蜕变测试研究进展及其在并行程序测试中的研究展望

在软件测试过程中,待测程序的预期输出是判断软件是否存在缺陷的重要因素.蜕变测试技术是利用被测软件的属性来检查程序输出,从而有效地解决程序预期输出难以构造的问题.近年来,蜕变测试在软件测试领域取得了蓬勃的发展,许多研究人员将蜕变测试技术进行优化,将其运用到各个领域,有效提高了软件质量.从原理、过程及其优化,应用领域3个方面,总结蜕变测试的研究工作,着重分析了近5年的研究进展,进一步展望了蜕变测试用于并行程序时,可能的研究主题.首先,介绍蜕变测试的基本概念和蜕变测试过程;接着,从蜕变关系、测试用例、测试执行过程以及蜕变测试工具4个角度,总结蜕变测试优化技术;然后,汇总了蜕变测试的应用领域;最后,基于已有研究成果,讨论蜕变测试在并行程序测试领域面临的问题,为蜕变技术在并行程序测试领域的研究提供可能的思路.     

伪距定位程序的蜕变测试方法

考虑到伪距定位程序中算法数值计算复杂性及其在用户定位过程中的重要性，提出将蜕变测试方法应用于伪距定位程序的软件测试中。基于伪距定位程序的蜕变测试流程，通过分析算法几何属性、数值计算特性及具体实现，提出3种不同的蜕变关系。结合变异分析技术对蜕变关系设计的有效性进行验证，实验结果表明，该方法能够有效检测伪距定位程序中的软件缺陷、提高测试效率，进一步拓宽了蜕变测试方法的应用范围。     

蜕变测试技术综述

软件测试是一种重要的、不可缺少的软件质量保证技术,用于发现和纠正软件中存在的缺陷和错误,但在很多情况下待测程序的预期输出难以确定。蜕变测试技术通过检查程序的多个执行结果之间的关系来测试程序,可以有效地解决上述问题。经过近十年的研究,蜕变测试技术已经在测试过程的优化、与其他验证或测试方法的结合等方面取得了巨大的进展,并被广泛地应用于各个领域中。对当前蜕变测试技术的研究进行了综述,针对已有方法的不足之处,对未来的研究方向进行了展望,包括蜕变测试充分性研究、实用蜕变关系构造技术、实用原始测试用例选取技术、新型软件中蜕变测试技术的研究、蜕变测试工具的开发等。     

蜕变测试技术综述

软件测试是一种重要的、不可缺少的软件质量保证技术,用于发现和纠正软件中存在的缺陷和错误,但在很多情况下待测程序的预期输出难以确定。蜕变测试技术通过检查程序的多个执行结果之间的关系来测试程序,可以有效地解决上述问题。经过近十年的研究,蜕变测试技术已经在测试过程的优化、与其他验证或测试方法的结合等方面取得了巨大的进展,并被广泛地应用于各个领域中。对当前蜕变测试技术的研究进行了综述,针对已有方法的不足之处,对未来的研究方向进行了展望,包括蜕变测试充分性研究、实用蜕变关系构造技术、实用原始测试用例选取技术、新型软件中蜕变测试技术的研究、蜕变测试工具的开发等。     

针对模型转换程序的蜕变测试方法研究

模型驱动架构中模型转换结果正确与否常常难以判断(即测试Oracle问题),而蜕变测试通过验证多个执行结果之间是否满足蜕变关系可以部分地解决测试Oracle问题。为有效地解决模型转换测试中的Oracle问题,以UML到Java模型转换程序为例,应用蜕变测试,依据转换规则,从增加、删除、修改、替换4个方面设计并构造出一组蜕变关系。最后对待测程序植入在实际测试中常见的两种错误,设计并执行测试用例后验证蜕变关系,发现违反了蜕变关系,暴露出程序缺陷,从而说明了蜕变测试的有效性。     

基于测试需求的互操作性测试用例生成方法

网络化应用将成为未来软件技术发展的主导模式。为了保证网络化应用之间能够有效地协同工作,必须对其进行互操作性测试。互操作性测试具有测试需求复杂易变、测试用例设计困难的特点,因而需要消耗大量成本。为此,提出一种基于测试需求的互操作性测试用例生成方法。该方法采用模型驱动的测试思想,以测试需求模型描述互操作性测试需求,以状态图描述各被测应用的规格说明,通过两者的结合生成满足测试需求的测试用例。     

面向对象程序蜕变关系构造方法

针对面向对象软件类级测试中蜕变关系构造不充分的问题,提出一种由错误类型指导面向对象程序蜕变关系构造的方法。首先分析类方法中包含的基本操作,根据错误发生位置和作用效果将错误分成3类;其次 按照执行效果的不同 将类中方法分成两类;再针对错误类型对每个方法分别构造蜕变关系;最后通过Rectangle类的实验对比该方法与其他方法。实验证明提出的由错误类型指导蜕变关系构造的方法的检错率有所提高,并且有助于错误定位。     

基于程序路径分析的有效蜕变测试

蜕变测试对于预期输出难以构造的程序是实用和高效的.作者在系统研究已有蜕变测试方法和路径分析技术的基础上,首先针对使用二元蜕变关系的测试提出了一组蜕变测试准则,以在多个不同的层次上定义蜕变测试用例集的充分性;然后给出了3种能够生成相应测试用例集的算法;最后通过变异分析的方法证实这些算法的有效性.实验结果表明,蜕变关系和测试准则的选取直接影响到测试的效果,另外,使用蜕变关系全路径覆盖可满足性算法(APCEMsT)可以快速准确地发现待测程序中的错误,而生成的测试用例的数量却比传统技术要少.     

基于活动图模型测试剖面的测试用例生成方法

给出了测试用例的定义和如何根据UML活动图模型来生成测试用例的基本方法，包括基于活动图模型控制流结构的测试场景生成和针对活动的输入量的测试数据生成。根据活动图模型的层次型特点，引入了针对话动的层次化的测试剖面(Test Profiles)概念和输入输出数据描述规范，用以支持用户在活动图上分层次地提供有关测试数据生成的约束条件。同时，给出了基于测试剖面的基本测试数据的生成方法，以及基于测试场景和基本测试数据的组合来生成一组测试用例的方法。     

机器学习图像分类程序的蜕变测试框架

机器学习在计算机视觉、语音识别和自然语言处理等实际应用中已经取得了显著的成功。图像分类作为计算机视觉的一个主要分支。不久的将来,许多的图像分类程序会以机器学习的方式呈现。然而,由于机器学习图像分类程序的测试面临着测试预言难题,这使得在测试的过程中将需要大量的人力及物力。为了缓解测试预言难题,使用了蜕变测试技术。为了规范测试流程、提高测试效率,提出了一种适用于机器学习图像分类程序的蜕变测试框架。并且通过测试基于SVM和VGGNet图像分类程序,验证了该测试框架的合理性和有效性。     

关于蜕变测试和特殊用例测试的实例研究

提出了基于蜕变测试方法的集成测试环境MTest,进而为检验蜕变测试方法的能力和效率,以稀疏矩阵乘法程序为例设计了一组实验.该实验基于变异分析技术,分别以mutation score和错误发现率为度量指标,定量地分析和对比了特殊用例测试,以特殊测试用例和随机测试用例为源测试用例的蜕变测试这3种方法的测试能力和效率.该实验可在MTest测试环境下自动完成.实验结果表明,蜕变测试与特殊用例测试之间是互补的,而且就蜕变测试的源测试用例而言,随机测试用例在测试能力和效率上优于特殊测试用例.     

蜕变关系构造基本准则与策略研究

蜕变测试可以部分解决软件测试中的Oracle问题,其关键步骤和难点是蜕变关系的构造,它将直接影响测试的效果。通过对典型程序测试的案例对蜕变关系的构造进行分析,归纳总结了若干构造蜕变关系的基本准则,并在案例研究中采用变异分析方法验证了构造准则的合理性。提出了蜕变测试与等价类测试结合运用的测试方法,此方法可用于输入空间易于分类的程序。     

基于使用模型的统计测试方法的研究

介绍了基于使用模型的统计测试方法，论述了使用模型的概念和特点，以及从使用模型中可以计算出的静态参数和它们在统计测试和软件开发中所起的作用，还具体阐述了怎样通过使用模型生成测试用例，同时根据测试充分性理论讨论了统计测试中测试充分性的度量方法，最后简要介绍了自行开发的统计测试辅助工具STToolkit。     

基于影响分析的回归测试优先级错误定位方法

基于程序行为特征的错误定位方法由于只孤立地看待每个程序实体,使其错误定位的效率受到影响,而回归测试错误定位又由于需要执行全部测试用例将大大增加开发和测试成本。针对以上问题,提出一种基于影响分析的回归测试优先级错误定位方法,该方法将联合依赖图、基于程序行为特征的错误定位方法和回归测试优先级进行有机结合。实验结果表明,与Ochiai,Tarantula,PPDG,CP和Naish等经典方法相比,该方法可更加有效地定位软件错误。     

基于自适应高斯混合模型的软件测试用例集约简算法研究

为了最大化的找出软件测试用例集中的相似用例,实现对用例的最优精简,提出了一种自适应的高斯混合模型;提出的模型使用K-means初始化EM,自适应地确定聚类簇数目,在此过程中能够评判聚类结果,同时给出式高斯混合模型的所有参数,这些参数作为各个聚类簇进行新一轮迭代计算的参数,最终得到的结果更趋于最优解;实验结果表明,相对现有的高斯混合模型和模糊K-Means聚类模型等算法,文章提出的自适应高斯混合模型算法能够最小化软件测试用例集,约简后的用例所覆盖的范围相对更广,测试出的软件错误率较高,对软件测试用例集多变的适应性好。