基于组件合约逐级求解的测试用例自动生成方法研究
发布时间：2021-01-19 21:51
核电产业高速成长,为国民带来改善经济水平的机遇、降低环境污染的可能,并被作为保障国家安全稳定的手段。然而在获利的同时,也蕴藏许多风险。其中部分风险的发生会造成难以估量的损失。核电产业的安全性受到了多方瞩目,为提升安全性,需要对核电产业相关软件系统进行软件测试。数字化仪控系统（Digital Instrument And Control System,DCS）,在核电领域应用广泛。DCS系统经由高安全性应用开发环境（Safety-Critical Application Development Environment,SCADE）平台进行开发,通过构建组件模型刻画软件系统特征。在核电DCS系统基于组件模型的自动化测试用例生成引入合约的概念,通过合约定义软件系统中组件的交互规则,并以此作为验证组件执行正确性的手段,生成测试用例。现有方法有手工测试及系统合约求解测试两种。前者存在效率低、工作量大、复用性差,由于个体差异影响,导致测试充分度难以保障等问题。后者应对大型复杂系统时,存在NP完全问题,求解难度高,耗时长等问题。据此,为提高测试效率,降低求解测试用例难度,本文基于组件合约模型,将排列...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
映射后的合约关系
南华大学硕士学位论文12Invariance条件，使用本文方法逐级求解测试用例。2.4.3接口传递的数据类型定义根据定义2.2知，其中组件接口分为输入接口（II）、输出接口（OI）及参数接口（PI）。接口传递数据信号，调用组件方法。共有外部输入数据、内部传递数据及输出数据三种数据类型。不同接口将传递不同类型的数据。II将传递外部输入数据及内部传递数据。OI将传递输出数据。PI将传递外部输入数据。本文方法将使用外部输入数据生成初始输入数据，获取并存储测试用例外部输入参数值、状态及组件参数值；使用存储的初始输入数据及内部传递数据实现组件方法调用；使用输入数据求解被调用方法的输出数据，补充完整测试用例。接口传递数据类型及合约对应关系见图2.2：图2.2传递数据类型及合约对应关系定义2.3SCCS（扩展组件合约集）：引入合约化设计理论，并结合数据类型再划分的合约关系，可被视为一个四元组::<Pre-初始输入数据合约，Pre-方法调用判别合约，Post-输出数据求解合约，Invariance>。外部输入数据：软件系统中，除因存在依赖关系而导致的数据流传输以外的数据。即：1）软件系统首个组件预启动前产生的首批外部输入参数值、外部输入参数状态；2）组件与外部环境产生的外部输入参数值、外部输入参数状态；3）软件系统中所有组件个体存在组件参数值。此部分数据应用于软件系统进行自动化测试用例集生成时初始输入数据生成，即映射后的Pre、Invariance条件。定义2.4初始输入数据：初始输入数据可视为一个三元组::<外部输入参数值集，外
南华大学硕士学位论文18赖关系。即时依赖及时序依赖，均是依靠数据流传递，调用组件中某方法，实现系统相应功能。现给出两种依赖关系的形式化定义：定义3.2即时依赖（Rf）：整合接口依赖（Ri）及输入输出依赖（Rio）。组件Cb中存在方法P，方法P的执行需要依赖组件Cb的输入接口IB接收来自此轮被依赖组件Ca的输出接口输出的数据流OA。此时，称组件Ca、Cb间存在即时依赖关系。定义3.3时序依赖（Rts）：整合接口依赖（Ri）及时间依赖（Rt）。组件Cb中存在方法P1，方法P1的执行需要获取上一轮执行软件系统时P1的输出的数据流OB，此时，称组件Cb存在时序依赖关系。上述依赖关系中数据流传递包含两种类型的数据：状态及数值。两者又分别满足状态依赖（Rs）及数值依赖（Rd）的依赖关系。其中状态依赖限制输入状态必须处于特定状态时，方法才可能被执行；数值依赖限制输入数值必须处于特定区间范围内时，方法才可能被执行。状态满足或数值满足通常为方法执行的必要不充分条件。两者同时满足为方法执行的充要条件。其中存在一种特殊情况，个别组件方法的触发仅需满足状态依赖，此刻状态满足为方法执行的充要条件。例，软件系统中存在五个组件(A，B，C，D，E)，组件间依赖关系下：RfCA,RfBA，RfED,RfEC,RfEB，RtsDD。则，软件系统的组件依赖图如图3.1所示：图3.1组件依赖图示例此刻组件C与组件A，组件B与组件A，组件E与组件D，组件E与组件C，组件E与组件B之间存在即时依赖关系。组件D存在时序依赖关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]核电项目DCS工厂测试用例自动化生成工具[J]. 刘剑,杜文艳,刘飞. 数字技术与应用. 2019(04)
[2]基于UML的军用软件运行剖面元模型研究[J]. 孙媛,唐金国,徐吉辉. 计算机与数字工程. 2018(02)
[3]模型自动转换与一致性验证方法[J]. 张建,吴俊,方景龙. 计算机工程与设计. 2017(09)
[4]SCADE开发既有系统中单个模块方法的研究[J]. 李文婷. 铁路通信信号工程技术. 2017(03)
[5]集成测试中的类测试顺序生成技术述评[J]. 张艳梅,姜淑娟,张妙,鞠小林. 计算机学报. 2018(03)
[6]基于合约的SCADE测试工具设计与实现[J]. 刘小同,熊梦,阳小华,刘杰. 电脑知识与技术. 2017(11)
[7]DCS软件界面自动化测试技术研究与应用[J]. 刘红刚,黄太新,宋立新,孟广国. 自动化博览. 2017(04)
[8]依赖距离主导的向量化方法研究[J]. 丁丽丽,韩林,王冬,张素平,王鹏翔,于海宁. 计算机应用研究. 2017(05)
[9]基于UML模型集成测试工具的建模与设计[J]. 樊鑫,郑巍,杨丰玉. 计算机测量与控制. 2015(12)
[10]基于依赖图等价代换的SSDG构建算法[J]. 徐东,狄效国,孟宇龙,冯晓宁. 计算机工程. 2015(12)
硕士论文
[1]基于SCADE模型的车载ATP软件测试方法[D]. 汤圣杰.北京交通大学 2019
[2]基于二部图及合约的测试用例自动生成方法研究与实现[D]. 郭华杨.昆明理工大学 2013
[3]COM组件系统依赖分析方法与回归测试研究[D]. 刘倩.华中科技大学 2011
[4]基于依赖的构件集成测试方法研究[D]. 陈祖文.华中科技大学 2011
本文编号：2987774
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
映射后的合约关系
南华大学硕士学位论文12Invariance条件，使用本文方法逐级求解测试用例。2.4.3接口传递的数据类型定义根据定义2.2知，其中组件接口分为输入接口（II）、输出接口（OI）及参数接口（PI）。接口传递数据信号，调用组件方法。共有外部输入数据、内部传递数据及输出数据三种数据类型。不同接口将传递不同类型的数据。II将传递外部输入数据及内部传递数据。OI将传递输出数据。PI将传递外部输入数据。本文方法将使用外部输入数据生成初始输入数据，获取并存储测试用例外部输入参数值、状态及组件参数值；使用存储的初始输入数据及内部传递数据实现组件方法调用；使用输入数据求解被调用方法的输出数据，补充完整测试用例。接口传递数据类型及合约对应关系见图2.2：图2.2传递数据类型及合约对应关系定义2.3SCCS（扩展组件合约集）：引入合约化设计理论，并结合数据类型再划分的合约关系，可被视为一个四元组::<Pre-初始输入数据合约，Pre-方法调用判别合约，Post-输出数据求解合约，Invariance>。外部输入数据：软件系统中，除因存在依赖关系而导致的数据流传输以外的数据。即：1）软件系统首个组件预启动前产生的首批外部输入参数值、外部输入参数状态；2）组件与外部环境产生的外部输入参数值、外部输入参数状态；3）软件系统中所有组件个体存在组件参数值。此部分数据应用于软件系统进行自动化测试用例集生成时初始输入数据生成，即映射后的Pre、Invariance条件。定义2.4初始输入数据：初始输入数据可视为一个三元组::<外部输入参数值集，外
南华大学硕士学位论文18赖关系。即时依赖及时序依赖，均是依靠数据流传递，调用组件中某方法，实现系统相应功能。现给出两种依赖关系的形式化定义：定义3.2即时依赖（Rf）：整合接口依赖（Ri）及输入输出依赖（Rio）。组件Cb中存在方法P，方法P的执行需要依赖组件Cb的输入接口IB接收来自此轮被依赖组件Ca的输出接口输出的数据流OA。此时，称组件Ca、Cb间存在即时依赖关系。定义3.3时序依赖（Rts）：整合接口依赖（Ri）及时间依赖（Rt）。组件Cb中存在方法P1，方法P1的执行需要获取上一轮执行软件系统时P1的输出的数据流OB，此时，称组件Cb存在时序依赖关系。上述依赖关系中数据流传递包含两种类型的数据：状态及数值。两者又分别满足状态依赖（Rs）及数值依赖（Rd）的依赖关系。其中状态依赖限制输入状态必须处于特定状态时，方法才可能被执行；数值依赖限制输入数值必须处于特定区间范围内时，方法才可能被执行。状态满足或数值满足通常为方法执行的必要不充分条件。两者同时满足为方法执行的充要条件。其中存在一种特殊情况，个别组件方法的触发仅需满足状态依赖，此刻状态满足为方法执行的充要条件。例，软件系统中存在五个组件(A，B，C，D，E)，组件间依赖关系下：RfCA,RfBA，RfED,RfEC,RfEB，RtsDD。则，软件系统的组件依赖图如图3.1所示：图3.1组件依赖图示例此刻组件C与组件A，组件B与组件A，组件E与组件D，组件E与组件C，组件E与组件B之间存在即时依赖关系。组件D存在时序依赖关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]核电项目DCS工厂测试用例自动化生成工具[J]. 刘剑,杜文艳,刘飞. 数字技术与应用. 2019(04)
[2]基于UML的军用软件运行剖面元模型研究[J]. 孙媛,唐金国,徐吉辉. 计算机与数字工程. 2018(02)
[3]模型自动转换与一致性验证方法[J]. 张建,吴俊,方景龙. 计算机工程与设计. 2017(09)
[4]SCADE开发既有系统中单个模块方法的研究[J]. 李文婷. 铁路通信信号工程技术. 2017(03)
[5]集成测试中的类测试顺序生成技术述评[J]. 张艳梅,姜淑娟,张妙,鞠小林. 计算机学报. 2018(03)
[6]基于合约的SCADE测试工具设计与实现[J]. 刘小同,熊梦,阳小华,刘杰. 电脑知识与技术. 2017(11)
[7]DCS软件界面自动化测试技术研究与应用[J]. 刘红刚,黄太新,宋立新,孟广国. 自动化博览. 2017(04)
[8]依赖距离主导的向量化方法研究[J]. 丁丽丽,韩林,王冬,张素平,王鹏翔,于海宁. 计算机应用研究. 2017(05)
[9]基于UML模型集成测试工具的建模与设计[J]. 樊鑫,郑巍,杨丰玉. 计算机测量与控制. 2015(12)
[10]基于依赖图等价代换的SSDG构建算法[J]. 徐东,狄效国,孟宇龙,冯晓宁. 计算机工程. 2015(12)
硕士论文
[1]基于SCADE模型的车载ATP软件测试方法[D]. 汤圣杰.北京交通大学 2019
[2]基于二部图及合约的测试用例自动生成方法研究与实现[D]. 郭华杨.昆明理工大学 2013
[3]COM组件系统依赖分析方法与回归测试研究[D]. 刘倩.华中科技大学 2011
[4]基于依赖的构件集成测试方法研究[D]. 陈祖文.华中科技大学 2011
本文编号：2987774
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