面向环境不确定性的CPS测试技术研究

发布时间：2021-07-03 07:27

　　随着软件技术、嵌入式技术和网络技术的发展,软件所处的信息空间与人们日常工作生活所处的物理空间日渐融合。能够为用户提供更加方便、高效、快捷的计算服务的信息物理融合系统正在改变人们和软件系统的交互方式。软件作为信息物理融合系统重要的组成部分,其质量不仅影响着信息物理融合系统本身能否提供优质的计算服务,还关乎信息物理融合系统使用者的生命和财产安全（如特斯拉撞车事件、优步撞行人事件等）。软件测试作为一种重要的软件质量保障手段,被广泛使用于各类软件的质量保障中。然而信息物理融合系统软件面临的环境不确定性,为信息物理融合系统软件的测试提出了新的挑战。由于人类对于信息物理融合系统软件所处的物理环境的认知的有限性,环境不确定性在信息物理融合系统软件中是固有存在的。本文认为,环境不确定性对信息物理融合系统软件的测试有如下两大挑战:●其一,环境不确定性使得信息物理融合系统软件无法准确感知其所处的运行环境。感知的不确定性不仅使得现有软件测试方法难以快速、有效地探索信息物理融合系统软件的状态空间,还使得软件测试工程师难以准确判断信息物理融合系统软件的运行是否处于正确状态。●其二,环境不确定性使得软件开发人员无... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－４：受环境不确定性影响的信息物理融合系统软件的程序与其所属的物理环境的交互过??程??

图１－５：环境感知不确定性对输入空间的拓展作用??研究挑战??节分别讨论环境不确定性的两个分类，即环境感知不确性，给信息物理融合系统软件测试带来的挑战。??１环境感知不确定性带来的挑战??感知不确定性主要表征为信息物理融合系统软件难以精理环境。这种不精确的感知不但导致了被测试程序无法据，即影响了软件测试的第一个子任务一测试输入生成，方法无法准确衡量被测试程序在物理环境中的运行状态，第二个子任务一测试预言生成。下面从测试输入生成和度来深入讨论环境感知不确定性给信息物理融合系统软

图１－６：环境感知不确定性对被测试程序正确－异常行为界线的模糊??索一个由这些参数的误差所决定的多维空间。由于信息物理以迭代的方式运行，因此其程序输入通常会成呈现为一个有的输入序列（如（Ｃ）所示）。对于这样的输入序列，程序在得的输入都会在下一个迭代中拓展为一个待探索的多维输入知不确定性会以指数级的速度拓展测试输入生成技术需要额。??环境感知不确定性极大地拓展了测试输入生成技术需要探索势必会降低测试输入生成技术探索程序输入空间的效率。在空间的拓展可能导致引导失效执行的程序输入被稀释，增大现失效的难度。在高效性方面，输入空间的拓展增加了测试时间开销。??感知不确定性对于测试预言生成任务的挑战要体现在被测行为界线的模糊上。测试预言生成任务关键在于如何描述程

【参考文献】：
期刊论文
[1]网构软件的研究与进展[J]. 吕建,马晓星,陶先平,徐锋,胡昊.  中国科学E辑:信息科学. 2006(10)



本文编号：3262154