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关键词： 软件测试   自动化测试   智慧家居   Appium   JMeter  

摘要： 随着各行业全面信息化及物联网应用的发展,软件测试扮演着越来越重要的角色。随着移动端应用的爆发式增长,软件开发趋向于敏捷化,传统的手工测试面临着巨大的挑战。为了提高软件测试的效率,手工测试需要向自动化测试转变,自动化测试可以更好地为快速迭代的软件服务。智慧家居小程序可以实现远程控制家电的功能,软件迭代周期较短,手工测试的周期较长,自动化测试的引入就显得尤为重要。自动化测试适合应用于冒烟测试和回归测试,搭建一套适用于智慧家居小程序的自动化测试框架可以大大节省人力并提高效率。基于上述情况,通过对现有的自动化工具以及框架的分析,本文针对智慧家居小程序搭建了一套可适用的自动化测试框架。首先,分析了智慧家居小程序对于自动化测试方面的需求,主要包括用户界面(User Interface,UI)自动化测试需求和接口自动化测试需求。然后,完成了智慧家居微信小程序UI自动化测试和接口自动化测试框架的搭建。UI自动化测试框架主要采用的是Appium+Python的测试框架,可以实现用户界面功能测试的自动化;接口自动化测试框架主要采用的是JMeter+Ant+Jenkins的测试框架,可以自动化定时构建测试任务,并将测试结果自动发送给相关人员邮箱。最后,对智慧家居小程序UI自动化测试做了两方面优化,一方面是Page Object模式的运用,使测试用例的目录更清晰,结构更简明,效率更高效;另一方面是更适用于微信小程序自动化测试的测试框架Minium的提出和运用,并将两个框架做了比较,为微信小程序自动化测试的研究提供了一点参考。

关键词： 差分进化算法   参数控制   局部搜索   软件测试  

摘要： 差分进化(Differential evolution)由于其具有结构简单、收敛迅速、鲁棒性强和容易实现等优点,已成为最流行的随机搜索算法之一并成功应用于各类优化问题的求解。差分进化算法性能取决于其参数控制和变异策略的使用,合理的参数和变异策略的控制可有效提升差分进化算法的性能。本文针对差分进化算法的参数控制方法和变异策略的选择研究自适应差分进化算法并应用于软件测试用例自动生成问题。本文的主要工作内容和创新点包括:首先,提出了基于多因素排序的参数自适应差分进化算法。该算法包含两种机制(即参数存储机制和参数分配机制),其中参数存储机制利用进化过程中的适应度值排名、适应度差值排名以及参数大小的排名加权计算出得分并选择较优的参数进行存储,此机制能够引导下一代种群的个体生成合适的参数。参数分配机制则采用了分层策略,个体根据适应度差值排序并分层,该机制的目的是不同层次的个体根据其特征找到合适的参数,有效提高算法的局部搜索能力。在基准函数测试集上的对比实验表明,所提参数存储与分配机制可有效提高差分进化算法的性能。其次,提出了自适应选择策略池的差分进化算法。该算法提出了一种基于DE/current-to-rand/1改进的变异策略,并使用两种不同的策略池。提出的变异策略利用较差个体与较优个体引导目标个体的进化方向,该策略能够增强种群的局部搜索能力。同时此算法引入两种策略池(即探测池与探索池),种群中的个体能够根据上一代的成功率自适应的选择适合当前阶段的策略池,此机制能够增强算法平衡探索与探测的能力。同时目标个体也关注本身上一代的进化情况,若进化成功,优先使用上一代的变异策略。提出的算法在基准函数上进行了实验,结果表明所提算法与相关算法比较具有竞争力。最后,本文将所提的基于自适应选择策略池的差分进化算法应用到软件测试用例自动生成问题上。与传统的算法相比较,实验结果表明所提算法能够提高测试用例生成的效率和性能。

关键词： 软件测试   模型检测   状态空间爆炸   测试用例生成   UML序列图   扩展有限状态机  

摘要： 伴随信息技术的发展，软件已经成为支撑社会服务、工业生产、日常生活的基础。然而，因软件故障导致的财产损失和人员伤亡事件时有发生。在编码前实行模型检测和在编码后开展软件测试是保障软件系统可靠性和正确性的重要手段。模型检测可以检验模型设计逻辑的可靠性，帮助开发人员在编码前快速做出修正，避免编码过程中的次生损失。软件测试可以根据具体的需求定制测试过程与内容，发现软件设计与实现过程中产生的问题，再次验证可靠性和安全性。　　软件模型可以抽象描述软件的结构和行为，UML（UnifiedModelingLanguage）是描述软件模型的常用语言。使用UML序列图可以描述软件系统的行为，但是UML序列图无法描述软件系统中常见的循环结构且缺乏形式化语义。因此，本文对UML序列图进行扩展，提出改进的UML序列图，该模型可以对循环结构以及自循环的情况进行描述。含有循环结构的模型在模型检测过程中极易出现状态空间爆炸的问题，导致验证工具检验超时。为解决该问题，本文针对改进的UML序列图，提出一种含有可加速环的时间自动机模型检测加速算法。首先将UML模型转换为时间自动机网络，其次找到模型中的可加速环，并在可加速环上确认重置位置，然后根据可加速环的信息在重置位置上生成附加环路径，以此达到加速效果，即附加环的一次执行等价于可加速环的数次循环迭代过程。经实验验证，该方法可以有效加快模型检测的速度，缓解状态空间爆炸带来的影响。　　软件规模的增长导致软件测试成本上升，为进一步保障软件系统的可靠性和正确性，使用基于模型的软件测试方法，利用自动化程度高的优势降低测试成本。针对测试过程中，测试用例中包含过多冗余迁移导致测试成本增长的问题，本文提出一种基于扩展有限状态机（ExtendedFiniteStateMachine，EFSM）的测试用例生成方法。该方法首先将已通过模型检测的改进后的UML序列图转换为EFSM模型，其次将其从状态图转为迁移图，并将环路处理约简得到简单模型，然后获得模型中的迁移分片，最后将迁移分片有效组合后约简补全环路，生成最短有效测试路径集，用于验证软件模型。通过实验验证该方法可以缩减测试用例集规模，减少测试成本，从而提高软件开发的质量。

关键词： 软件测试技术   翻转课堂   教学改革   教学成效  

摘要： 针对"软件测试技术"课程在现有理论教学与实践教学中存在的薄弱环节,在教育部提出的避免"水课"、打造"金课"的新要求背景下,我院引入翻转课堂教学模式,重新规划具有时代性、前沿性的教学内容,设计先进性、互动性的教学过程,修订过程性、多元化的考核评价方式,以期打造满足"金课"要求的"软件测试技术"课程。应用实践表明,将翻转课堂教学模式引入教学后,学生的自主学习能力变强了,对重难点知识的掌握变清晰了,与教师之间的互动变多了,思维能力和解决复杂问题的能力均得到了锻炼。

关键词： 软件测试   基于模型测试   文件系统   多线程程序  

摘要： 软件是当今信息时代必不可少的基础设施。但软件缺陷引起的事故也频频发生,轻则影响用户体验,重则带来巨大的经济损失甚至危及人身安全。因此,保障软件质量至关重要。软件测试是目前最有效的软件质量保障手段之一,因其易部署、代价低的优点而成为工业实践中最被广泛采纳的技术。自动化地为软件生成测试输入是软件工程领域最重要的研究问题之一。尽管已有诸多技术被相继提出并使用,但目前许多复杂的基础软件系统(如操作系统内核、并发服务器系统等)即便经过了广泛的自动化测试,依然存有大量缺陷被用户触发并上报。如何更好地为此类复杂软件系统生成测试输入来尽可能多地检测出缺陷仍有待解决。本文观察到已有自动化测试技术在为复杂软件系统生成输入这一问题上的局限性。虽然目前黑盒测试和模糊测试技术因自动化程度高,而成了测试复杂软件系统的首选技术,但他们将实现逻辑、执行等各方面都极其复杂的软件系统几乎视作黑盒,仅采用粗粒度信息(如“输入-输出”关系或是“输入-代码覆盖”关系等)来启发式地指导生成输入。由于粗粒度信息无法反映输入在软件系统上的具体执行,所以指导生成的输入很难驱动软件系统执行到深层次的状态并暴露出缺陷。另一方面,基于模型测试技术尽管在理论上能够借助模型生成具有针对性的测试输入并早已被提出,但在复杂软件系统上一直由于建模难度巨大而未被广泛使用。针对上述不足,本文提出了一种基于“缺陷可解释性”的测试输入自动生成框架,该框架立足于“大部分复杂软件系统的缺陷都有一个程序员能理解的解释”这一核心观察,完成了对复杂软件系统输入与缺陷解释之间的建模并实现了“输入-缺陷解释”的自动转换,从而所生成的输入能够有效地促使复杂软件系统执行到潜在触发缺陷的状态,并更快、更多地暴露缺陷。我们的框架弥补了基于模型测试工作一直以来在复杂软件系统上切实运用的短板。具体而言,框架包含如下三个方面。1.我们基于观察并结合已有工作提出了“缺陷可解释性”假设作为建模方法的理论基础。由于大部分复杂软件系统的缺陷都能被理解,即缺陷只涉及部分且能够被建模的系统行为,所以我们能够建模出(暴露缺陷的)输入和缺陷解释(所涉及的软件行为)之间的关系。基于此,我们提出了针对复杂软件系统输入的建模方法,该方法的核心在于以输入为建模对象、以缺陷的解释为导向,将输入建模到缺陷解释,即抽象该输入在软件系统上执行时潜在的缺陷触发条件。由于我们直接刻画了复杂软件系统缺陷触发的诱因,所以相比于已有工作(黑盒测试和模糊测试技术),利用我们的模型生成测试输入更具有效性。2.我们找到了模型形态(输入解释)的统一表示形态并设计了建模语言,其能够帮助我们在不同复杂软件系统上轻易地完成建模过程并大大降低建模工作量。首先,我们发现图结构是一种简单但通用的表示形式,它能够跨不同领域的复杂软件系统表示出各类系统的缺陷解释。其次,我们观测到复杂软件系统的输入往往具有“单调性”。基于此,我们设计了元-元级建模语言,该语言能够被用于撰写带标注的上下文无关文法,该文法描述了软件系统输入的语法和建模规则。利用这一建模语言,我们能够简单地将软件系统的输入建模到缺陷解释。3.我们提出了自动化生成测试输入算法,其能够到达“枚举输入解释,生成测试输入”的测试效果。我们将输入解释量化到了数值空间,并提出了系统化的采样算法能够自动采样不同的输入解释。同时,我们提出了自动化测试输入生成算法。任意给定一个输入解释作为测试目标,我们通过该算法能够得到一个测试输入。算法的核心在于将输入生成问题转化到了传统的代码合成问题,并通过搜索策略得以解决。我们将上述框架实例化到了不同的实际复杂软件系统上,给出了完整的建模,以及在不同领域内对模型可进行更有效的定制化。实验结果表明了我们方法的有效性,在短时间的测试下,我们的工具分别能够在操作系统内核的复杂文件系统及复杂的并发服务器中找到多个隐藏已久的未知缺陷。

关键词： 物联网   项目管理   风险管理   软件测试  

摘要： 物联网技术作为一个新兴产业,在“互联网+”和计算机技术的蓬勃发展的当下,渗透到社会生活和国民经济的各个角落,迅速成为信息时代的核心技术。同时信息化技术的革新也正被它带来的高科技产品所引领。物联网作为互联网的延续和拓展,它连接了物理学世界和信息技术世界,完成了人类社会和物理学系统的融合,将现实社会的所有物、人、网和社区融合成了一个有机的整体,全方位影响着大家的衣食住行,丰富了人们日常活动的同时,也改变了人们的生活方式。芯片在所有物联网设备之中都是重要硬件之一,其需求量的增加是产业发展的标志。以物联网为基点,各种智能类型设备和应用不断地渗入到社会的各个层面,担任着重要的作用和角色。物联网芯片公司拥有发挥出芯片优势的软件,并让其与多种外接设备和软件衔接在一起,日后才会被推广到更多企业之中,功能也会逐渐丰富,这是芯片制造企业在竞争中取胜的有效方式。为了使软件产品质量有保证,企业与用户都把更多的希望寄托在软件测试方面。在产品研发过程中,可能需要花几天或者几十天的事情,在测试环节中,可能只需30秒。这就更加凸显了软件测试在产品开发过程中不可或缺的地位。本文将选择W公司关于物联网芯片的一个测试项目作为主要研究对象,基于软件测试项目风险管理进行研究。首先,介绍了物联网信息技术的发展,阐述了软件测试项目风险管理的背景和重要性等,并对其他研究人员的文献及研究成果进行深入学习,同时认真分析了国内外软件测试项目风险管理的现况;接着,简要地阐述了W公司物联网芯片“迅虎”V3软件测试项目,并就该项目的风险管理现状以及关键问题做出了分析;随着W公司物联网芯片软件测试项目的开展,根据风险管理的基本过程和重要内容,对项目生命周期的不同阶段进行了风险管理和对风险的应对和监控等展开了更深层次的研究。用定性和定量的方法确定风险的来源和种类,通过层次分析法和模糊综合评价法相结合方式对风险进行了评估,并通过合理的对策方法和措施对风险进行了应对和监控。最后,对全文内容进行了总结与展望。通过本次关于物联网芯片软件测试项目风险管理的研究学习,将软件测试风险管理的理论方法创新地运用于物联网芯片软件测试项目这一新兴的、快速发展的行业中,为区别于一般软件测试项目的大部分物联网芯片软件测试项目提供了重要的理论借鉴;同时,也有助于加强W公司对物联网芯片软件测试项目的风险管理和控制能力,从而实现公司的可持续发展、获得核心竞争力和获得更多收益提供了重要的参考意义,也为其他企业和类似项目提供了风险管理参考。

关键词： 军用软件测试   测试过程度量   GQM模型   PCA+AHP组合赋权  

摘要： 现如今,军用软件及军用信息系统不断发展并且广泛应用于现代战场,军用软件的质量越来越受到人们的重视,军用软件质量的好坏有着非常重要的现实意义,它直接影响武器的质量和军事行动的成败。通过度量可以对度量的对象进行定量评估从而促进改进,目前大部分的研究集中在对软件产品进行度量,此时软件已交付为成品,此时进行度量发现问题为时已晚,违背了利用度量来推动改进的初衷,而软件测试在软件质量保证中一直扮演着重要角色,软件产品的质量对测试过程的质量有着很强的依赖性,而且测试工作进行在产品交付之前,此时发现问题仍然可以付出较小的代价进行改进,所以研究如何对测试的过程进行度量具有很重要的现实意义。本文的主要工作和创新点如下:(1)本文在充分分析已有测试过程模型的优势和不足的基础上,在相关国/军标的指导下提出了一种基于流程驱动的军用软件测试过程模型,涉及军用软件测试过程包含的四个子过程,为后续测试过程度量提供了重要的依据。(2)基于GQM模型对军用软件测试过程包含的四个过程进行完整的指标提取,构建了包含31个指标的度量指标体系,为过程数据的充分有效获取提供了指导。(3)在充分分析已有各类赋权方法的基础上,结合工程实际,分别选择了客观赋权法中的PCA法和主观赋权法中的AHP法,然后利用最小熵原理对两种方法求出的权重进行组合,提出了一种结合两种方法优势的组合赋权方法。实验表明,通过此度量模型进行测试过程度量得到的度量结果与真实情况非常接近,可以为军用软件改进提供一定的参考。

关键词： 软件测试   领域专用语言   粒子群算法   ANTLR   负载均衡  

摘要： 在软件开发工作中,具有至关重要作用的一个环节是软件测试,测试工作对避免软件缺陷、保证软件用户使用体验是必不可少的流程,但是同时也会占用软件开发过程中的时间和人力资源。自动化测试相比传统方式可以有效地将测试效率提高,实现方法一般是编写编程语言程序脚本,另一种是借助自动化测试工具完成工作。测试用例脚本编写和执行是测试过程中的两个重要步骤。测试脚本的书写简化可以使测试人员的培训难度降低,缩短测试时间。目前常用的网页测试描述语言仍存在使用较为复杂的问题。面向测试脚本编写的简化问题,本文设计实现了一种接近自然测试逻辑的用例描述语言及其转述翻译系统。作为一种领域专用语言,用例描述语言采用接近自然语言的语法逻辑设计,适合一般测试人员使用。用例描述语言实现了对网页功能测试过程的抽象描述,实现了简洁的领域专用语言在网页测试领域的应用。本文利用语法分析工具,将自定义的描述语言翻译为可执行的编程语言脚本,能够将编写测试用例脚本的操作简化,只需配置模板、数据及用例描述语言脚本即可生成可执行脚本。测试用例脚本在执行时会发送到多个执行服务器,负载均衡算法可以提高用例的执行效率。本文设计实现了一种测试用例分发系统,可以根据执行机的负载状况,将先前生成的测试用例脚本分发到测试执行机。论文使用改进的粒子群算法实现负载均衡效果,相比于传统的确定性负载均衡算法,具有更合理的分配策略和更稳定的结果。本文设计的用例描述语言与用例转述翻译子系统、负载均衡子系统构成完整的用例转述分发系统,完善了测试流程。本文首先介绍了自动化测试的相关背景知识,介绍了语法分析和负载均衡领域的相关理论知识,阐述了研究情况。然后对系统作出需求分析,说明u-系统的预期功能实现。随后对用例转述翻译系统和分发系统进行了设计,使用粒子群算法实现了负载均衡功能,并对粒子群算法进行了一定的改进。

关键词： 嵌入式   软件测试   宿主机   目标机  

摘要： 随着近年来嵌入式计算机软件架构的愈加复杂化,对嵌入式计算机软件测试关键技术研究逐渐引起人们广泛关注。本文将对嵌入式软件测试进行概述,从宿主机的静态测试、动态测试,目标机的故障注入、内存分析、性能分析技术展开分析,从而有效把控嵌入式计算机软件测试的关键技术,确保能够顺利完成计算机软件测试,真正提升嵌入式计算机软件测试质量。

关键词： 软件测试   随机测试   自适应随机测试   效率   最近邻搜索  

摘要： 软件测试是一种基本的软件质量保证活动,它最终能够确保较好的软件质量。随机测试(RT)是一种流行的软件测试技术,它从软件的输入域中随机选择并执行测试用例的子集。自适应随机测试(ART)利用大多数故障程序的导致故障输入的聚类特性,提高RT的故障检测效率。ART使用一种机制,从而将测试用例均匀地分布在软件的输入域中。作为一种广泛使用、高效、简单的ART算法,Fixed-Size-Candidate-Set ART(FSCS-ART)面临着平方的时间复杂度。随着软件输入域维度的增加,这种成本会逐渐恶化。由于真实程序中,大多数程序的输入域维度较高,故障率较低,因此迫切需要解决这一问题。本论文旨在解决FSCS-ART的效率问题,同时不牺牲其故障检测效果。我们将FSCSART确定为最近邻搜索(NNS)问题的一个实例,并假设FSCS-ART的效率问题在于其NNS机制。如果NNS机制能够随着数据集的大小和维度的变化而趋于一致,则可能会缓解效率问题。首先,提出了一种基于小世界图(small world graphs)的方法(命名为SWFCART),可以提高FSCS-ART的计算效率。为了高效地执行候选测试用例的最近邻查询,SWFC-ART为之前执行的、非失效的测试用例增量构建了一个分层可导航的小世界图。此外,SWFC-ART在高维输入域的程序中表现出一致性趋势。实验研究表明,SWFC-ART,在保持FSCS-ART的故障检测效果的前提下,将FSCS-ART的计算开销从二次方降低到对数线性阶,并且在高维输入域中保持一致性。其次,对FSCS-ART进行了CPU层面的执行分析,发现其主要由于其距离计算过程采用了单指令-单数据(SISD)机制,存在运行时成本过高的问题。为了克服这个问题,提出了一种新颖高效的FSCS-ART实现方法。Fixed-Size-Candidate-Set using SingleInstruction-Multi-Data(FSCS-SIMD)。FSCS-SIMD采用SIMD指令架构,以多对多的方式同时计算多个测试用例的距离。所提出的方法在一个CPU执行周期内从候选测试用例集和执行测试用例集中加载一批测试用例。之后,对整批测试用例下达单条距离计算指令,进行所有对偶距离的计算。一系列的仿真和实证研究表明,平均而言,FSCS-SIMD在保持类似故障检测效果的前提下,减少了FSCS-ART 90%的测试用例生成时间开销。最后,采用了一种基于量化和反转文件结构的方法来增强FSCS-ART,称为QIVFSCSART,该方法通过使用统一的随机数据集,利用k-means聚类将软件输入域划分为离散的单元进行预处理。之后,将每个已执行的测试用例,以量化形式存储在其单元中心的倒数列表中,我们称为centroid。结果表明,所提出的方法显著地缓解了FSCSART的计算开销,同时保留了其故障检测的有效性,特别是对于高维软件输入域。