运用类复制变异和JPF技术生成类间测试用例

采用类复制变异方法,运用模型检测器Java PathFinder(JPF)来保证软件执行过程中产生的错误在输出结果中可见,同时将类间测试用例生成问题转化成模型检测中寻找反例的问题,自动生成满足变异覆盖准则的类测试用例,提出一种适用于类间调用的测试用例自动生成方法,并在程序模型检测器JPF上实现.实验结果表明,本文提出的方法能生成高效的Java类间测试输入数据,变异覆盖率高,可发现隐藏错误,并能显著减少测试生成的代价.     

基于面向路径的遗传算法的测试用例自动生成

采用遗传算法用于自动生成测试用例的设计，算法面向路径测试作了下列工作：(1)以控制路径表CFDPATH_T为基础分析测试用例与执行路径的关系；(2)设计面向路径的遗传算法实现测试用例的自动生成，证明了该方法能实现测试用例空间上对路径的等价类划分；(3)从统计角度对该方法的错误检测能力进行了量化分析；(4)在该算法的基础上设计了试验和结果分析，结果表示该算法较随机方法有更好的性能。     

基于EDPN的类测试框架及测试用例生成技术的研究

针对基于状态的面向对象软件的类测试过程中存在的不可预测、不可达状态、状态组合“爆炸”和测试用例“爆炸”等问题,提出了基于EDPN模型的类测试、类的交互测试和类的层次测试框架,设计了相应的测试模型;提出了基于EDPN的有标记的唯一输入输出(UIO)测试用例的自动生成方法,生成状态转移路径序列,测试类的状态;提出了基于扩展的EDPN的状态组合的标记关联递推法,生成扩展的正交阵列表,测试类的交互;提出了基于扩展的EMDPN的协同路径(copaths)测试用例的生成方法,生成协同路径序列,测试类的层次。     

基于模型检测技术的变异测试用例生成方法

为了进行基于模型的软件测试变异分析,文中提出了一种基于模型检测的变异测试用例生成方法。基于模型检测工具UPPAAL的形式化分析与测试框架,首先用符合规范的时间自动机模型描述被测系统;然后基于时间自动机模型的基本结构和语法,对系统模型进行一组变异操作,并模拟实现时可能出现的一些错误;对变异后的模型分别使用UPPAAL Yggdrasil工具,生成一组能覆盖变异区域的测试用例;在系统变异模型上执行生成的测试用例,根据测试执行结果(是否能“杀死”变异体)筛选出一组有效的测试用例。通过实例验证,所提方案生成的测试用例是有效的,且测试用例集变异分数优于现有的基于状态机复制的变异测试用例自动生成方法和基于模型中变换覆盖的变异测试用例生成方法。     

一种从UML模型生成测试用例方法的研究与实现

测试用例生成是软件自动化测试的基础与关键。随着UML的广泛应用,基于UML模型来自动生成用例的技术日益受到关注。在UML模型中,顺序图描述了软件系统的动态行为,是软件集成测试中一个重要的来源。文中提出一种基于UML顺序图与类图相结合的方法来自动生成测试用例,定义了相应的测试覆盖准则及测试衡量标准,并用一个具体实例验证了测试用例的生成过程。最后给出了测试用例自动生成工具的框架。     

基于UML的软件测试用例自动生成技术研究

测试用例自动生成是软件自动化测试的基础与关键。随着UML的广泛应用，基于UML模型的测试用例自动生成技术日益受到关注。本文提出了通过对UML Sequence Diagram进行形式化分析产生测试场景的技术，定义了相应的测试覆盖准则，分析了测试数据的生成。并探讨了将测试工具和建模工具相结合的具体实现方法。     

水利业务应用系统中软件测试方法研究及应用

软件测试是一项重要的软件确认活动,通过运行测试用例,旨在发现软件中存在的错误,保证交付出高质量的软件。为保证水利业务应用系统的质量,需要在建设过程中对系统进行充分的测试。研究测试用例的生成方法,包括逻辑覆盖和基本路径测试等白盒测试技术,以及等价划分和边界值分析等黑盒测试技术。选择防汛信息查询模块,重点探讨使用白盒和黑盒测试技术对该模块进行测试用例的生成,再运行测试用例对系统进行测试。2种测试技术能够有效地检测出系统中存在的错误,使开发人员能够及时修正错误。     

面向测试生成的ASM模型约简研究

基于模型的Web应用程序测试是软件测试的一个重要方法。ASM模型从源码解析的角度,基于Web应用程序表示层建立模型,描述了Web应用程序的交互性、动态性和低耦合性。基于ASM模型的测试用例生成,考虑用户的非预期行为,在主要路径的基础上,通过添加无效访问状态和无效迁移路径,扩充测试用例。然而,随着Web应用程序规模的扩大,无效访问状态和无效迁移路径的增加导致测试用例空间爆炸。在研究ASM模型的基础上,通过定义基于ASM模型测试生成的等价迁移和等价状态,合并迁移和状态,从而有效地对ASM模型进行约简,减少了无效访问状态和无效迁移路径的数量,实现测试用例空间约减。 对一个实际Web应用程序系统的评估结果表明,基于模型约简的测试用例优化,有效约减了74.38%的测试用例空间,并且对原子段的覆盖率和错误检测数目没有产生影响。     

基于接口自动机的列车通信设备测试用例生成

列车通信设备是一种嵌入式系统。有效地测试这类设备是列车运行系统质量保证的重要手段。嵌入式系统测试的重要任务之一是有效地生成测试用例。文中提出基于接口自动机(Interface Automata)技术自动生成列车通信设备的测试用例。现有的接口自动机技术只支持同步消息的发送与接收,而列车通信设备还需要处理异步消息的发送与接收。为此,文中对接口自动机理论进行了扩展,以便支持列车通信设备异步消息通信的需求。依据列车通信网络的规范,文中使用扩展了的接口自动机对列车通信模块及通信模块的组合作了形式化建模,依据测试覆盖准则,自动生成测试序列,并利用模型驱动技术自动生成测试脚本。文中比较了手工生成测试用例方法及所提出的自动生成测试用例技术,展示后者从测试覆盖、时间节约方面的有效性。     

软件需求的形式化转换模型

需求规范错误是软件设计错误的一大类。该文提出了一个软件需求的形式化转换模型，用来将软件需求分析直接、自动地转换为形式化描述，为需求验证提供帮助，避免软件在需求规范上可能产生的错误。     

面向安全性需求的安全构件模型框架研究

构件理论在软件工程领域正扮演着越来越重要的角色。基于传统构件模型的软件开发技术尚不能满足安全苛求软件的开发需求。为了规范化地描述和设计符合安全苛求软件开发需要的构件, 提出了一种形式化的面向安全需求的安全构件(SC)模型框架, 利用故障模式与冗余比较来确保构件模型的安全性, 并将该模型应用于CTCS-2级列车控制中心仿真系统中。     

一个机载软件需求形式化建模与分析实例研究

现代民机机载软件系统的功能与复杂度在快速增长的同时还必须满足更严格的安全标准, 使得在机载软件需求层级必须进行诸如一致性、完整性等分析与验证成为重要的挑战. 工作基于一个自主设计实现的面向机载软件自然语言需求形式化建模与分析工具平台(ART)展开对座舱显控软件子系统(EICAS)需求的建模与分析, 包括: ART工具平...     

基于限定中文自然语言需求的SysML模型自动生成方法

模型驱动开发方法逐渐成为安全关键信息物理融合系统(safety-critical cyber-physical system,SC-CPS)设计与开发的重要手段.然而,安全关键信息物理融合系统需求往往是通过自然语言描述的,如何自动化或半自动化链接自然语言需求和基于模型驱动的系统设计与开发过程是目前面临的重要挑战.面向安全关键信息物理融合系统,提出基于限定中文自然语言需求的SysML模型自动生成方法RNL2SysML.首先,为了降低自然语言需求表达的二义性,提出一种结构化的限定自然语言需求模板进行需求规约,并通过基于人工智能的(AI)安全关键信息物理融合系统术语提取和推荐方法,对系统需求中的领域术语和数据字典加以自动提取,提高限定自然语言需求规约工作的自动化程度.然后,给出限定自然语言需求规约到SysML系统设计模型的转换方法.最后,基于开源工具Papyrus对所提方法进行了原型工具实现,并通过航空领域的飞机空气增压系统(airplane air compressor system)案例验证了方法的有效性和实用性.     

基于关联模式的回归测试用例约简模型

针对回归测试过程中测试需求不断变更造成的测试用例数量大、测试效率低等问题,提出一种基于关联模式的回归测试用例约简模型。该模型对模块、测试需求及测试用例三者间的关联性进行纵向分析,对测试需求间的关联关系进行横向分析并约简测试需求,进而生成并约简测试用例,实现对修改后的软件进行有效的回归测试。     

Decomposition in Real-Time Safety-Critical Systems

Existing formal techniques for the development of software for use in safety-critical systems do not adequately address non-functional system requirements such as those involving timing. In this paper we describe a formal development method in which specifications may be decomposed into unexceptional programs whilst preserving the functional and timing requirements of the specification. We illustrate the method with a speed monitoring example.     

一种安全关键软件系统符号执行优化方法

在航空、核电和国防军工领域当中,安全关键系统(Safety-Critical System,SCS)的软件非常重要,其可靠性必须通过测试或形式化方法来保障。符号执行作为一种高效的测试用例生成方法被广泛使用,然而,SCS软件系统的模块之间的耦合性较高,使得符号执行约束求解困难。本文针对这类软件系统提出一种带权最小割集的解耦方法,为安全关键软件系统的自动化测试提供了一种新思路。     

航空机载嵌入式控制软件需求建模的形式化工程方法

嵌入式控制软件是现代航空飞行器的核心部件之一。构建软件需求的形式化规约精确地刻画人们对软件期望的功能和运行场景,是确保此类安全攸关软件质量的根本途径。在工业界,形式化需求建模的大规模应用尽管有成功的案例,但仍面临众多的困难。其根本性难点在于缺少一种系统化的工程方法来引导工业界软件实践者,从原始需求开始最终完成形式化需求规约,并能确认该规约真实、充分地反映了人们对软件期望的功能。针对上述挑战,提出了一种面向机载控制软件需求建模的形式化工程方法ACSDL-MV,以形式化方法为理论基础,结合软件需求工程的基本原理,引导工程人员从原始需求出发以演化式的过程逐步完成需求规约的构建;定制了航空控制软件的形式化描述语言ACSDL,用以构建形式化规约;为了确认软件需求规约准确、充分地描述了人们对软件期望的功能,该方法给出了基于图形的静态审查和基于模型的动态模拟技术。在航空发动机公司中的实验结果表明,该方法相比传统方法探测到了更多的潜在错误。     

轨道交通控制软件中基于场景的需求分析方法

针对轨道交通控制软件的形式化方法,在实际工程应用中存在形式化建模和系统级场景验证困难的问题。提出一种面向轨道交通领域的形式化建模和需求确认及验证方法。通过非形式化、半形式化到形式化规约三步演化过程,为形式化规约构建提供模板。在对需求的确认和验证中,根据形式化规范建立需求模型,导出相关图表,基于此检查领域专家关注的场景。同时制定场景描述规则,使场景可以在需求模型中正确执行。在此基础上,从特殊变量、效率、场景质量三方面对场景进行优化,更充分地验证需求的正确性。实验结果表明,对于典型车载控制软件,该方法较传统分析方法可多探测到10%的潜在缺陷,效率提升80%以上。     

一种面向列车控制系统中安全攸关场景的测试用例自动生成方法

列车控制系统是一种安全攸关系统,为保证其安全性,要求测试过程对安全攸关场景中所有可能的运行进行完全的覆盖.现有的场景建模与测试用例自动生成方法不能完全满足这一技术需求.围绕列车控制系统的安全攸关场景建模以及测试用例自动生成方法展开研究,对UML活动图扩充了事件驱动机制和时间特性描述机制,以满足对安全攸关场景建模的需要,提出了简单路径覆盖准则以定义对场景中所有运行的完全覆盖,并针对这一覆盖准则给出了自动生成测试用例的方法.以地铁列车控制系统为研究对象展开实验,表明了该方法的有效性和局限性.     

基于系统理论过程分析的软件安全性需求分析与验证方法

针对传统系统理论过程分析（STPA）方法缺乏自动化实现手段、自然语言结果分析存在歧义性的问题,提出一种基于STPA的软件安全性需求分析与验证方法。首先,提取软件安全性需求,并利用算法将其转化为形式化表达式;其次,建立状态图模型来描述软件安全控制行为逻辑,并将其转化为程序可读的形式化语言;最后,采用模型检验技术进行形式化验证。结合某武器发射控制系统案例验证了方法的有效性,结果表明,该方法能够实现安全需求分析的自动化生成与形式化验证,解决了传统方法对于人工干预的依赖问题及自然语言描述问题。