Automated model based software debugging: a hierarchical approach to help programming learning

Diagnóstico baseado em modelos (Model Based Diagnosis - MBD) é uma técnica de Inteligência Artificial usada para encontrar componentes falhos em dispositivos físicos. MBD também tem sido utilizado para auxiliar programadores experientes a encontrarem falhas em seus programas, sendo essa técnica chamada de Depuração de Programas baseada em Modelos (Model Based Software Debugging - MBSD). Embora o MBSD possa auxiliar programadores experientes a entenderem e corrigirem suas falhas, essa abordagem precisa ser aprimorada para ser usada por aprendizes de programação. Esse trabalho propõe o uso da técnica de depuração hierárquica de programas, uma extensão da técnica MBSD, para que aprendizes de programação sejam capazes de depurar seus programas raciocinando sobre componentes abstratos, tais como: padrões elementares, funções e procedimentos. O depurador hierárquico de programas proposto foi integrado ao Dr. Java e avaliado com um grupo de alunos de uma disciplina de Introdução à Programação. Os resultados mostram que a maioria dos alunos foi capaz de compreender as hipóteses de falha geradas pelo depurador automático e usar essas informações para corrigirem seus programas.Model Based Diagnosis (MBD) in Artificial Intelligence is a technique that has been used to detect faulty components in physical devices. MBD has also been used to help senior programmers to locate faults in software with a technique known as Model Based Software Debugging (MBSD). Although this approach can help experienced programmers to detect and correct faults in their programs, this approach must be improved to be used with novice programmers. This work proposes a hierarchical program diagnosis, a MBSD extension, to help novice programmers to debug programs by exploring the idea of abstract components, such as: elementary patterns, functions and procedures. The hierarchical program debugger proposed was integrated to the Dr. Java tool and evaluated with students of an introductory programming course. The results showed that most of the students were able to understand the hypotheses of failure presented by the automated debugger and use this information to provide a correction for their program