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题名:
基于时间模型的实时系统测试方法研究
作者: 陈伟
答辩日期: 2006-06-07
授予单位: 中国科学院软件研究所
授予地点: 软件研究所
学位: 博士
关键词: 软件测试 ; 基于模型的测试 ; 统一建模语言 ; 时间自动机 ; 时间安全输入输出自动机 ; 测试和测试控制标记第三版
摘要: 与一般的软件系统相比较,实时系统具有实时性、并发性等特点,并且此类系统往往要连续运行很长时间,这对系统的健壮性和安全性提出了很高的要求。实时软件系统的复杂性和高安全需求使得传统的基于程序的测试在技术上难以进行,开销上难以接受。 基于模型的测试(Model Based Testing, MBT)方法最初用于硬件测试,特别是在电信交换系统测试中得到了广泛的应用。目前该方法被逐步应用于软件测试领域,并在学术界和工业界得到了越来越多的重视。MBT方法最大的优点在于它很好的支持了测试活动的自动化,包括测试用例的生成、执行和评估,而不仅仅是对测试用例的自动执行,适用于那些测试强度大、安全要求高的软件系统。本文在对MBT方法以及实时系统测试技术深入研究的基础上,提出了一种基于时间模型的实时系统测试框架,并采用一系列的测试技术和方法对该框架进行了实现。利用本文所实现的测试框架,可以对实时系统进行有效测试,实现从测试用例生成到测试执行和评估的自动化,从而提高测试效率,改进实时系统软件质量。 本文主要内容包括: 提出了一种基于时间模型的实时系统测试框架。该框架由实时系统建模工具、基于模型的测试用例生成方法、实时系统测试用例执行环境、被测系统及运行环境适配器组成,应用该框架可以采用MBT方法对实时系统实施不同测试阶段的测试。本文主要采用UML实时扩展(UML/RT)模型和时间安全输入输出自动机(Timed Safety Input Output Automata, TSIOA)模型作为实时系统的抽象模型,根据这两种模型的不同特点,其中前者主要用于实时系统的系统测试和集成测试,采用的是基于场景的测试用例生成方法;而后者可用于实时系统的集成测试和单元测试,采用的是基于迁移系统的测试用例生成方法。根据上述两种模型生成的测试用例均采用国际标准测试语言——测试和测试控制标记第三版(Testing and Test Control Notation version 3, TTCN-3)的实时扩展Timed TTCN-3表示,实现的框架中包含了一个以Timed TTCN-3为核心的实时系统测试执行环境,用于测试用例的自动执行和评估。 提出了一种基于UML/RT模型的测试用例生成方法。UML/RT模型作为一种非形式化的代码前模型,所含有信息不足以直接构造测试用例,为此,本文所提方法首先将UML/RT模型转换成UML测试扩展(UML Testing Profile, UTP)描述的测试模型;UTP测试模型中所含测试用例是抽象测试用例,无法直接执行,本文利用UTP标准中的TTCN-3映射接口,根据UTP测试模型生成Timed TTCN-3测试用例。本文所提基于UML/RT模型的测试用例生成方法中测试行为主要是采用基于场景的测试用例生成技术从UML/RT模型中的交互框图得到的,生成的测试用例主要用于实时系统的系统测试和集成测试。 提出了基于TSIOA模型的测试用例生成方法。TSIOA是时间自动机(Timed Automata, TA)的一种变体,由于含有时间维,其状态空间理论上为无限大,为了进行测试,需要对其进行化简以得到有限状态模型。本文对TSIOA的两种有限状态模型——最简符号状态自动机(Minimal Stable Transition Graph of Symbolic State, MSTGSS)和区自动机(Zone Automata, ZA)的构造方法进行了改进和完善,并针对这两种有限状态模型分别采用基于覆盖准则和on-the-fly的方法生成测试用例,所生成的测试用例主要用于实时系统的集成测试和单元测试。 设计并实现了一个实时系统测试用例执行器。该执行器以Timed TTCN-3为核心,任何采用Timed TTCN-3描述的测试用例都可以在该执行器中自动的执行和评估。为了保证测试执行效率以适应被测系统的实时性需要,执行器将Timed TTCN-3测试用例转换为等价的C++测试用例后编译执行。 本文所提方法在2个项目中进行了实施和应用,并取得了良好的效果。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/5820
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10001_200218015003293陈伟_null.doc(3643KB)----限制开放-- 联系获取全文

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陈伟. 基于时间模型的实时系统测试方法研究[D]. 软件研究所. 中国科学院软件研究所. 2006-06-07.
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