一种编译优化测试用例自动生成方法的设计与实现

编译器的质量保证对提高软件产品的质量有着重要作用,对编译优化的测试是其中的核心部分.对编译优化的测试需要大量的测试用例程序.要构造这些测试用例,使用传统手工构造方法面临着效率低的问题,而基于文法的构造方法则针对性不足.从对优化的形式化描述出发来自动构造测试用例能克服这些缺点.本文设计并实现了一种基于形式化描述的编译优化测试用例程序生成方法.该方法基于编译优化的时序逻辑描述构造关键顶点控制流图,逐步转换为控制流图并得到用例程序.针对GCC(版本4.1.1)进行的覆盖率测试实验表明,该方法可以生成具有较高针对性的测试用例,并达到相当的覆盖程度.     

一种用于测试编译优化的程序控制结构生成算法

代码优化是编译器的重要阶段,是编译技术的研究重点。优化算法复杂度高,需要有效地测试用例生成方法对其进行充分的测试。提出了一种测试用例自动生成方法,能直观简单地生成具有可优化成分的程序,有针对性地对编译优化进行有效测试。重点介绍了该方法的基础、程序控制结构生成算法,并介绍了基于本方法实现的一个编译器自动测试工具。     

基于场景的测试用例自动生成方法

为实现测试用例的自动生成,提出一种基于场景的测试用例生成方法.首先分解被测软件系统,根据分解后的系统,建立系统场景模型.重点分析了测试场景的提取,给出了顺序、平行以及循环三种分解图结构的测试场景生成算法.最后给出了从测试场景到测试用例的转换算法.     

基于一致性测试理论的Statechart描述的测试用例自动生成

本文研究Statechart描述的测试语义和测试用例的自动生成.基于Tretmans的从标记转换系统描述自动生成测试用例的方法,我们研究如何从Statechart描述自动生成测试用例.本文的主要贡献在于建立了基于Statechart描述的一致性测试和测试用例生成的形式化基础.为Statechart描述建立了形式化测试语...     

敏感变量和感知机结合的测试预言生成方法

测试预言生成技术是软件工程测试领域的研究热点之一.没有可以利用的历史测试用例是目前大部分测试预言生成技术的普遍假设，但是这种假设会使我们错过利用现有部分测试用例协助自动生成新测试用例预言的机会.在已知部分测试用例集的情况下，提出了基于敏感变量和线性感知机的新测试用例的测试预言自动生成方法.首先，收集已知测试用例执行的语句覆盖和不同断点处内存值集合作为训练集，计算与新测试用例执行覆盖信息高度相似的测试用例集；其次，计算各断点处表征成功或失败的敏感变量集；然后，应用线性感知机求解每个断点处成功或失败概率预测的门限值；在此基础上，给出新测试用例测试预言自动生成的方法，并对方法进行讨论；最后，采用7个程序的129个故障版本作为实验对象，对共计14 300个测试用例生成测试预言.实证评价表明，测试预言准确率平均达到96.2%.该成果可以形成测试用例集合构造的"滚雪球效应"，不断迭代自动生成新测试用例的测试预言.     

基于编译支持错误跟踪的测试用例自动化生成方法

测试用例的自动生成是实现测试自动化的重要保障,是验证可信软件的基本方法.在分析现有测试用例自动生成方法的基础上,提出了一种基于编译的错误可跟踪的测试用例自动生成方法.该方法以编译器为依托,通过对其语法和语义进行扩展,将测试需求很好地融入到源程序中参与分析,并利用代码生成器在生成目标代码的同时根据相应的分析结果直接生成对应的测试用例.该方法将测试用例和目标代码生成统一到编译器中,避免了独立的测试用例自动生成工具在获得编译器相关分析结果时而导致的接口开销.同时,通过对源程序行号信息的跟踪,使得测试用例在无法通过测试时能够很快定位出错位置,以方便程序开发者修改.最后,通过一个示例程序说明了该方法的具体实现过程,证明了该方法的有效性.     

基于UML协作图的测试用例生成方法与实现

根据组件软件的特征,提出一种基于UML协作图直接产生测试用例的方法.给出了一系列覆盖准则,并针对协作图中条件、并发和循环消息流提出相应的处理方法.采用深度优先的算法遍历所有测试场景,每个测试场景相应于一个测试用例,并设计和实现了测试用例自动生成工具系统UMLTCG.     

UML模型驱动的划分测试用例生成方法研究

测试用例的自动生成是软件测试研究的主要方向之一。针对现有的UML模型驱动测试方法在测试数据生成方面存在低效、无目的性、冗余等问题,提出了基于UML活动图模型驱动的划分测试用例自动生成方法。该方法将测试场景归为五种类型,并为每种类型规划了测试数据取值范围和选择方法。构建了基于该方法的原型工具软件,提供被测软件原模型和数据约束即可生成测试用例。实验结果表明,该方法能够在不降低测试覆盖率的情况下,能生成数量少、针对性强的测试用例集。     

基于状态图的测试路径自动生成

提出一种基于状态图的测试路径自动生成算法,该算法从状态图的初始状态到终止状态进行遍历,可以得到一组路径,由该组路径生成的测试用例集可满足状态图的转移覆盖测试准则。根据循环复杂度,对路径集的总长度进行优化,从而减少测试用例数量。实验结果表明,该算法有效可行,在实际应用中能够取得良好的效果。     

基于Petri网的软件测试用例生成方法

软件测试数据的生成目前主要采用的人工、半人工的方法,工作量大、测试周期长且容易遗漏;基于Petri网的测试用例生成方法主要应用于场景类测试,通过Petri网理论对测试模型建模,再对模型分析验证,最后生成测试用例集;该方法支持回归生成测试用例集,弥补了对测试用例集需求变化的情况;同时,支持测试用例的自动生成;该方法可以有效地描述系统的状态行为,并且保证了较高的覆盖率指标,有助于提高测试的效率和质量.     

一种结构测试数据自动生成的框架

针对结构测试中控制流和数据流覆盖测试数据的生成都可以归结为面向路径的测试数据生成的问题,提出了一个通用的基于控制流和数据流的结构测试数据自动生成的框架。该框架根据控制流和数据流测试中所采用的覆盖标准优化选取测试路径,并以改进后的迭代松弛法为核心,对所选取的路径生成测试数据。以基于路径覆盖、分支覆盖和数据流覆盖测试数据自动生成这3种算法为核心,开发了一个测试数据自动生成的框架原型。实验结果表明该框架是可行的。     

基于状态转移图的箭载软件时序控制测试用例生成方法

为提升箭载嵌入式软件测试的效率和质量,本文专门针对箭载软件时序控制这一测试需求,提出了一种基于状态转移图的测试用例自动生成算法设计方法。具体分析步骤为首先分析时序控制特性,其次选取状态转移图来表征,自定义所需图元属性以及图元关系、触发条件全面性与一致性的约束条件从而保证模型合理性；再次采用基路径覆盖、转移对覆盖、条件元覆盖三种覆盖准则相结合方式实现测试用例的自动生成；最后以某箭上软件全飞行周期时序控制为基础,多次结果表明该方法生成的软件测试用例可完全覆盖时序控制功能和性能需求,验证了方法的有效性和稳定性,可为箭载软件自动化测试工程化实践提供一定的借鉴。     

Optimizing compilation with preservation of structural code coverage metrics to support software testing

Code‐coverage‐based testing is a widely‐used testing strategy with the aim of providing a meaningful decision criterion for the adequacy of a test suite. Code‐coverage‐based testing is also mandated for the development of safety‐critical applications; for example, the DO178b document requires the application of the modified condition/decision coverage. One critical issue of code‐coverage testing is that structural code coverage criteria are typically applied to source code whereas the generated machine code may result in a different code structure because of code optimizations performed by a compiler. In this work, we present the automatic calculation of coverage profiles describing which structural code‐coverage criteria are preserved by which code optimization, independently of the concrete test suite. These coverage profiles allow to easily extend compilers with the feature of preserving any given code‐coverage criteria by enabling only those code optimizations that preserve it. Furthermore, we describe the integration of these coverage profile into the compiler GCC. With these coverage profiles, we answer the question of how much code optimization is possible without compromising the error‐detection likelihood of a given test suite. Experimental results conclude that the performance cost to achieve preservation of structural code coverage in GCC is rather low. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于混沌遗传算法的测试用例自动生成研究

测试用例自动生成是提高软件测试效率的重要手段.针对传统遗传算法的测试用例自动生成方法存在早熟收敛、迭代后期种群多样性降低等问题,提出了一种基于混沌遗传算法的测试用例自动生成模型,运用反向学习策略初始化种群,结合层接近度改进个体适应度的评价方法,并利用混沌序列优化遗传算法的交叉、变异操作.实验结果表明,与已有测试用例自动...     

基于遗传算法的全芯片级覆盖率驱动随机验证技术

随机测试生成技术是当今大规模集成电路仿真验证流程中的重要支撑技术.覆盖率驱动的随机测试生成方法是目前该领域研究的热点.遗传算法具有部分优化问题的黑盒特性,不需要了解问题的太多先验知识,适合处理黑盒优化问题.因此,将遗传算法应用在覆盖率反馈驱动随机测试生成时,不需要复杂的领域先验知识,节约了大量的专家时间,提高了验证的自动化程度.分析了各种基于遗传算法的覆盖率驱动的随机测试生成方法,并在此基础上设计和实现了基于遗传算法的全芯片级覆盖率驱动随机验证平台.该平台被实际应用在龙芯处理器的验证中,实验结果表明,平台有效提高了验证效率.     

基于变迁的完全路径覆盖测试

为解决基于状态节点搜索的完全路径覆盖所产生的测试用例数过多和难以实现连续测试的问题,提出了一种基于变迁的完全路径覆盖测试准则,并设计和实现了一种深度优先搜索与宽度优先搜索相结合的基于变迁完全路径覆盖测试用例自动生成算法。实验结果表明,基于变迁的完全路径覆盖准则比基于状态的完全路径覆盖准则更为严格,相应的算法可以产生更优的测试用例集,能更方便地完成软件的连续动态测试。     

面向路径的测试数据自动生成工具的设计

设计了一个通用的基于控制流和数据流的结构测试数据自动生成的工具。该工具根据控制流和数据流测试中所采用的覆盖标准来选取测试路径,并以改进后的迭代松弛法为核心,对所选取的路径生成测试数据。同时工具采用Fibonacci法优化选取路径,对不可达路径进行处理,并对测试数据的分支覆盖率、DCP覆盖率等进行了统计。实验结果表明该工具是可行的。     

A dynamic stochastic model for automatic grammar‐based test generation

Grammar‐based test generation provides a systematic approach to producing test cases from a given context‐free grammar. Unfortunately, naive grammar‐based test generation is problematic because of the fact that exhaustive random test case production is often explosive, and grammar‐based test generation with explicit annotation controls often causes unbalanced testing coverage. In this paper, we present an automatic grammar‐based test generation approach, which takes a symbolic grammar as input, requires zero control input from users, and produces well‐distributed test cases. Our approach utilizes a novel dynamic stochastic model where each variable is associated with a tuple of probability distributions, which are dynamically adjusted along the derivation. We further present a coverage tree illustrating the distribution of generated test cases and their detailed derivations. More importantly, the coverage tree supports various implicit derivation control mechanisms. We implemented this approach in a Java‐based system, named Gena. Each test case generated by Gena automatically comes with a set of structural features, which can play an important and effective role on automated failure causes localization. Experimental results demonstrate the effectiveness of our approach, the well‐balanced distribution of generated test cases over grammatical structures, and a case study on grammar‐based failure causes localization. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于UML的系统测试用例自动生成

提出了一种新颖的基于UML图自动生成系统测试用例的方法.此方法适用于所有UML建模的系统.用创新性地结合图论知识,对用例图和序列图进行抽象,定义了相应的测试覆盖准则以生成测试用例.通过两级遍历,自动生成系统测试向最,并且达到所提的系统测试覆盖率的要求.能够覆盖所有用例、用例依赖性、以及交互中所有的消息序列.实现最大化的...