基于接口语义自动机的嵌入式软件构件与时序测试研究

发布时间：2022-07-29 12:46

　　现代嵌入式系统广泛应用于航空、航天、工业控制、民用电子等领域。随着嵌入式软件规模和复杂度的不断增长,基于构件的设计技术逐渐得到广泛应用,通过测试保证构件功能和集成构造的正确性、软件运行时序的正确性、以及运行健壮性等成为重要的研究问题。本文采用基于模型的测试思想,建立了嵌入式软件的可组合接口模型,在此基础上提出一套构件测试和时序测试生成方法、以及异常时序检测方法,提升了测试的自动化和系统化程度,提高了测试生成的质量和效率,为提高嵌入式软件测试有效性和测试质量提供新的途径。在嵌入式软件建模方面,提出接口语义自动机（Interface Semantic Automata,ISA）模型,通过引入语义规则,从行为、时序两个方面增强和扩展模型的语法、语义表达能力。在ISA模型中,定义了接口行为参数、中间变量,建立了基于谓词逻辑的行为约束,通过模型的可组合性和组合操作,支持构件间的集成测试。针对嵌入式软件的时间需求,定义了时间变量、置零行为、以及典型时间约束,支持运行时序的定量描述。ISA模型为构件和时序测试提供了设计信息和领域知识。在嵌入式构件测试研究中,提出基于符号执行的构件测试生成方法。在嵌入... 

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 嵌入式软件测试研究现状
    1.3 论文的主要研究工作
    1.4 论文的组织结构
第2章 嵌入式软件的接口语义自动机模型
    2.1 本章引论
    2.2 嵌入式软件组合建模技术研究现状
    2.3 基于接口语义自动机的行为特性建模
        2.3.1 接口自动机理论
        2.3.2 行为语义扩展
        2.3.3 接口语义自动机
    2.4 嵌入式软件组合理论
        2.4.1 构件可组合性
        2.4.2 组合机制
        2.4.3 ISA模型的可组合性与组合操作
    2.5 接口语义自动机实例
    2.6 本章小结
第3章 基于符号执行的嵌入式构件测试
    3.1 本章引论
    3.2 相关技术研究现状
    3.3 基于符号执行的构件测试生成
        3.3.1 模型覆盖准则
        3.3.2 启发式测试路径生成算法
        3.3.3 基于相关性分析的数据约束求解
    3.4 功能异常测试方法
        3.4.1 基于约束变异的测试
        3.4.2 基于插桩与反例的异常测试
    3.5 基于组合路径的集成测试
        3.5.1 构件间组合路径分析
        3.5.2 基于组合路径的集成测试
    3.6 实验与评估
        3.6.1 应用案例
        3.6.2 实验设计
        3.6.3 构件测试结果分析
        3.6.4 集成测试结果分析
    3.7 本章小结
第4章 基于时间约束相关性分析的时序测试生成
    4.1 本章引论
    4.2 时间约束测试技术研究现状
    4.3 时序特性分析与建模
        4.3.1 时序语义描述
        4.3.2 时间约束相关性分析
    4.4 时间约束一致性检测
    4.5 典型时序缺陷分析
    4.6 基于相关性分析的分区测试方法
        4.6.1 相关时间约束识别
        4.6.2 基于时间约束的测试分区
        4.6.3 分区测试数据生成
    4.7 实验与评估
        4.7.1 应用案例
        4.7.2 实验设计
        4.7.3 实验结果分析
    4.8 本章小结
第5章 执行序列的异常时序检测
    5.1 本章引论
    5.2 时序特性检测技术研究现状
    5.3 执行片段提取
    5.4 基于接口自动机的时序缺陷检测
        5.4.1 执行片段匹配
        5.4.2 时序缺陷检测
    5.5 实验与评估
        5.5.1 实验设计
        5.5.2 实验结果分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文的主要贡献
    6.2 研究工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3666493