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关键词： 仪器驱动   测试框架   软件测试   测试方法  

摘要： 随着仪器设备性能指标的不断提高,仪器设备的软件测试逐渐成为了仪器软件行业的重点发展方向。测试开发人员通常使用测试框架构建测试程序,而现有测试框架多为针对纯软系统而设计,无法满足仪器用户级驱动程序的测试需求,并且仪器软件测试通常以面向过程结合断点调试的方式实现,此方式使得测试不具有回归性和可重复性。为了解决上述问题,本文设计了一款名为VMTest(Vala Mock Test)的软件测试框架,具有针对仪器用户级驱动程序测试设计的功能,适用于仪器系统的测试开发。本文的主要研究内容如下。1.为了解决驱动程序需要编程语言具有较高的构建效率和运行效率的问题,使用了Vala语言编写仪器系统驱动程序和测试框架。VMTest框架具有运行时间测试,测试案例复用和测试日志生成等功能。2.为了解决仪器驱动程序与硬件耦合度较高,难以测试驱动软件逻辑的问题,采取了驱动逻辑与IO逻辑分层测试的方法并使用了测试框架提供的测试辅助功能。测试辅助功能由容器和Mock功能构成,通过构建Mock对象实现了对硬件的解耦。3.测试框架针对仪器功能模块同时工作难以测试的问题设计了并行测试功能。此功能可以解析依赖关系图,构建邻接矩阵,自动判断测试的执行优先级,分配线程资源,提高测试效率。4.以SOC测试系统和DDR存储器测试系统的驱动程序为例,研究了测试框架在实际案例中的应用。结合软件测试方法和项目开发方法制定测试方案,测试完成后对测试结果进行统计,并以代码覆盖率为指标分析测试结果,证明了测试框架的实用性。5.测试了框架的基础测试功能、仪器驱动测试功能和测试程序执行入口,验证了其功能稳定性。此外,通过效率测试证明了并行测试功能具有更高的测试效率。VMTest现已应用在任意波发生器系统,PXIe数据采集系统,SOC测试系统以及DDR存储器测试系统中,经过多个项目的实际应用证明,使用此测试框架能够对仪器设备驱动程序进行高效且全面的测试。

关键词： 软件测试   蜕变测试   蜕变关系   蜕变关系复杂性  

摘要： 软件验证是确保核电数值计算程序正确性、可靠性的重要保障。软件测试是软件验证的核心,传统软件测试方法使用测试预期值检验程序。然而,核电数值计算程序难以构造预期结果,严重影响了验证有效性。蜕变测试不需要预期值,通过蜕变关系检验程序,是缓解测试预期值问题的有效方法之一。 蜕变关系是蜕变测试的关键。蜕变关系选择直接影响测试效率,因此,如何选择“好的”蜕变关系是蜕变测试重要问题之一。现有蜕变关系选择方法可以分为两种:1)根据覆盖率等执行信息选择蜕变关系,2)依据经验挑选蜕变关系,前者只适用于回归测试,后者缺乏系统理论。 经验表明,蜕变关系越复杂,检错能力越强,但是,缺乏系统性概念与准则。本文提出一种基于复杂性的蜕变关系选择方法,主要研究内容包括以下三个方面: (1)针对表达式描述的蜕变关系,提出了基于规模复杂性的蜕变关系复杂性定义,并给出了具体的度量方法,为蜕变关系选择奠定理论基础。 (2)通过基本初等函数、三角形面积、大数计算共六个程序上的实验表明,规模复杂性可以度量蜕变关系的复杂性,复杂性与缺陷检测能力之间呈正相关。 (3)将蜕变关系复杂性应用于反应堆燃耗计算程序的蜕变测试,指导蜕变关系的选择,结果表明,基于复杂性的蜕变关系选择方法只需执行两次即可达到最大检错得分,相比之下,随机选择蜕变关系的方法需要执行7次才能达到最大检错得分,前者有效提高测试效率,在工程实践中具有重要现实意义。

关键词： 软件测试   移动应用   功能错误  

摘要： 移动应用软件(简称移动应用)是一种基于图形用户界面的事件驱动程序,近年来变得越来越流行。随着移动应用数量的爆炸式增长,开发移动应用的企业都竭尽所能地保障移动应用的质量,以提高其市场竞争力。尽管如此,很多移动应用都会在发布后曝露出各种各样的功能错误,这些功能错误会影响应用所提供的功能,造成移动应用的功能失效,甚至可能引起一些严重的后果。为了避免这些错误的发生,充分测试移动应用的功能至关重要。然而,由于移动应用的版本迭代频率高且应用状态复杂,手工测试移动应用的成本高昂。为此,研究人员们提出了一些自动化测试技术来帮助人们对移动应用进行测试。但是由于测试预言问题(即难以自动地区分移动应用的正确行为和错误行为)的存在,现有的自动化测试技术无法系统地对移动应用进行功能测试,只能检测到一些特定类型的功能错误。例如,大多数的动态测试技术都只能通过捕获应用日志中抛出的异常来检测移动应用中的崩溃错误,而无法判断那些非崩溃功能错误(指不会抛出异常的、仅仅能从应用界面上观察到错误表现的功能错误)是否发生。为了弥补现有技术的不足,本文着眼于移动应用功能的三个重要的质量属性:正确性、鲁棒性和安全性,分别提出了对应的移动应用自动化测试技术,以检测那些难以被现有技术所检测到的移动应用中的功能错误,具体如下: 1.提出了基于性质的模糊测试方法以检测移动应用中数据处理功能的错误。数据处理功能在移动应用中很常见,他们执行常见的增、删、改、查操作来处理应用的数据。确保这些数据处理功能的正确性对于保障移动应用基础功能的质量而言至关重要。为了有效检测这些数据处理功能中的错误(也称数据处理错误),本文提出了一种基于性质的模糊测试方法。这一方法创新性地使用基于模型的性质来刻画数据处理功能的特征,并通过随机组合相关的数据处理功能和其他可能的应用事件来对目标功能进行更充分的测试。为了支持这一方法的应用,本文实现了一个自动化的测试工具PBFDroid,在17个开源移动应用和3个商业移动应用中检测到了29个以前未知的数据处理错误。此外,本文的进一步评估结果表明,其中的非崩溃功能错误(共22个)无法被现有的测试工具所检测到。 2.提出了设置敏感的蜕变模糊测试方法和基于错误模式的静态分析方法以检测移动应用中由系统设置更改导致的功能错误。移动系统中有大量用户可更改的设置选项(例如网络设置),这些设置的变化将会对移动应用产生影响,导致各种功能错误,我们将这类错误称为设置缺陷。由于设置选项繁多,可能引起的错误类型复杂,因此很难系统性地对这类功能错误进行测试。为此,本文首次对设置缺陷进行了大型的实证研究以了解其特征。基于实证研究的结果,本文提出了两种在检测能力上互补的自动化错误检测方法(设置敏感的蜕变模糊测试方法和基于错误模式的静态分析方法)并实现了对应的工具Set Droid和Set Checker,分别从界面和代码层面系统地检测设置缺陷。在实验中,Set Droid和Set Checker在26个开源移动应用和5个商业移动应用中发现了共65个以前未知的设置缺陷,其中的非崩溃功能错误(共51个)无法被现有的测试工具所检测到。 3.提出了隐私规范驱动的测试方法以检测移动应用中违反社交隐私规范的功能错误。为保障用户的隐私安全,开发移动应用的公司会维护大量自然语言撰写的隐私规范,并在每次版本更新前基于它们对移动应用进行测试。然而,高效且充分地对这些规范进行检查是困难的。为此,本文提出了一种隐私规范驱动的测试方法,该方法通过将隐私规范转换为对应的自动机来指导应用探索并基于自动机所处的状态判断是否检测到与隐私规范不一致的应用行为。本文将这一方法实现为了一个自动化的测试工具SDTDroid并对其进行评估。评估结果表明,SDTDroid可以高效地检查给定的隐私规范,并在3个商业应用中检测到13个以前未知的与隐私规范不一致的应用行为,这类错误无法被现有的技术所检测到。 综上,本文针对移动应用中的功能错误自动化测试难的问题,从三个测试维度提出了测试方法并实现了对应的工具,并在包括微信、抖音、Instagram在内的多个移动应用中检测到上百个难以被现有测试技术所检测到的功能错误。

关键词： 人工智能   软件测试   软件自动化测试  

摘要： 人工智能行业飞速发展，各领域科技公司为了占据有利的市场地位，逐渐加强了软件自动化测试系统的设计研究力度，其根本目的是与市场主流软件相互兼容，运用人工智能方式解决传统软件自动化测试系统效率过低等问题。尤其是在新时代背景下，面对飞速发展的社会经济和信息技术，如何充分发挥软件自动化测试技术方法和应用系统的重要价值，是目前科技企业探讨的核心问题。因此，本文在阐述人工智能和软件测试自动化管理的基本概念后，根据软件自动化测试方法及系统应用研究的现实意义，主要分析了以Selenium为核心的Web自动化测试框架设计与实现，并结合操作方法和系统结构进行了验证分析。最终结果显示，基于人工智能模型的软件自动化测试方法和系统应用具有规范性和有效性。

关键词： 软件可测试性   测试性度量模型   融合模型   Transformer   自注意力机制  

摘要： 现代社会对软件产品的需求日益增加,计算机软件正逐步应用到社会生产生活的各个方面,软件的复杂性也随之不断提升,极大地增加软件测试的困难性。为有效提升测试效率,降低测试的难度和成本,需要对软件的可测试性进行系统地分析与度量。本课题分别基于融合模型和Transformer研究了面向对象软件的测试性度量模型,可客观评价软件的可测试性。同时将模型应用于对实习公司新软件项目的可测试性评价,为提高软件质量提供依据。论文的主要工作与研究创新如下所示:1.软件测试性参数及度量集的研究本文系统分析软件的可测试性,将达到全覆盖率所需测试套件的规模作为软件测试性参数。通过收集企业软件“兵力精算仿真开发系统v1.0”的真实数据,对其进行预处理与分析,以类为研究数据对象构建软件测试性度量集。2.基于融合模型的软件测试性度量模型构建及应用研究论文将单一模型与集成学习模型通过Stacking算法进行融合,实现对软件可测试性的预测。以“兵力精算仿真开发系统v1.0”收集的真实数据作为样本数据,分别对多元线性回归、支持向量机、随机森林和XGBoost进行训练,使用Stacking算法对以上四种算法进行融合。实验数据表明,基于融合模型的软件测试性度量模型在性能上优于其它四种机器学习模型。最后使用获得的融合模型分别以公司新研发的软件“军事仿真平台”以及“兵力精算仿真开发系统v2.0”为实例,探究模型的工程应用性和预测性能。3.基于Transformer的测试性度量模型构建及应用研究考虑融合模型对新研发软件的可测试性预测存在一定局限性,本文对类特征属性进行两两相关性分析,借助自注意力机制构建轻量级的Transformer模型来度量软件的可测试性。对模型进行训练,与融合模型对比分析,Transformer模型的整体性能提升10.82%,且新模型具有更高的稳定性。通过模型的消融实验,验证了Self-Attention层的有效性。同样将新模型应用于上述的“军事仿真平台”和“兵力精算仿真开发系统v2.0”进行工程应用研究,应用结果表明,基于Transformer的软件测试性度量模型可较好地解决融合模型预测效果不稳定的问题,具有更强的可测试性预测能力。

摘要： 在每一款软件产品背后，都有一群努力找BUG（即软件中的缺陷、漏洞、不合理的存在）的测试人。没错，我们就是软件产品的BUG终结者——软件测试工程师，江湖人送外号“程序员的一生之敌”。软件测试是指在规定的条件下对程序进行操作，以发现程序中的漏洞，衡量软件产品的质量，并对其能否满足设计要求进行评估。通俗来说，软件测试工程师就是软件产品质检员。

关键词： 银行   软件测试   过程改进   TMMi  

摘要： 伴随5G通信、区块链、人工智能等技术的发展,科学技术为人们提供了巨大的方便,但也给中国的传统银行业造成了巨大冲击,商业银行在客户关系、业务模式、运营体系等方面都受到了史无前例的挑战。为了响应快速变化的市场,商业银行在加快科技转型的同时必须以更快的速度向市场交付出更好的产品和服务。而产品和服务的背后离不开银行软件的支持,于是提升银行软件的开发和测试的质量和效率就成为商业银行的首要任务。 与其他行业不同,银行业涉及的监管机构较多,银行系统的开发和优化不仅在流程和信息数据上需要满足如人行、银监等机构的要求,很多业务系统同样需要与外部监管系统对接,如外汇业务向外管局报送,对公开户向人行报备等。同时,银行系统和客户的体量庞大,大型商业银行至少存在上百个业务系统,系统间相对独立又相互关联,一个系统出现的问题可能影响多个系统,银行客户遍布全国,涉及资金庞大,任何一个小问题最终影响到的客户和金额都不可想象。银行组织架构较庞大且复杂,软件的开发通常不是采用项目制的方式,而是各部门分头管理。银行的业务部门、软件开发部门、测试部门各自负责一部分工作的管理,沟通效率成为难题。 本文旨在深入分析银行软件项目的全生命周期,并对其现有的软件测试过程和采用的测试过程进行详细分析,发现银行存在软件测试过程相对独立和测试资产库不够完善的问题。本文参考TMMi(Test Maturity Model Integration)对测试过程的改进要求,引入DevOps(Development&Operations)模式,同时结合商业银行的软件测试特点,形成了可落地的软件测试改进方法,将原本独立的软件测试过程融入软件项目的各个阶段,打破业务部门、开发部门、测试部门和运维部门的沟通壁垒,运用自动化脚本、测试挡板、测试风险、业务流程等方式丰富测试资产库,实现软件测试的效率提升,并控制风险,保证软件的效率和质量要求。 为了能更加客观综合的评估改进效果,本文收集了C银行五年的软件测试项目,并提取了项目中的各类测试数据进行评估。由于测试数据中存在大量正面和负面数据,且各数据间的数量级差异较大,为保证数据间的可比性,并得出最终的综合改进效果,本文采用了TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)评估法对改进效果进行评估。基于对C银行改进前后软件测试相关数据的对比评估,验证了基于TMMi的软件测试改进方法对于提升银行软件测试的质量和效率取得了预期效果。 C银行是一家全国性的商业银行,已经正式通过了国际TMMi组织的五级认证,无论是银行体量,还是软件测试的成熟度,C银行都具代表性。为确保银行软件测试过程改进方法的普适性,本文选择C银行作为验证对象,以确保本文对于银行软件测试的改进方法可以更好的适用于其他商业银行等金融机构,进而加速金融科技转型步伐。

关键词： 软件测试   测试用例生成   粒子群优化算法   自适应随机测试   代理模型  

摘要： 随着现代软件规模的不断增大和复杂性的逐渐提高,软件测试的难度和复杂度也随之增加。软件测试是确保软件质量的重要手段,也是软件开发生命周期的重要组成部分。然而,手动设计测试用例往往需耗费大量时间和精力。测试用例自动生成技术可以有效地降低软件开发过程中的人力、财力和时间成本。因此,该技术的研究具有非常重要的现实意义。基于搜索的测试用例生成技术,将测试用例生成问题转化为函数优化问题,并使用启发式搜索算法解决此问题。粒子群优化算法具有简单高效、鲁棒性强等优点,已经应用于测试用例生成问题上。然而,粒子群优化算法容易陷入局部最优解,这可能导致生成的测试用例对路径覆盖不全面。此外,粒子群优化算法在面对测试程序的高维搜索空间时,计算成本也相对较高。本文研究的课题是基于粒子群优化算法的测试用例生成技术,围绕该课题,本文的工作如下:(1)针对粒子群后期容易陷入局部最优的问题,本文提出了一种基于自适应随机测试的粒子群优化算法。该算法引入自适应随机测试,在种群陷入局部最优时,根据候选测试用例与已执行测试用例的相似性生成可能跳出局部最优的粒子,提高算法找到全局最优解的概率。实验结果表明所提算法具有更高的搜索精度和全局探索能力。(2)针对算法随程序搜索空间增加,计算成本显著增加的问题,本文提出了基于代理模型的粒子群优化算法。首先利用样本集训练代理模型,然后通过训练好的代理模型对种群进化粒子的适应度进行高效的估计,并选择少量适应度估计值较高的粒子执行程序计算真实的适应度值。进一步,根据适应度估计值和真实值之间的误差更新代理模型。实验结果表明所提方法能够提高测试用例生成效率,同时降低计算时间和成本。(3)上述研究工作基础上,设计并实现了基于搜索算法的测试用例生成原型系统。该系统支持图形化操作实现测试用例生成和结果分析,能方便设置输入参数,提供了良好的接口,易于集成其他搜索算法,进一步提高测试用例生成算法验证的效率。

摘要： 软件是一种由人编写的、无形的且具备逻辑思维的产品，因此不可避免地会存在一些设计缺陷，而软件测试正是检测软件设计中存在的漏洞、提高软件开发质量、避免带来更大损失的重要环节。随着以互联网为核心的信息技术发展速度的不断加快，软件的应用范围也在不断地扩大，立足新的时代背景，研究更加完善的软件测试技术，已成为目前国内外软件开发者努力的方向。由赵亮编著、中国商业出版社出版的《计算机软件测试技术与管理研究》一书，全面系统地介绍了软件测试的基础理论和现有技术，并结合国际先进的软件开发理念，以期探索出更加完善的软件测试技术，该书对于软件开发质量的提高和软件运行安全性的提升具有重要的参考价值。

关键词： 红外辐射   海表热辐射仪   软件设计   软件测试  

摘要： 海洋面积占据了地球的表面积的七成,获取海水表面温度对于海洋交通、军事、环境保护以及气象报告等方面都有着重要的影响。海表热辐射仪利用红外辐射采集海水表面辐射数据,通过对红外辐射信号进行分析并结合大气信息,应用相关温度修正算法获得实时、准确的海水表面温度。本文基于学校导师课题组和合作企业联合自主研制的某款国产化船载海表热辐射仪设备改进研制项目,对原型号产品进行国产化主板硬件和操作系统软件平台升级,在新平台下对海表热辐射仪软件进行重新设计,以提升设备的精度与稳定度,并对软件进行功能测试和性能验证。本文首先对海表温度反演相关知识进行了简要阐述,分析了海水层深度对测温结果的影响与传统海表测温方法和大气环境干扰下的海表测温识别方法的不足。然后说明海表热辐射仪的工作原理,以及影响测量海水表面温度的因素,并基于海表热辐射仪测温误差进行影响因素权重分析。最后对海表热辐射仪的国产化方案进行论述,并完成新海表热辐射仪软件的设计、功能测试和性能验证。海表热辐射仪的国产化方案,主要从主板升级、操作系统升级和软件优化设计三方面进行。主板与操作系统的选型首要标准是国产化,其次是各性能指标综合考虑下要至少不亚于原海表热辐射仪的主板与操作系统。在综合比对与研究市面上的国产主板和操作系统后,将盛博SAM-3612B型号的主板和***53系列处理器更换为格联GLM-HEM-IPM主板和龙芯2K1000工业级处理器,将操作系统红帽(Red Hat)操作系统更换为中标麒麟5.0操作系统。新型号的海表热辐射仪软件参考旧设备的功能需求,对软件进行重新设计并在功能上加以优化实现,通过与BP神经网络相结合对信息处理算法进行了优化改进,同时对数据存储模块和设备故障反馈功能进行了优化设计。在完成软件的优化设计与实现后,对新型海表热辐射仪软件进行功能测试和性能验证,实验结果表明新型海表热辐射仪的测温性能分辨率达到0.1℃、精度在0.5℃以内,标准差也在0.5以内,满足测温误差指标的设计要求且测温结果优于旧型号海表热辐射仪,软件还通过了第三方测试,质量满足要求。