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关键词： 软件可靠性模型   TMMi   V模型   敏捷测试   测试质量管理  

摘要： 随着传统金融行业面向数字化转型的迫切需求,以及银行业为响应国家“去IOE”、采购国产化设备、自主研发应用系统等号召,使得A银行面临软件规模不断增长和原有业务系统功能不断更新的双重压力,导致其应用系统的可靠性面临着巨大挑战。如何保障应用系统长期稳定的线上运行成为A银行各部门关注的重点。为提升软件质量,A银行测试中心构建了基于TMMi的软件测试质量管理体系。但由于该质量管理体系对软件测试度量和质量控制的关键环节——软件质量在投产前的量化评估缺少关注。使得A银行软件质量一直难以有所突破,如何改进现有质量管理方法,通过量化预测软件可靠性并研究出一套可提高A银行测试中心的质量管理方法成为一项富于挑战性的课题。本文首先从TMMi（测试成熟度模型集成）和软件可靠性模型的分析出发,定义软件可靠性的度量指标。一方面将软件可靠性度量指标有效的引入瀑布研发模式的“V模型”测试流程和敏捷研发模式的敏捷测试流程,用以优化软件测试退出标准和测试过程监控流程。另一方面将软件产品从研发测试到生产运营过程中的所有失效缺陷数据作为分析对象,利用数理统计方法建立软件可靠性模型,例如Rayleigh模型、延迟S模型、非齐次泊松模型、对数泊松模型等。通过分析模型参数的业务含义,来实时动态预测软件质量的可靠性。最后以具体的软件项目——新一代贷记卡系统等项目为例,通过实践证明了软件可靠性模型与基于TMMi质量管理系统的融合对于提升A银行测试中心的软件质量具有非常显著的作用。鉴于软件测试组织基于软件可靠性模型的质量管理研究案例较少。尤其是金融行业测试组织在软件可靠性模型领域的研究与应用还处于起步阶段,本文针对A银行测试中心的实际问题,提出了具有针对性的解决方案,并将A银行的成功经验总结形成可复制的实施经验,为软件可靠性模型如何在测试质量管理中实施落地提供了较为完整的参考方案。

关键词： 漏洞挖掘   支配点覆盖   导向型模糊测试   链接时优化   软件测试  

摘要： 如今,由漏洞引发的网络安全事件此起彼伏,模糊测试技术逐渐得到人们的重视。导向型模糊测试针对程序指定代码区域进行大量测试,在高危漏洞挖掘方面比传统模糊测试效果更佳。早期的导向型模糊测试技术通过符号执行生成目标位置的测试用例,但其实用性和性能都不如导向型灰盒模糊测试技术。目前导向型灰盒模糊测试技术仍存在三个挑战:(1)种子能量分配不公平;(2)如何协调探索和利用阶段时间;(3)间接调用造成的距离导向失效。针对以上挑战,本文提出了一个基于支配点覆盖的导向型灰盒模糊测试技术方案。这里的支配点指的是种子执行路径中支配目标基本块的基本块。该方案通过额外插桩记录种子的支配点数量,在基于距离的能量分配方法中加入支配点的影响,公平地为不同远近种子分配变异能量;通过在每轮变异开始时判断上一轮是否加入了包含支配点的种子,动态调整阶段转换时间,解决人工指定时间带来的路径探索不全面或用时过长问题;通过轻量级动态分析获得的函数间接调用信息修补调用图,完善并恢复了距离导向机制;此外,本文通过使用链接时无碰撞插桩技术、覆盖信息统计溢出规避技术以及魔术字节绕过技术直接增强导向型灰盒模糊测试的整体性能,提高其漏洞挖掘能力。最后,基于上述技术方案本文构建了导向型灰盒模糊器工具Dom AFL,并在LAVA-M测试集和真实程序中进行了性能测试。在LAVA-M测试集中,Dom AFL在base64和md5sum程序上几乎找出了所有漏洞;在tiffcp程序中,其发现的崩溃数量是AFLGo的4倍;在listswf程序中,其首次发现特定漏洞的时间相比AFLGo缩短了52%。实验表明,Dom AFL提高了导向型灰盒模糊测试的效率和实用性,同时其引入的支配点概念也为导向型模糊测试拓展了新的优化及实现思路。

关键词： 航电显示控制软件   信号激励   仿真系统   测试验证  

摘要： 测试验证是航电显示控制系统设计研发过程中重要环节，受安全与成本制约，多数测试需要仿真技术的辅助。测试过程中传感器参数要通过信号激励系统进行模拟，主要有模型测试和软硬件结合仿真等方式，但整体方法复杂、工程量大。基于此，本文介绍一种纯软件的显控软件信号激励系统。该系统可直接运行在显控软件开发环境，实现开发、测试环境统一，测试流程短、简洁高效。可通过界面操作实现信号激励，仿真系统与航电显控界面间交互直观清晰、操作简单。且该系统无需修改显控模型、可对接多种型号飞机显控软件，可移植性好、复用性强。

关键词： 软件测试   自适应随机测试   空间划分   信息熵   测试用例生成  

摘要： 在当今信息化不断发展的时代,计算机软件作为信息化的关键组成部分,已经广泛参与和应用于人类信息产业和日常生活的各个方面。因此,软件的质量问题备受人们关注。软件测试在软件开发阶段为保障软件质量起到了重要作用。测试用例生成作为其中关键一环,如何生成较高揭错率的测试用例,一直是软件测试领域的热点话题。基于此,自适应随机测试(Adaptive Random Testing,ART)被提出,其保证测试用例尽可能在输入域中均匀分布,进而提升错误检测能力。FSCS-ART(Fixed-size-Candidate-set ART)作为众多ART算法中的经典算法,由于其较好的揭错能力,被研究人员深入研究以及广泛应用。然而,由于其生成测试用例时需要进行大量的测试用例相似性计算,不断膨胀的测试用例数量将引发严重的计算时间开销问题。此外,维度的升高导致其有效性明显降低。上述两类问题限制其实际应用。本文重点分析了FSCS-ART算法的整个过程,首先从提升效率的角度,将一种空间划分模式应用其中实现了测试用例快速生成。随后从改善有效性的角度,提出了两种改进策略来获得更均匀的测试用例分布。并通过一系列实验分析所提算法的效率和有效性情况。最后,通过一个原型系统对所提算法进行验证。本文主要完成了如下工作:1、针对传统的ART算法高昂的时间开销问题,提出了基于改进内存度量树的FSCS-ART算法(FSCS-ART based on the modified Metric-Memory tree,MMFCART)。该算法利用内存度量树(MM树)的划分模式将输入域划分成不同的子区域,空间相似性高的测试用例被划分到同一个或相邻子区域中。通过搜索半径将最近邻搜索限制在某一个或几个子区域中,大幅降低全输入域搜索带来的高昂时间开销。同时为了匹配ART算法的动态过程,提出了一种改进的MM树结构,将子区域与树的节点相对应来存储测试用例。通过与多种ART算法进行实验对比,表明了MMFC-ART算法不仅大幅减少了时间开销,同时一定程度上提高了高维有效性。2、针对MMFC-ART算法低维有效性稍差以及在高维仍然存在较严重的边界效应问题,提出了基于森林策略和信息熵策略的改进MMFC-ART算法,即(ForestStrategy MMFC-ART,FS-MMFC)和(Information-Entropy Strategy MMFC-ART,IES-MMFC)。森林策略引入多棵改进的MM树对输入域进行划分,将每一个测试用例分别存储到多棵树中。在进行最近邻搜索时,分别在多棵树中进行搜索获得多个最近邻,保留距离值最小的作为最终最近邻。信息熵策略通过加入信息熵指标,和原有的距离指标综合度量测试用例相似性来选择测试用例(即距离-信息熵选择策略),以此实现测试用例在高维更为均匀的分布,提升算法高维有效性。同样通过实验验证了两种改进算法仍远比FSCS-ART算法检测异常所需时间短,并且进一步提升了MMFC-ART算法的有效性,其中IES-MMFC算法在高维的有效性大幅提升。3、设计并实现了一个原型系统。该系统由测试模式预处理模块、测试算法执行模块、测试结果统计分析模块和测试结果存取模块构成。系统以自动化的形式完成每个算法的测试工作,并验证了本文所提算法的表现。

摘要： 在金融行业数字化转型的时代背景下，数据已成为金融业安全、高效、可控发展和管理的关键要素。如何利用数据驱动软件测试人员效能提升，一直是业界的管理难题，目前主流的方式是采取多维度的融合评价，将“人员投入、产出数量、产出质量”进行指标化和模型化，最终量化展示，对测试人员绩效进行评价和激励。由此可见，效能的定义，不是纯粹的快或慢、多或少，是效率兼顾了质量约束，避免数据驱动的行为走错方向。

关键词： 自然计算   库伦定律   软件测试   测试用例生成   收敛性证明  

摘要： 随着信息时代的飞速发展,自然计算方法已然被应用于众多领域,并取得较大突破,其中就包含软件测试方面,而如何高效选取自动化测试用例生成与自然计算方法有效结合至关重要。针对传统自然计算方法在解决多峰、复杂高维问题时易陷入局部最优、算法性能差、求解精度不高等问题以及在软件测试方面存在测试效率低下等缺陷,本文利用库伦定律提出一种电荷特性策略,并与自然计算方法结合生成测试用例框架解决上述问题。研究成果主要为:提出一种电荷特性策略的自然计算方法,此策略适用于基于种群的自然计算方法,且执行过程不依靠具体算法的进化过程。本文主要利用库仑定律中带电个体的相互运动,同时对个体的运动情况加以控制,以平衡自然计算方法的探索与开发能力,提高个体跳出局部最优的机会,有效增加种群的多样性。对于算法的普适性,则设计了库仑定律公式及其各个参数,同时,采用马尔可夫链对电荷特性策略进行收敛性分析。将所提出的策略分别应用于粒子群算法与差分进化算法中,使用经典测试函数对其性能进行验证,同时也与目前几种主流算法进行适应度值、算法收敛率对比。实验结果表明,使用该策略后的自然计算方法在寻优精度和收敛率上均有明显提升。在自然计算方法与软件测试用例生成技术的基础上,提出一种基于电荷特性的分支覆盖测试用例生成框架。主要利用测试用例自动化生成与自然计算方法的有效结合,设计出一种新的适应度函数,通过对分支距离函数、分支嵌套深度与分支权重的分析,新适应度函数可以根据不同的分支条件与深度,自适应的计算适应度值,构建自然计算方法与测试用例之间的桥梁纽带。为了评价电荷特性的生成框架在结构性测试用例的生成效果,将其应用到粒子群算法中,采用基准程序进行实验,对比粒子群算法和近几年主流测试用例生成方法。实验结果表明,在测试用例生成方面电荷特性框架较未改进原算法在覆盖率与平均进化代数上均具有优势。

关键词： 性能测试   TaaS   LoadRunner   RBAC  

摘要： 性能测试属于非功能性的测试,目的是确定应用程序在给定工作负载下的稳定性、运行速度以及响应能力,是保障软件质量的关键步骤之一。性能测试包含着多种类型,常见的有负载测试、基准测试、峰值测试等,单一的性能测试工具无法满足测试人员执行多种类型性能测试任务的需要,并且不同的测试工具往往操作流程不同,这给测试人员带来了较大的学习成本。此外,尽管市面上主流的性能测试工具提供了强大的功能,但其附加的代价是对于部分企业来说,测试工具的价格偏高。本文依托于某软件测试平台,基于测试即服务(Test as a Service,简称 TaaS)的思想以及 LoadRunner Enterprise、Leming TPC-DS和Leming TPC-E这三款测试工具的编程接口,设计并实现了一个综合性的、操作流程统一的性能测试子系统,该系统可为用户提供多种类型的性能测试服务。本文在现有测试工具提供的功能基础上,实现了系统调度机制,该机制能调度“执行失败”的测试重新执行,提高了测试效率。本文还实现了“工具租用”的功能,不仅可以让用户按需租用测试工具,还免去了用户部署以及维护测试工具的工作。此外,本文还基于RBACO(Core Role Based Access Control)模型实现了用户权限管理功能。本文具体的研究内容如下:1)调研性能测试子系统的相关研究现状,重点调研了LoadRunner Enterprise、Leming TPC-DS 和 Leming TPC-E 这三款测试工具的操作流程与基本原理,然后使用统一建模语言(Unified Modeling Language,简称UML)对性能测试的流程进行建模与分析,并抽象出四个通用的测试阶段,最后将上述测试工具的操作流程适配到本文抽象的四个测试阶段中。2)对性能测试子系统进行需求分析,包括总体需求描述、用户角色分析、功能性需求分析和非功能性需求分析。3)对性能测试子系统进行总体设计,包括系统架构设计、前后端通信设计、系统功能结构设计、系统核心功能设计、数据库概念模型设计等。4)使用 Spring Cloud、Spring Boot 和 Apache Shiro 等开发框架实现性能测试子系统的各功能模块,包括用户权限管理模块、测试工具配置管理模块、测试工具租用管理模块、测试脚本管理模块、测试场景管理模块、测试执行管理模块、测试结果管理模块等。

关键词： 全面质量管理   项目管理   软件开发   软件测试  

摘要： 随着“互联网+”战略的深入实施,我国软件行业快速发展,在产业规模日益壮大的同时暴露了龙头企业增长乏力、知识产权保护力低、关键技术缺乏突破等问题,软件质量成为制约我国软件产业发展的瓶颈。对软件企业而言,产品是企业生命力所在,软件产品质量直接影响客户体验,缺陷产品甚至会危及企业生存,如何提高软件产品质量是每一个软件企业都必须重视的问题。本文以国有软件企业A公司为例,从过程控制、开发规范等方面分析软件开发过程中存在的问题,从质量管理视角进行软件开发质量优化。软件开发质量管理的核心包括质量目标、质量计划、质量控制和质量保证。本文基于全面质量管理和PDCA管理循环理念,使用流程图分析和鱼骨图分析法,从质量制度设计和流程优化的视角,对产生的需求分析偏离、项目延期、评审失范和缺陷超标等问题进行研究。对A公司进行了分析,调研和实验表明,软件质量的控制需要从全面质量管理、项目质量管理、开发测试阶段管理、质量保障管理四个方面进行优化,数据表明,通过对软件开发质量中各个阶段进行质量控制,并配套相关评价指标基准进行晾晒,有效的提高了A公司软件开发质量,有助于提升A公司的市场竞争力。本文提出的质量管理流程和优化方案,可应用于我国其他软件企业。

关键词： 软件测试   测试过程改进   优先级排序   测试用例选择   DevOps  

摘要： DevOps软件开发作为敏捷开发的延续,通过打通开发与运维的界限,进一步缩短了软件的交付周期,满足了软件即服务的现代软件需求。但由于DevOps缺乏统一的实施标准,采用DevOps开发模式的组织在开发实践中,其产品质量和开发效率往往无法实现兼顾。软件测试作为软件开发的必要过程,是保证软件质量、提高软件可靠性的关键环节。传统的软件测试主要关注于产品质量,测试中存在大量的冗余过程及测试用例,这与需要兼顾质量和效率的DevOps开发模式存在诸多不相适应的方面。本文系统研究如何在保证软件测试质量的前提下提升测试效率,针对测试过程实践存在冗余的问题,依据DevOps的特点,分析提取测试过程中的关键因素,构建轻量级的测试过程改进框架;针对测试用例优化问题,分别面向持续集成和持续交付阶段,提出适应不同开发阶段的测试用例优化策略,为希望采用DevOps开发模式的组织在改进测试实践时,提供具体可行的参考依据。具体研究工作如下:1.针对传统测试过程与DevOps开发模式不相适应,而目前针对其测试过程改进研究相对缺乏的问题,本文根据DevOps模式的原则和特点,提出面向DevOps的软件测试过程改进框架。对已有文献中析出的DevOps的主要影响因素进行分析,解析出与软件测试相关的过程因子,将质量和效率作为测试因子重要性的评价指标,针对不同性能的组织,分析需重点关注的测试因子,建立软件测试过程的改进框架并给出了具体的实践建议。2.针对持续集成阶段,测试目标动态变化的问题,本文提出一种基于用例属性标识的回归测试优化方法,针对测试的不同需求,依据回归测试的目标变化,动态选择匹配的优化策略。首先构建基于失败标识、缺陷检测数、重要性因子和新旧功能标识的用例属性标识,并根据历史数据和关联关系对用例属性进行初始化;其次根据测试目标,区分新功能测试、修改性测试,将需求映射为具体的用例属性指标,据此对测试用例进行选择,再计算重要性因子,更新用例属性标签,根据用例属性进行优先级自动排序;而后在用例执行中,结合时间、资源的要求,通过用例属性选择相应规模的测试用例进行执行,以保证既满足尽早发现缺陷的需要,又符合测试快速反馈的要求;最后,选择开源数据集进行实验,验证了优化方法的有效性。3.针对持续交付阶段,面向用户需求和实际环境的验收测试面临着测试用例多、场景变化大的问题,提出一种基于测试用例粒度的验收测试优化方法,针对测试用例的不同层次,分别采用测试用例选择和优先级排序进行测试用例优化。首先构建需求关联的测试套件,采用需求向测试用例的目标搜索,进行测试用例选择;其次区分测试套件内和测试套件间两个层次分别进行优先级排序;而后在测试执行时,精简测试用例执行动作,进一步缩短验收测试的执行时间,尽早满足用户需求,实现价值快速交付;最后,将本文方法运用于实际工业项目进行实验,结果表明,该方法能够在提高需求满足效率的同时,降低测试用例规模并缩短测试执行时间。