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关键词： 组合测试   软件测试   用例集约减   本质组合   覆盖表   随机算法  

摘要： 组合测试是一种重要的软件测试方法。它以覆盖表作为测试用例集，能够以少量的测试用例有效地检测由软件各参数之间的交互作用所触发的失效。\n 如何得到尽可能小规模的覆盖表是组合测试的关键也是极具挑战性的问题。已有的生成方法，通常会产生大量的冗余组合，使得生成的覆盖表规模较大。于是，人们提出了覆盖表约减的方法:重复不断的替换覆盖表中某些项的值，产生并删除冗余行，从而达到减小覆盖表规模的目的。\n 如何确定组合测试的覆盖强度也是人们研究的重点问题。经验的结果表明:几乎所有的软件失效都是由少量参数间的交互作用触发的（不超过6）。它说明τ-way测试（较小的τ）就能和穷尽组合的测试几乎同样有效。\n 本文主要研究以上两个问题，具体工作包括:\n 1.改进了覆盖表约减的随机算法。证明了组合冗余是导致覆盖表规模较大的根本原因，归纳了覆盖表约减的核心思想。约减的随机算法已被证明非常有效，在理论分析的基础上，提出了一种改进的算法。通过对近300个覆盖表的实验表明，改进的算法更加有效。\n 2.提出了一个预测覆盖表约减程度的度量。针对约减规模较大的覆盖表比较耗时的问题，我们提出了一个预测约减程度的度量。这也是一些学者提出但尚未解决的问题。实验数据表明，提出的度量相当准确。\n 3.提出了本质组合的概念，并分析其性质。相比于传统的组合测试只关心组合覆盖率，提出了组合与代码之间的三个映射关系，证明了本质组合是保证代码覆盖最关键的组合，反映了参数之间的交互作用。覆盖本质组合的测试用例集，能实现代码的最大覆盖。\n 4.基于本质组合，对组合测试覆盖强度进行建模和理论分析。建立一个概率模型，从理论上证明对于n个参数的系统，几乎所有本质组合的维数都不超过logn。这个结果表明几乎所有的交互作用都是发生在logn个参数之间。\n 5.基于本质组合，研究了组合与软件缺陷的关系。针对组合测试的故障诊断，提出了缺陷组合的概念，分析了缺陷组合与已有的重要结果——极小失效组合的关系。研究结果表明缺陷组合是组合测试故障诊断的最理想目标，极小失效组合是实现这个目标的重要途径。

关键词： 软件测试   错误定位   符号执行   最弱前置条件  

摘要： 如今，软件在人们的社会生活中占据越来越重要的地位，软件的正确性也受到人们越来越多的重视。特别是随着敏捷开发、开源软件等快速迭代开发模式的出现，人们对软件的安全可信提出了更高的要求。据统计，软件测试及维护占50％～75％的软件开发成本。软件测试是保证软件安全的重要手段，它的主要任务是发现软件设计缺陷，进而要求开发人员分析并修复缺陷。\n 早期软件测试主要由人工完成，测试人员通过对软件功能的理解构建测试输入与期望输出。随后，自动化软件测试技术开始出现并不断发展。随着计算机计算能力的提高以及约束求解等技术的不断发展，基于符号执行技术的测试用例自动构造方法得到了广泛的重视和应用。然而符号执行技术的分析规模极大受困于路径爆炸问题。在测试阶段发现软件实现错误后，开发人员需要分析其产生的错误原因，进而正确的修复该错误。错误的缺陷修复不但无法修复已发现的错误，相反还会引起其它不可预期的缺陷甚至灾难。然而，目前的软件错误定位方法大多提供较少的信息帮助开发人员理解错误形成的原因，从而难以有效的指导开发人员正确修复发现的错误。\n 针对上述研究现状，本论文研究致力于研发有效的软件测试与错误定位方法。本论文首先提出一种基于最弱前置条件计算的分析框架，在此基础上提出一种基于符号执行技术的测试用例自动生成方法，该方法能有效的缓解符号执行技术面临的路径爆炸问题。随后，本论文基于该框架提出一种有效的错误定位方法，该方法可以提供有效信息帮助开发人员理解错误的形成原因。最后，本论文针对演化场景中出现的软件错误，提出一种全自动错误定位方法，该方法在自动定位错误相关的代码修改块时，还会提供有效的错误理解信息。\n 本论文的主要工作包括以下五部分:\n 1.基于程序执行路径的最弱前置条件计算框架。\n 本论文提出一种基于程序执行路径的最弱前置条件计算框架，其输入为一条具体的执行路径，它沿着该执行路径执行反向分析并计算最弱前置条件。本论文的后续研究会基于该框架提出有效的符号执行加速方法与错误定位方法。\n 2.基于最弱前置条件计算的符号执行加速方法。\n 基于大部分执行路径共享相同后缀执行路径的特性，本论文提出一种有效的符号执行加速算法以提高符号执行技术的分析规模。该方法通过裁剪公共后缀路径以减少重复分析冗余路径，缓解符号执行路径爆炸问题。在完成每条执行路径遍历后，该方法通过前置条件计算框架为每个分支执行点更新从该点出发的子路径集合摘要，并在后续路径遍历中使用当前摘要信息裁剪冗余的子路径。该方法在加速符号执行分析效率的同时，不会裁剪任何非冗余的执行路径。本论文基于最弱前置条件计算框架实现了该方法的原型工具，并在Linux应用程序上展开相关实验，实验表明该方法能安全而有效的裁剪实际程序中的冗余执行路径，提高了符号执行的分析效率。\n 3.基于最弱前置条件计算的级联式错误定位方法。\n 在错误修复阶段，为了给开发人员提供有效的错误理解信息，本论文提出了一种级联式错误定位方法。通过最弱前置条件计算及约束求解技术，该方法通过级联式分析方法计算导致错误发生的所有可能原因，并将其组织成帮助开发人员易于理解错误的原因树。为了提高分析效率，本论文还提出了一系列的优化策略，从而保证该方法的有效性。本论文基于最弱前置条件计算框架实现了该方法的原型工具，在大量实际程序上的实验结果表明该工具能提供有效的信息辅助开发人员理解错误形成原因。\n 4.基于最弱前置条件计算的演化软件错误定位方法。\n 对于演化中的软件，本论文提出一种语义分析与动态分析相协同的回归测试错误定位方法。该方法在语义分析阶段产生有效信息帮助开发人员理解错误形成原因，同时它会利用动态分析确定引起错误发生的代码修改块。该方法充分结合了语义分析和动态分析的优点，提高了错误定位的有效性与准确性。本论文基于最弱前置条件计算框架实现了此协同分析方法的原型工具，并在Linux应用程序的演化错误上展开分析，其实验结果表明该方法既能提供有效信息帮助开发人员理解错误原因，也能准确定位导致错误发生的程序代码修改块。\n 5.基于最弱前置条件计算的软件测试与错误定位实例。\n 为了系统说明本论文中提出的符号执行加速方法与错误定位方法的可用性以及有效性，本论文在一个实际含有错误的程序上相继展开软件测试与错误定位分析。实例分析结果表明，本论文提出的符号执行加速方法能快速生成覆盖非冗余路径的测试用例集，而错误定位方法能有效的分析错误发生原因，且能快速而准确的标识演化版本中引起错误的程序修改块集合。

关键词： software reliability   operational profile   fuzzy logic   severity   occurrence probability  

摘要： Operational Profile is found to be an important technique for critical fault removal . Software Operational Profile (SOP) plays a vital role in reliability estimation, quality valuation, performance analysis and test case allocation of software. However, some problems are detected by software experts with the development of SOP as data resources are very limited and large effort is required to convert gathered data into point estimate. Also uncertainty is involved with SOP as it often changes during operational phase. Software operational profile plays a crucial role in improving the software quality. Therefore, in this paper, software test case allocation using fuzzy logic based on operational profile based is proposed and it takes usage data in terms of linguistic variable. The model is validated with the existing literature. Validation result is satisfactory.

关键词： 软件测试   受控马尔可夫链   关联缺陷   优化算法  

摘要： 软件测试过程通常期望以最小的成本检测尽可能多的缺陷.为了降低建模复杂度,多数文献通常假设缺陷之间相互独立.但在实际测试中,缺陷之间往往存在关联,并且每个缺陷引发软件失效的严重程度也不相同.充分利用缺陷之间的关联信息,有助于增加相关缺陷的可检测率,提高软件测试效率.因此,提出一种新的思路:利用软件缺陷之间的关联构造缺陷相关系数,引入回扣机制,量化不同严重等级的缺陷所被检测到的价值,综合考虑缺陷相关系数、检测率、回扣三者的权值,以构造基于缺陷关联的最优测试策略.同时,提出复合的优化算法来构造相应的最小生成树,将测试剖面转换成带权的路径问题,以有效地寻找具有最大权值的最优测试路径.另外,改进了已有的剔除策略,以更有效地删除关联缺陷.通过实验仿真,并与其他测试策略相比较,证明了该方法的有效性.

关键词： 软件工程   软件测试   支持向量机   BP神经网络   测试用例生成  

摘要： 针对在小样本情况下BP神经网络在生成软件测试用例的过程中可能产生的过学习问题及识别正确率较差的缺点,运用支持向量机具有更好的泛化性能的原理,提出了应用支持向量机生成测试用例的方法。对五个软件测试实例针对多组不同数量的训练样本所做的实验表明,在小样本情况下与BP神经网络相比,应用支持向量机得到的测试用例预期结果的正确率提高了10个百分点以上,说明了该方法的有效性。

关键词： 东京大学   软件测试   英语试卷   科技研究所   大学入学考试   研究项目   人工神经网络   模拟考   神经网络算法   神经元个数  

摘要： 近日,日本研究人员公布了一款名为To-Robo的人工智能软件测试结果。在解答标准化高考英语试卷时,To-Robo得了95分,打败日本高中生的平均分93.1分。这项名为"机器人考东大"的研究项目由富士通实验室与日本国立科技研究所于2011年联合推出。

关键词： 软件测试   流程改进   软件行业   外包项目  

摘要： 软件行业作为新兴行业已融入了全球化的大潮，并在近几年成为其中的佼佼者和弄潮儿。软件外包行业更是异军突起，随着各大软件公司越来越高的成本压力和对全球资源合理配置的迫切需要，软件外包这种全球合作模式已渐渐成为当代社会非常重要的一种商业模式，也是企业价值链中重要的一环。\n 随着我国软件外包行业的飞速发展，单纯依靠人力资源的成本优势，以“人头模式”为主的外包模式的发展将趋缓。提高软件外包企业的专业服务水平，提升软件外包企业在产业价值链中的层次，将成为未来行业的发展方向。软件质量表示软件符合用户使用需求的程度，软件外包企业只有通过不断的改进质量管理的方法和流程，提供具有符合国际市场用户需求的高质量的软件产品，才能提高进军国际软件外包市场的竞争实力。软件测试作为软件质量的守护神，是软件外包项目中的重要环节。软件测试流程的质量将直接影响到产品的质量和项目的成败。然而，现阶段我国的软件外包的项目管理水平还处于初级阶段，在外包项目中，对于测试流程的管理经验也相对缺乏。本文通过一个具体的软件外包项目 X，以六西格玛管理方法中的DMAIC模型为改进思路，分析项目X的软件测试流程中的问题并实施改进。\n 文本的研究是将DMAIC理论和实际的软件测试流程改进实践相结合的过程。希望探讨出以客户需求为导向的测试流程改进思路，进一步提升客户满意度。对于软件外包企业中的测试流程改进具有借鉴意义。

关键词： 软件测试   测试目标   测试原则   测试方法   测试流程  

摘要： 随着社会进步和科学技术的不断发展,软件作为一个逻辑产品被越来越广泛地使用在国民经济和社会生活的各个层面,但由于其复杂性和不确定性,使得软件在运行时总会出现一些不可避免的错误,对人们的生产和生活带来一定的影响。软件测试是保证软件质量、降低软件成本的一个非常有效的手段,通过测试来发现和解决软件中存在的缺陷和错误,提高软件的稳定性和可靠性。

关键词： 软件测试   智能Fuzzing   异常分布   脆弱点  

摘要： 现有主流智能Fuzzing测试一般通过对程序内部结构的精确分析构造新测试样本,因而严重依赖于当前计算机的性能,往往忽略了已发现的程序异常信息对新测试样本构造的指导意义。为了克服上述缺陷,该文提出一种基于异常分布导向的智能Fuzzing方法。该方法针对二进制程序测试,建立了TGM(Testcase Generation Model)样本构造模型:首先根据计算能力收集测试样本集的相关信息;然后随机选择初始测试样本进行测试;最后,基于测试结果初始化模型参数,根据模型优先选择更有效的输入属性构造新样本并进行新一轮测试,通过重复进行该步骤,在迭代测试中不断更新模型参数,用于指导下一轮新测试样本构造。实验数据表明该方法可以辅助Fuzzing选择更有效的样本优先进行测试,设计的原型工具Comb Fuzz在异常检测能力和代码覆盖能力上都有良好表现,同时,在对大型应用程序进行测试时,与微软SDL实验室的Mini Fuzz测试器相比,在限定时间内平均异常发现率提高近18倍,并在WPS 2013等软件中发现了7个Mini Fuzz无法发现的未公开"可利用"脆弱点。

关键词： 软件测试   项目管理   信息化管理   软件测试体系  

摘要： 在深入分析软件测试现状、存在问题的基础上,结合项目管理、信息化管理、软件测试规范与软件测试体系,提出相关对策,为软件测试工作提供借鉴。