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关键词： 硬件在环   辅助驾驶系统   UML建模   软件测试  

摘要： 面对铁路货物运量不断增长的现状,现有重载列车操纵水平已难以满足铁路运输需求,而辅助驾驶系统可提供优化操纵建议,帮助司机高水平控制列车运行,提高运输效率。在辅助驾驶系统研制的过程,需对系统进行仿真测试以确保系统实现设计功能。半实物仿真技术可在上位机构建数字化列车仿真场景和测试用例,同时通过增加车载硬件设备来丰富测试项点,增强仿真测试的可靠性和有效性,因此,在实验室环境下搭建一套用于测试系统样机运行性能和算法效果的半实物仿真测试平台对于辅助驾驶系统的研发具有重要意义。首先,根据平台功能需求将平台划分为场景仿真子系统、数据通信子系统和场景回放子系统。场景仿真子系统负责场景模拟和运行仿真,数据通信子系统负责模拟实车运行过程中设备实时数据交互,场景回放子系统负责仿真测试数据的回放。针对场景仿真子系统,结合场景模拟和运行仿真需求,设计人机交互界面,模拟实车运行并生成实时列车数据;针对数据通信子系统,基于机车辅助驾驶系统的接口研发需求选择LKJ2000、TAX车载设备作为平台通信的硬件载体,并选择LKJ输入模拟设备作为上位机与LKJ2000装置之间的数据格式转换端口;针对场景回放子系统,基于数据存储和分析需求,选择键值型Unqlite作为存储数据库并设计包含线路、车辆、时刻表等信息在内的数据库格式。随后,基于Qt开发环境采用C++编程语言完成了上述系统的功能实现,并对整体平台进行了功能测试和性能测试。然后,基于半实物仿真测试平台开发环境,设计并研制机车辅助驾驶系统样机。根据系统样机功能需求,进行系统软件建模;基于平台对外数据接口,解析车载设备总线协议;通过分析数据通信过程,设计基于IO复用方式的通信流程。随后,使用C++编程语言完成机车辅助驾驶系统样机的功能实现。最后,对半实物仿真测试平台和机车辅助驾驶系统样机进行联调测试。结果表明,半实物仿真测试平台可有效完成机车辅助驾驶系统样机的功能验证和性能测试工作。

关键词： 软件测试   安卓代码异味   重构   抽象语法树  

摘要： 安卓代码异味是指影响移动应用质量的代码片段。分析安卓代码异味并重构相应代码片段,对提升应用质量有着重要意义。近年来,研究学者愈加关注代码异味在移动应用中的表现,但关于安卓代码异味的研究还有待深入,特别是目前仍缺少高效的代码异味的预测、检测、重构方法。因此,本文基于抽象语法树,对安卓代码异味的预测、检测展开研究,并进一步探究安卓代码异味重构对应用性能的影响,具体包括以下三个部分:（1）基于树神经网络的安卓代码异味预测。传统预测模型只注重语义特征的提取,忽视了结构特征的重要性。本文提出了一种基于树神经网络的安卓代码异味预测模型,结合代码的语义和结构特征预测安卓代码异味,并通过两组实验对比方法性能,分析了影响性能的因素。实验结果表明,相比其他模型,该方法对安卓代码异味预测有更好的性能,结构特征的提取对于改善安卓代码异味预测性能有重要意义。（2）基于抽象语法树的安卓代码异味检测。现有的安卓代码异味检测方法只能定位异味到文件级别,检测的稳健性和粒度都有很大的局限性。本文根据安卓应用项目的特点,提出了更稳健的细粒度的安卓代码异味检测方法,并在20个应用的60个版本上评估了该方法的性能。实验结果表明,该方法在支持的异味类型、检出异味的数量、检测的稳定性三个方面均优于其他检测方法。（3）安卓代码异味的重构及其对应用性能的影响。安卓代码异味的重构显然将影响应用的性能,但尚未有实证研究来探讨异味重构对应用性能的影响程度。本文从内存使用、能量消耗、界面渲染三个方面,在10个开源应用上进行实证研究评估安卓代码异味重构对应用性能的影响。实验结果表明,安卓代码异味重构有效改善了应用性能。本文还探究了多种异味重构间的关系,为开发人员进行移动应用开发提供了指导意见。总之,安卓代码异味重构对改善应用质量有积极作用。抽象语法树包含的语义和结构信息有助于安卓代码异味的预测和检测研究,安卓代码异味重构的实证研究则进一步说明重构安卓代码异味可以有效提高安卓应用的质量。

关键词： 软件测试   软件测试管理   软件测试过程管理   项目管理  

摘要： 金融科技正在重塑证券行业金融产业生态,证券交易系统软件质量已成为券商的核心竞争力之一。软件测试管理是保障证券交易系统软件质量的重要手段,用户对证券交易系统的需求多样化、高可用性、系统稳定性、系统快速响应度等多方面的要求使得对于软件测试管理的要求也越来越高,如何提升M公司的软件测试管理水平,满足公司的业务和技术发展需求,是数字化转型过程中亟需面对和解决的问题。本文以M公司证券交易系统软件测试管理为研究对象,深入分析研究当前现状及存在的问题,归纳并总结出一套切实可行的优化方案,整体提升了M公司证券交易系统软件测试管理水平。文中首先介绍了研究的背景、意义以及软件测试管理相关理论,并对国内外软件测试管理的发展进行了分析。其次从测试组织结构、测试管理制度、测试管理流程、测试过程管理等方面梳理当前的软件测试管理现状;根据现状总结分析出目前软件测试管理存在的问题,包括软件测试工作范围受限、测试人力资源紧缺、管理制度不够完善、测试过程管理不足;综合分析,导致软件测试管理问题产生的原因主要是岗位职责设置不够清晰、软件测试认知度低、证券交易系统复杂度高、测试技能不足、缺乏有效的监督机制。再者针对M公司存在的问题,并且结合公司金融科技战略发展方向综合提出针对M公司证券交易系统软件测试管理的优化方案,优化方案包括组织结构和制度优化、测试流程优化、测试过程优化等。最后,对于优化方案提出了相应的实施策略和保障措施,以此保障优化方案得以有效实施,并对M公司实施的效果进行了评估,实施效果表明从实施优化方案后,测试技能、测试效率、产品质量等方面都得到了提升。软件测试管理优化是一项长期持续性的改进工作,本论文研究旨在提高M公司软件测试管理水平的同时,也期待给证券行业软件测试管理的发展做出一些启发和贡献,促进证券行业测试生态圈的发展。

关键词： 软件测试   测试用例   禁忌搜索算法   UML  

摘要： 近年来,随着世界的发展与变革,软件行业也迎来了前所未有的巨变,因此,软件的质量也被越来越多的人所关注。商业软件公司早已开始重视软件测试的重要性。软件测试的过程主要由以下几个步骤组成:测试用例生成、测试执行和测试评估。相较于其他两个步骤,测试用例的生成是软件测试的重点,更具有难度。本课题主要针对测试用例的生成部分进行研究,目的就是为了提高软件测试的效率,降低软件测试的成本。最终得出来借助活动图中的信息结合智能算法生成测试用例的方法。软件系统的复杂程度及其规模不断加大的同时,测试也需要越来越多的时间成本和资金成本。现如今软件测试的成本甚至已经占到了总成本的一半。如何在降低软件测试的成本的同时又能提高软件测试的效率自然成为了重要的研究课题。传统的、使用人工编写测试用例的方法,效率极低,同时成本也相对较高,并且在面对大型软件时,人工生成的测试用例无论是质量还是数量都无法满足要求,有时人工还会因为繁重且枯燥的工作过程出错。这也就是本课题所需要解决的问题,从待测程序自身的逻辑结构开始,研究了如何以形式化定义一个活动图,活动图的建立准则以及如何处理程序中出现的循环以及并发现象,接着对现有文献进行参考,提出了将UML活动图用于测试用例生成的思路。本文所做的工作如下:(1)以软件测试理论为基础,禁忌搜索算法作为主要工具,结合遗传算法辅助,深入研究了如何通过改进的禁忌搜索算法,提出一套新的可实现的方案,来帮助缓解或者解决软件测试用例生成问题。(2)优化了禁忌搜索算法搜索的返回数据,进一步提高了算法在测试用例生成领域的优越性。(3)使用Java语言实现了基于改进的禁忌搜索算法的测试用例生成系统,通过银行取钱程序,进行详细的实验分析与论证,以求证明禁忌搜索算法在测试用例自动生成领域是可行的,且在效率和质量上优于原算法人工生成法。

关键词： 管理系统   Spring Boot框架   软件测试   模块设计  

摘要： 学生信息管理工作是我国高等院校管理的一个重要组成部分,在日常学生信息管理工作过程中,各种学生管理信息不断地增加,采用传统的手工管理方式很难去准确进行学生信息管理,显得十分费时费力,工作中的质量和管理效率都不能及时得到有效保障。因此我国各院校纷纷开发并推出一系列高校学生个人信息安全管理软件系统,以适用于日常的院校学生信息管理工作。随着时间的推移,技术的进步,大部分以J2EE框架为核心的管理系统出现了容易卡顿、界面老化等问题,已经满足不了高校日益繁重的学生信息管理工作的需要。基于此目的,本文设计并实现了基于Spring Boot的学生信息管理系统。而且该系统有着多样表达、高频利用等特征。因此,选取的开发框架为Spring Boot,其特征为维护简单、开发便捷。结合软件系统的生命周期进行设计,首先分析了软件的功能需求,如核心功能、安全要求、性能要求,然后设计了系统的整体功能框架,信息管理系统主要包括了学院信息管理服务等五个模块,并详细分析管理模块的具体需求。结合分析结果,利用相关的开发工具进行系统的整体设计及开发,主要包括学生用户信息管理和学生专业信息管理等核心业务功能,为了验证系统运行效果,使用多种测试法对其安全性、核心功能及各方面性能展开全面测试。总结得出,此次开发期间,各项开发任务基本完成,实现了系统各项功能,在安全性与性能方面也得到足够保障。此次选取的开发框架为My Batis、Spring Boot等框架,代码的耦合度较低,开发及维护都比较便捷。同时,选取的是前端模板开发和插件发布方法,这也让管理系统能够运行于各类网络环境,且具有简洁的操作界面,对操作要求较低。本文最后详细测试了系统的基本功能,确保系统可以稳定运行,具有较高的响应速度,满足管理工作的各类需求。

关键词： 软件测试   时间扩展EFSM模型   完整性验证   补全策略  

摘要： 为了保证实时嵌入式软件的质量和可靠性，基于模型的软件测试方法被广泛应用。但是，目前大多数模型缺乏对该类软件的实时特性以及软件行为过程的描述，并且通常需要丰富的专业领域知识才能将其建立的较为精确和完整。这不仅增加了建模的难度和成本，而且很难保证模型的完整性，从而难以确保测试的充分性和有效性。而使用场景通过记录用户与软件之间的交互实例来描述软件的系统行为，因此基于使用场景构建软件模型不需要完全了解软件内部的复杂结构，能够有效降低建模的难度。但是，探索软件所有可能的行为是一个挑战，从而导致构建的模型仍不完整。　　本文使用时间扩展EFSM模型来描述嵌入式软件的实时特性，并基于场景Scene来构建模型;为保证所建模型的完整性，设计了模型完整性评估准则，通过验证模型迁移中约束条件的完整性来确定模型是否完整的表征了系统可能的行为;针对不完整的模型，根据约束条件设计了待补全迁移生成策略来生成模型中未表征的迁移，并通过动态模拟模型的可行迁移序列执行过程将其补全到模型中，以提高模型的完整性。　　为了验证基于使用场景构建时间扩展EFSM模型方法以及模型补全策略的有效性，本文对四个实时嵌入式软件构建其行为模型，获得软件的时间扩展EFSM模型并进行了一系列的实验。实验结果表明，本文提出的方法不仅在合理的时间内有效的构建了模型，该模型能够详细刻画实时嵌入式软件的软件行为。并且对于不完整的模型，能够将生成的待补全迁移有效补全到模型中，进一步提高了模型的完整性。

关键词： 路径覆盖   测试用例自动生成   流形启发式优化   大规模黑盒优化   有效决策子集  

摘要： 生成测试用例是软件测试的必要前提,路径覆盖测试用例自动生成(ATCG-PC)作为一种智能化软件测试技术,是提高软件测试效率的有效途径。此外,ATCG-PC可视为一个大规模黑盒优化问题,其高效求解算法研究对于软件工程与优化算法领域均有重要的研究意义。本文将针对测试用例生成面向分支覆盖或更低覆盖标准、测试用例生成效率低、求解速度慢、缺乏可解释性、需要人工辅助这些痛点逐一展开研究。研究从路径覆盖测试用例生成问题优化建模展开,将测试用例生成从简单的分支覆盖推广到更难的路径覆盖;根据多种软件应用场景抽象出三类典型的路径覆盖测试用例生成问题模型,并在此基础上设计三种搜索算子提升算法求解效率,检测实际应用的缺陷;以时空置换等算法设计原理为基础,研究单元测试用例自动生成问题的通用求解方法,提升算法的可解释性;研究单元测试用例自动生成技术在实际工程代码上的应用。与现有的研究思路不同,本文将测试用例编码空间进行划分,通过找到与优化目标对应的有效决策子集(即远小于整个测试用例编码空间且包含优化目标最优解的子空间),并动态分配全局空间与有效决策子集的搜索算力,来极小化测试用例生成的计算代价。本文的主要研究内容包括:1)研究路径覆盖测试用例生成问题的首要工作是建立问题的优化模型。因此,本文首先将研究如何建立路径覆盖测试用例生成问题的优化模型,该研究将测试用例生成技术推广到更加复杂的路径覆盖。研究将基于模型揭示的启发式信息设计自适应评估函数,实现路径覆盖测试用例的半自动生成。2)测试用例与路径间多对一的黑盒特征是路径覆盖测试用例生成问题求解困难的主要原因,如何挖掘测试用例-路径间的关联关系、避免算法的重复开销是本文重点研究的科学问题。为此,本文针对雾计算、自然语言处理、区块链智能合约等应用场景抽象出三类典型的路径覆盖测试用例生成问题模型,并设计了测试用例-路径关系矩阵搜索算子、动态多点搜索策略与重入性漏洞检测方法。提出的求解策略能够显著提升现有优化算法的测试用例生成效率,加快算法求解速度,最终辅助程序漏洞检测。3)基于上述两项研究内容,本文将进一步研究路径覆盖测试用例生成问题的通用求解方法,以提升路径覆盖测试用例生成问题这类大规模黑盒优化问题的求解速度。受到流形分布假设的启发,本文定义了有效决策子集等相关概念,并提出了求解路径覆盖测试用例生成问题的流形启发式算法:通过快速找到优化目标的有效决策子集,动态分配搜索找到的子空间与剩余空间的算力,实现路径覆盖测试用例的高效生成。该方法能够在确保算法效率的前提下,使得算法同时拥有较强的可解释性。实验结果说明流形启发式算法拥有显著优于其他前沿算法的性能。4)如何实现无需人工参与分析的自动单元测试框架是本文的一项重要研究内容。为此,本文设计了单元程序自动分析与路径覆盖测试用例生成的应用框架。通过对插桩后的字节码进行分析,获取被测单元程序的流程图与分支结点等信息,自动生成评估函数,并在此基础上搜索生成路径覆盖测试用例,极大地提升了路径覆盖测试用例生成的自动化程度。

关键词： 软件测试   可信测试场景   自动生成   可维护性   蚁群算法  

摘要： 在互联网飞速发展的今天，身边用到的很多软件都处在共享的网络中，软件的可信性成为了一个严峻的问题，如果软件是不可信的，就可能造成巨大的经济损失，所以设计相对完善的可信测试场景是非常重要的。本文主要目的有两个:第一设计可信测试场景;第二自动生成可信测试场景。　　一款软件是否可信可以从以下几个方面来设计可信测试场景:可用性、可靠性、安全性、可维护性、完整性。在可信的研究方面，于学军提出“言行一致”的思想，“言”是定义一份行为声明，行为声明包含有可信行为、可信属性、可信等级等，“行”是可信软件在运行过程中所走过的行为轨迹，若与之前定义的行为声明一致，则是可信的，否则是不可信的。UML(Unified Modeling Language)是面向对象分析、设计的标准建模语言，它规定了一系列视图来描述软件系统的各个方面，其中UML活动图模型可以描述软件系统的工作流程，是描述系统行为的重要工具。本文从可信软件的可维护性角度，依据UML活动图建模规则提取可信属性，编写行为声明函数，形成行为声明文件，通过判断每个场景是否符合行为声明文件来判断该场景是否可信。　　蚁群算法(Ant Colony Optimization，ACO)，又称蚂蚁算法，是一种用来在图中寻找优化路径的机率型算法，因蚁群算法有局部最优解的问题，本文在蚁群算法的基础上增加了随机分配策略，从而跳出局部最优解的问题，获得更多测试路径。本文通过改进蚁群算法遍历UML活动图，最终自动生成可信测试场景，并给出可视化报告。　　通过实验论证基于行为声明生成的可信测试场景是可行的，通过UML活动图建模规则形成“行为声明”文件，用改进的蚁群算法对活动图进行遍历，自动形成多条测试场景路径，从而发现更深层次的问题，提升软件的可信程度。

关键词： 软件测试   自动化   接口测试  

摘要： 接口自动化测试的背景是什么?如何有效设计一个界面自动化的框架?本文通过使用相关带有TestNG的Java语言设计出来一个接口自动化测试结构来解决这两个问题.通过将其应用于各种集成和回归测试,提高相关测试效率,并结合相对应实际项目总结其使用测试优势及局限性,得出结论:在接口自动化测试过程当中,技术自动化测试必须有效适应相关测试需求,以进一步有效确保相关产品质量和改进.

关键词： 软件测试   过程管理   代码克隆检测  

摘要： 随着航天技术的飞速发展,航天软件规模不断增大,业务逻辑更加复杂,软件迭代愈加频繁。为了保障航天软件的稳定性和可靠性,需要执行更加完备、更高质量的软件测试工作。同时,软件迭代、代码复用导致软件测试任务数量和难度不断增加,传统人工分散的软件测试流程管理模式难以满足现代航天软件测试的需求。因此,本课题从航天软件测试过程管理入手,搭建一套易用高效的测试全过程管理平台,并在平台中集成代码克隆检测模块。针对现有代码克隆检测算法检测效率低、对关键词位置不敏感等问题,本文开展了如下研究,提出了小规模代码克隆检测算法和大规模代码克隆检测算法,进一步提高航天软件测试的效率和质量。（1）在软件测试过程中引入基于文本挖掘的代码克隆检测技术,深入分析代码克隆检测机理,并对N元文法模型（N-gram）进行小规模代码的切词实验,计算出了其最优词段长度及距离阈值,验证了N-gram算法在小规模代码检测中的有效性。（2）针对大规模代码库快速检测问题,应用Simhash算法计算待测软件单元的哈希指纹。对传统的Simhash算法进行改进,提出了基于N-gram模型、词频-逆文本频率特征词权重计算方法及马尔科夫模型优化权重的G-Simhash算法。实验验证表明,该算法对特征词位置敏感,检测速率、精确度和召回率等方面均优于传统的Simhash算法。（3）基于上述关键技术实现了航天软件测试全过程管理平台。该平台对软件单元测试工作适用性强,稳定性好,优化了测试资源的调配,能够实现软件单元测试工作的流程自动化、进度可视化、过程可控化、管理规范化。通过实际验证,本平台在一定程度上摒除了传统的人工管理和分散管理方式,将代码克隆检测技术与软件测试过程管理技术结合,实现了克隆代码的检测,对于优化航天软件测试过程、提高测试效率和软件管理质量具有重要意义。