵌入式编码器实现从模型到代码的自动生成,再灵活搭配硬件模块电路,能够完成各类高性能算法的设计及快速实验验证。文章以空间矢量脉宽调制算法的实现为例,说明了平台运行的原理与过程,分析了不同搭建方式模型的执行效率等问题,为自动代码生成相关教学实验设计提供了参考。此外,在Simulink中搭建了上位机界面,实现了在线调试,增加了实验结果的可读性,提升了实验效率。该平台功能完善、操作简单,可以高效完成电力电子及电机控制有关算法的设计与验证。

支持MDD的代码生成、映射与逆向技术研究

对代码生成、映射以及逆向技术进行了深入研究,并将研究成果应用于支持模型驱动开发的领域建模工具的研制。代码生成采用基于元数据的文本模版演化方案实现,演化机制包含宏替代、条件输出、循环输出;代码映射通过界定框架代码片段,并分别对其进行局部的代码生成、替换实现;代码逆向通过解析框架代码片段、提取模型信息实现。分析了模版设计、代码扫描所需遵循的文法。给出了软件实现方案。应用结果表明,技术与实现方案在不同的应用环境中体现出良好的适应性和可扩展性。

基于领域建模的数控系统代码生成技术

为提高数控软件系统开发效率,提出基于领域建模的代码自动生成开发方法。该方法在数控领域元模型的基础上建立了数控系统的建模环境,以模型数据到源代码的映射规则库为基础,开发了面向目标环境的模型解释器。根据数控产品不同的需求,能够从模型层次对系统功能进行重配置,并通过模型解释器自动生成源代码或相关配置文件。以二轴和三轴运动控制系统为开发对象进行验证,结果证明该方法能有效缩短数控系统开发周期,提高开发效率。

一个基于Java的代码生成工具的设计与实现

给出了一个基于Java的代码生成工具的设计与实现方案。该方案基于数据模型来生成代码,允许用户自定义代码模板,实现了数据模型驱动的开发模式。该代码生成工具具有良好的可扩展性和灵活性,用户可根据需要自定义数据模型、代码模板,从而不断丰富代码生成工具的基础数据。

嵌入式自动代码生成技术应用研究

文中首先介绍了基于模型的设计方法,介绍了自动代码生成技术在机载嵌入式系统中的两种业内认可的解决方案,然后剖析了RTW自动代码生成过程及代码结构,最后给出了实际机载软件开发过程中的应用实例。

基于模式的业务构件代码生成方法

在企业管理软件中业务构件可以通过参数化和配置技术被复用以适应业务需求的变化,这种构件粒度大、可变参数多、结构复杂难于开发.为了提高业务构件的开发效率,确保开发正确性,本文提出一种面向大粒度构件,基于模式的构件代码生成方法.从已有应用系统中抽取业务构件的典型软件模式,定义一种支持多种编程语言的模式描述语言,用其构造基于模式的非实例化构件,并采用模型驱动的思想,将对应模式下富含业务语义的构件实现模型转换为目标程序,以实现业务构件的自动生成.在此方法指导下,开发一套可视化建模与代码生成工具组,并利用此工具自动生成了运行在J2EE平台上的采购管理系统中部分业务构件,应用结果验证了本方法的有效性和实用性.

嵌入式软件自动代码生成和代码整合方法研究

嵌入式软件代码自动生成的开发方法正在逐步取代手工编程,但是自动代码生成工具只对少数微控制器提供了完整支持,使这种方法的普及应用受到了很大的局限。笔者通过对Sim-ulink/Stateflow及RTWEC(实时工作间嵌入式代码生成器)工具软件的分析研究,提出了一种代码自动生成和代码整合的方法。通过构建基于Simulink的仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。本方法对于使用任意型号微控制器的嵌入式软件开发都将适用,并且通过在汽车电动天窗控制软件开发实例中的应用,表明这种方法可行且易于实施。

一个数据模型驱动的代码生成工具的设计与实现

提出一个数据模型驱动的代码生成工具的设计与实现方案。方案尝试在代码生成过程中引入数据模型。首先,分析ERP领域业务逻辑的特征,抽象出ERP简单业务逻辑模型;然后,基于数据模型生成代码,使得概念设计的复用成为可能。代码生成工具有较好的可扩展性和可重用性,可望提升ERP软件的开发效率和适应性。

车用变换器故障诊断及代码生成

以燃料电池轿车用直流变换器为例,在简述其主控电路结构和在线故障诊断策略后,给出了TMS320LF2407A DSP平台的代码生成流程,通过MATLAB建立了DSP平台的在线故障诊断模型,并对模型进行了分析;利用自动代码生成工具生成了目标工程文件且调试通过,达到了生成在线故障诊断代码的目的。

基于MATLAB的SVPWM算法自动代码生成技术研究

针对DSP编程复杂,开发周期长的问题,给出了一种运用MATLAB软件、Code Composer Studio(CCS)软件及其内嵌工具和链接软件自动生成SVPWM代码的方法。利用MATLAB/Simulink仿真软件建立了相应的算法模型,验证模型的正确性之后,自动生成代码,并编译、下载到DSP平台中运行,产生的波形与理论相吻合。与手工编写代码的方法相比较,该方法简单易行,开发周期短,生成代码效率高。

一种基于面向对象测试模型的测试代码生成方法与工具

在大规模的采用面向对象技术的软件开发过程中,自动化测试能起到重要作用.面向对象的程序设计方法对软件的自动化测试提出了新的问题.例如,多态、继承和动态绑定等在过程式的程序设计中不存在的问题.提出了一种支持面向对象软件测试的自动化测试方法.其中,首先提出了一种面向对象测试模型;对一个被测软件,基于该模型描述其测试特征,并基于反射机制获得对象的结构,可自动生成测试代码;并在此基础上实现了一个微软平台上的对象测试自动化工具.

基于Java的代码生成器的设计与实现

采用代码生成技术能大幅提高软件开发的质量和生产率,降低软件开发的风险。目前,大多数代码生成器由于灵活性欠佳,不能完 全满足软件开发的实际需要,难以在软件开发项目中得到充分的应用。该文讨论的代码生成器Generator是一个基于Java的代码生成工具,它 支持多种类型的数据库设计模型,允许用户自定义代码模板和代码生成任务,适合生成基于数据库模型的任意形式的代码及相关的文本文 件,具有广泛的通用性。