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关键词： 软件测试   组合测试   极小故障模式   故障定位   定位效果  

摘要： 软件测试技术是保障软件质量的重要途径之一,其中,组合测试技术利用少量的测试用例,便能检测出待测系统中的各种交互故障。使用组合测试技术发现故障后需要进行故障定位工作。由于极小故障模式中的所有因素交互都会导致系统发生故障,因此只要找到软件系统中众多可疑故障模式的极小故障模式,便可知晓系统中哪些因素交互引发了故障。本文将故障定位方法分为自适应方法和非自适应方法两类,以组合测试研究领域中的TCAS数据集为基准,将TCAS集中20条布尔表达式及其变异体作为实验对象,对这两类方法进行了系统、深入的实证研究。主要研究工作包括:(1)对比了使用高强度组合覆盖表CA和部分覆盖表PCA作为两种不同的错误定位表ELA进行非自适应故障定位时的定位效果。(2)评估了非自适应方法、自适应方法两种不同类型的故障定位方法的定位效果。本文主要研究成果包括:(1)非自适应故障定位方法的必要条件是待测系统存在安全值向量,以TCAS集中20条布尔表达式及其变异体作为实验对象,验证了待测系统中安全值向量是否普遍存在的问题;(2)以TCAS集中20条布尔表达式及其变异体作为实验对象,比较分析了四种PCA生成算法的效果,其中四种算法分别是Greedy、DensityRO、DensityFO和IPO算法;(3)以查全率recall、查准率precision、综合评价指标f-measure、所需测试用例数量作为实验评估分析指标,以TCAS集中20条布尔表达式及其变异体作为实验对象,验证并分析了使用高强度组合覆盖表CA和部分覆盖表PCA作为两种不同的错误定位表ELA进行非自适应故障定位时的定位效果;(4)以TCAS集中20条布尔表达式及其变异体作为实验对象,研究了在实际极小故障模式数量较多、强度较大的情况下,应选择哪种维度生成高强度组合覆盖表CA和部分覆盖表PCA更加合适;(5)以查全率recall、查准率precision、综合评价指标f-measure、所需测试用例数量作为实验评估分析指标,以TCAS集中20条布尔表达式及其变异体作为实验对象,衡量了自适应方法和非自适应方法两者的性能优劣。

关键词： 机载敌我识别系统   软件测试   CAN总线   静态分析   动态测试  

摘要： 机载敌我识别系统是辨别敌我飞机的机载电子系统,一旦机载敌我识别系统软件出现异常使得识别结果错误,将很有可能导致友军误伤。而软件测试则是保证软件质量的重要手段,因此有必要对机载敌我识别系统软件进行严格、充分的测试。本文以工程实践为依托,深入研究了机载敌我识别系统软件及其测试技术,设计与实现了用于开展机载敌我识别系统软件动态测试的CAN总线控制软件。在此基础上,按照制定的测试流程及策略开展机载敌我识别系统软件测试工作。首先借助静态测试工具LDRA Testbed对机载敌我识别系统软件软件进行静态分析。经过一系列的测试策划和测试设计后,在测试设备和测试软件的辅助下,开展机载敌我识别系统软件的动态测试执行工作。结合软件测试的思想和方法,发挥测试工具的优势和人的主观能动性,达到良好的测试效果。最后,结合工程实践的经验与体会,对机载敌我识别系统软件测试工作进行总结,并对后续的工作进行展望。

关键词： 程序静态分析   交互式操作   软件测试   投票排序  

摘要： 在软件开发的过程当中，软件测试是必不可少的一部分，而在软件测试的过程中，会使用静态分析工具来对程序代码进行分析。时至今日，静态分析技术大力发展，通过执行模拟的技术可以使静态分析工具发现以前只有动态分析才能够发现的错误，比如符号执行、抽象解释、值依赖分析等等，并使用数学约束求解方法使之路径减少或者分析代码可达性以降低误报增长率。现在的静态分析测试工具，从科学研究和实用性两个方面都有比较大的提高空间，目前业界效率最高的静态分析工具依然存在很高的误报率，而能够测试出的错误类型也只有数百种。　　静态分析工具会找出大量的缺陷报告，然而其中大部分都是误报，需要开发人员手动的去检查辨别哪些缺陷属于误报，哪些是真正的缺陷。如此一来，大大减慢了程序开发的进度，也给程序开发人员带来了不小的麻烦。因此，如果能使报告重新排序，使真正的缺陷报告排在报告的最前端，使误报排在报告队列的末端，那么对于开发人员，对于整个项目开发过程都是十分有帮助的。　　首先，本文分析了国内外静态分析报告排序算法，归纳总结静态分析的相关技术，为后面的投票排序方法奠定了基础。然后，通过分析静态分析工具生成的报告相关特性，发现正报和误报的一些规律，并结合我们开发的软件安全分析平台，提出了交互式排序方法，让开发人员可以对报告进行交互式投票，通过使用投票排序算法，和少量的交互式操作就能够得到更高效的排序结果。最后，利用软件安全分析平台对测试用例进行测试分析排序实验，验证了交互式排序方法的有效性及软件安全分析平台的实用性。

关键词： 并行软件   CPN模型   模型初始标记域   软件测试  

摘要： 随着软件技术日新月异的发展,并行软件系统被广泛应用。但是,由于并行软件中并行行为导致的状态爆炸问题,使得软件测试工作越来越复杂。形式化建模语言CPN(Colored Petri net,着色Petri网)是适合于描述并行软件的建模语言,但是当待测软件模型状态空间爆炸时,软件测试工作仍然难以高效完成。本文提出一种针对待测目标的CPN模型初始标记域自动生成算法,并实现了基于本算法的软件工具。一方面,在不需要生成状态空间的前提下,可以得到到达待测目标行为的初始标记范围,为并行软件黑盒测试提供基础条件;另一方面,还可以借助此工具更有效地设置初始标记,使模型的状态空间规模得到有效地控制,从而提高基于状态空间的白盒测试的效率。具体工作如下:(1)读取并解析待测软件系统的CPN模型文件,设置待测目标库所,搜索从模型初始元素到待测目标的全部路径。本文采用逐个选择其前驱节点进行回溯的方法解决了 CPN模型中多前驱节点的问题。(2)对每条路径上的弧表达式及变迁节点防卫表达式进行处理,得到关于初始变量的路径表达式。本文采用变量代换的方法对每条路径做表达式集成,解决了每个变迁上的相关变量彼此无关的问题。(3)对每条路径上得到的路径表达式进行条件获取,得到每条路径上的表达式条件。本文采用去冗余及对关键字进行提取、处理等方法解决了含运算符、关键字等较长字符串的条件提取问题。(4)对CPN模型元素分类进行处理,特别地,CPN模型同步节点分类需特殊讨论。本文采用遍历路径查找同步点及变量名一致的前驱节点的方法解决了CPN模型中同步点需要综合多条路径进行处理及模型中含多个同步点时同步点处理顺序的问题。最后,通过模型初始标记域自动生成实例分析和论证,说明本文所实现的针对待测目标的CPN模型初始标记域自动生成工具能够有效地完成CPN模型初始标记域自动生成,提升了软件测试效率。

关键词： 软件   测试方法   应用  

摘要： 软件测试是软件开发的核心,是软件开发过程中非常关键的一环。本文主要对软件测试方法在软件开发过程中的应用进行分析。

关键词： 软件测试   随机测试   组合测试   检错能力  

摘要： 组合测试以其良好的检错能力在测试领域深受好评,而随机测试则因其简便可行的特点,成为了许多研究人员的关注对象。于是近些年来,随着人们对软件测试方法重视程度的加深,各种方法之间的有效性和效率的对比也成了一些学者研究的课题。如果采取了适当的测试方法,不仅可以有效地提高测试效率,评估软件质量,还可以缩减测试时间,减少成本支出。由此可见测试方法之间性能比较的必要性。本文针对随机测试和组合测试两种不同的测试技术,以实验的方式探究两种方法的错误检测能力,借此评估两种方法的有效性,从而更好地理解两种方法的工作原理。具体工作内容如下:(1)随机测试领域的知识体系和相关技术比较庞杂,但综述性文献却不是很多。本文通过对随机测试的理论知识、技术方法和工具模型进行总结,帮助读者回顾了随机测试的发展历程。(2)在布尔规约测试下,根据常用的10种变异类型,对TCAS(Traffic Collision Avoidance System)系统中的20条布尔表达式进行变异。以生成的变异体为实验对象,本文对比了组合测试和随机测试的检错能力,并在理论层面上分析了组合测试检错概率下界的计算公式,指出其不足之处。(3)本文分析了现有的随机测试检错概率下界的计算公式,通过实验证明了该公式的局限性以及理论检错概率值和实际值之间存在着误差,并且证明了这种误差与极小故障模式的规模有关。

关键词： 阿尔法磁谱仪   反物质研究系统   硬件在环   数据驱动   软件测试   故障诊断  

摘要： 阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer,AMS)是一项搭载在国际空间站上的大型粒子物理实验,其主要目标是测量宇宙线中的反物质,进而寻找暗物质存在的证据。由于AMS-02探测器的在轨运行环境无法支持现场调试,而在地面上并没有与飞行系统相同的完整探测器系统,因此在该实验超过10年的连续运行过程中,在地面建立反物质研究系统(Antimatter Investigation System,AIS)可以对太空中的探测系统进行仿真,在此基础上可以开展粒子探测技术和方法的研究,以及支持飞行软件的测试和飞行系统故障的诊断等。在对各类系统仿真技术进行研究和对比之后,本文结合硬件在环(Hardware-in-the-Loop,HIL)方法和数据驱动(Data-Driven)技术,提出了数据驱动的HIL(Data-Driven Hardware-in-the-Loop,DDHIL)模拟方法,为AIS提供了一种易于实现的系统架构。常规的HIL方法需要为待模拟的系统建立数学模型,然而AMS-02探测器结构复杂,子系统繁多,且运行环境多变,故难以为其建立精确的数学模型。DDHIL方法省去了常规HIL方法中的数学建模过程,改为依靠大量的真实运行数据对受控系统进行模拟,可以快捷高效地建立起模拟环境,因此比常规的HIL方法更适用于AMS-02以及类似的复杂系统。AMS-02的各子系统使用了多种通信协议,AIS的虚拟环境也应支持多协议通信,故本文提出了一种分层模块化的多协议接口通信方式,使虚拟环境可以通过不同通信协议与真实硬件设备通信。该方式在多协议通信接口设备的基础上,将硬件操作、通信协议、数据封装、软件应用等功能分为相对独立的模块进行设计、配置、调用,不仅满足了同时处理不同通信协议的需求,同时为接口功能的管理和维护提供了良好的灵活性、可定制性和可移植性。DDHIL模拟环境中的核心功能模块是由数据驱动的虚拟设备,由于需要模拟的虚拟设备种类繁多,故本文提出了一种通用的虚拟设备模板,该模板支持多个自定义选项,有效简化了虚拟设备的定义过程。利用虚拟设备模板,可以为虚拟设备指定模拟数据源,从而模拟不同类型设备的运行状态。在此基础上所设计的状态变量机制可以利用自定义的状态变量记录设备运行状态的变化情况,支持虚拟设备在更新状态后自动切换模拟数据源,从而对控制指令作出响应,实现了真实控制器对虚拟受控设备的控制操作。为了建立完整的DDHIL模拟环境,需要在虚拟设备模板的基础上具体定义各虚拟设备,为其准备模拟数据,并使其与真实硬件设备交互,因此本文确立了 DDHIL模拟环境的建立流程,其中包括设计虚拟设备的实例化脚本语言,制作可将真实数据转换为模拟数据的数据提取工具,编写维护模拟过程的主程序等。专用的设备实例化脚本语言采用简洁的语法为虚拟设备的所有参数赋值,简化了虚拟设备的实例化过程;数据提取工具将原始的运行数据整理成模拟系统所需的组织形式,以便模拟软件的调用,提高了数据预处理的效率;模拟软件的主程序管理着每次模拟任务的初始化和模拟工作。利用DDHIL模拟方法构建的AIS系统已在AMS-02实验中得到了实际应用,并在AMS-02的子系统故障研究过程中提供了测试和验证平台。该系统在AMS-02新版飞行软件的测试中发现了警报信息不完整、参数设置无效、自动保护操作错误等问题,修正后的软件在实际使用过程中长期稳定地运行。基于DDHIL方法建立的AIS系统不仅可用于软件测试,还在AMS-02的长期运行维护中提供了其他方面的支持,如日常监控的培训、远程操作的实践、运行故障的分析与处理等。在实践中得到验证的DDHIL方法不仅适用于AMS-02实验,也将适用于其他长期运行的大型复杂系统。

关键词： 云计算   软件测试  

摘要： 本文主要介绍了云计算环境下的软件测试相关内容,总结了云测试相对于传统测试的优势,并展望了云测试的发展方向。

关键词： 软件测试管理系统   Ironpython   Open XML   Entity Framework   可配置  

摘要： 随着我国战略高技术领域的不断发展,军工产品在推进国防现代化建设和国民经济发展中做出了重要贡献。与此同时,军工产品中涉及的各色软件随着需求不断变化也变得层出不穷、复杂多样,对软件测试管理的要求也不断提高。某军工企业因缺乏相关电子化管理机制而面临进度延误,软件测试管理混乱、产品质量不佳等问题。在软件测试管理系统上线之前,企业内部在测试计划、测试设计、测试实施、测试结果等过程管理中基本依赖人工,存在以下问题:(1)测试报告低级错误频出,格式不符合规范(2)测试需求人工分解,费时费力(3)测试用例管理混乱,用例无法重用(4)软件缺陷得不到及时解决,难以追溯,且缺陷处理流程根据业务要求多种多样,造成管理混乱,没有秩序针对上述问题,论文以实际项目为背景,研究设计了一款既能满足该企业业务要求的又能推广使用的软件测试管理系统。该系统运用***平台的相关计算机技术实现了测试报告管理、测试需求与用例管理、缺陷跟踪管理三大核心功能模块,并应用.NET MVC(Model-View-Controller)框架实现了表现层与逻辑层分离的软件架构。文章从核心功能模块的需求设计出发,详细阐述了其中运用到的关键技术与实现方法。最后介绍了软件测试管理系统的测试及实际应用。与其他同类系统相比,文中的研究工作涵盖关键技术及特点如下:(1)系统运用C#和Ironpython相互调用函数来实现测试报告模板可灵活配置的方法,使得系统管理员不仅能根据《军用软件开发文档通用要求》中提及的测试报告格式要求进行配置,也能灵活应对上级需求方的变更。(2)研究了软件需求规格说明的文档格式,运用Office Open XML技术自动识别文档中的各级标题,形式树形结构的测试范围,作为测试需求的输入。(3)设计了与测试用例相关的数据结构,建立测试项与测试用例的关联关系,使得设计好的测试用例得以追溯可重用。(4)将缺陷处理流程设计的主动权交由用户,实现客户端可视化配置,使得用户在无需开发人员更改后台代码的情况下,通过图形化界面对流程进行设计或修改。系统采用JavaScript自带的Raphael图形库让用户在页面上绘制矢量图形,并采集用户定义的流程数据;同时,还运用*** Entity Framework技术处理工作流定义的数据,从而使程序开发人员可以用面向对象的方式访问数据。

关键词： 软件测试   Web应用测试   搜索策略   功能覆盖   测试用例生成  

摘要： 基于动态搜索的Web应用测试通过动态搜索Web应用的用户接口状态空间,实现Web应用的自动化测试。Web应用用户接口状态空间大多具有指数级复杂性,“穷尽搜索”易陷于局部或不相关的状态空间搜索。现有的启发式搜索策略由于未能利用Web页面中的语义信息,无法对Web应用中的指定功能进行有效的有覆盖。为此,本文提出一种基于关键词引导的、优先覆盖Web应用指定功能的搜索策略。给定指定功能的关键词,该策略通过计算关键词与页面的相关度,优先寻找并搜索Web应用中的指定功能,生成Web应用的用户接口状态流图(SFG)的一个子集作为测试模型。该模型虽然只包含Web应用的部分状态和事件,但可充分覆盖Web应用的指定功能。在此基础上,本文提出一种“标记-选择”方法,能够从SFG中生成Web应用的测试用例集,该方法在保证对模型的边覆盖的前提下,减小了测试用例集的规模。在上述工作基础上,本文实现了基于关键词引导的Web应用自动化测试工具KeyjaxTest,并选择了 10个开源Web应用进行实验研究。实验结果表明,给定一定的搜索时间,KeyjaxTest生成的SFG中包含的指定功能相关状态较传统的DFS和BFS策略分别提高了 31.0%和36.5%,与另一引导搜索工具FeedEx相比则提高了 31.0%。而从这些不同的搜索方法构造的SFG中生成测试用例时,从KeyjaxTest构造的SFG中生成的测试用例数量相较DFS和BFS平均减少了 12.75%,但能够更完整的覆盖Web应用中的指定功能。