N>Помощь в обучении: визуализация прохождения исполнителя по коду, изменений переменных...
Ничоси "помощь". Надо дополнительно запоминать команды отладчика, научиться не прыгать в реализацию библиотечных функций (например, в VS для этого надо проделать несколько махинаций с конфигами) и т.д.

N>Освоение незнакомых библиотек и фреймворков анализом на ходу (расстановка точек останова и изучение, какие сработают, просмотр значений переменных внутри чужих функций...)
Если они header-only, то да. А как Вы отладите какие-нибудь lib / dll-файлы по-нормальному?

N>Принципиальное изменение логики без исходников (обычно используются специализированные отладчики).
Попахивает, нет? Впрочем, это субъективное мнение.