基于马尔科夫链使用模型的软件统计测试

摘要

首先构造出软件的马尔科夫链使用模型，描述软件的使用方式，然后根据该使用模型生成测试用例，实施测试后按照统计学模型对测试时结果进行分析，从而评价软件可靠性和质量。马尔科夫链使用模型用随机过程模型来描述软件的使用方式。基于该模型的参数分析有利于验证模型合理性，制定测试规划。已知使用模型，测试人员可以利用辅助测试工具自动或手动生成测试用例。在基于马尔科夫链使用模型生成测试用例的过程中，使用模型的建立和优化是关键问题。困难在于：使用模型转移概率的确定和优化，本文研究了现有的使用模型转移概率的自动生成方法，提出了新的生成方法，取得了一定成果。本文的主要内容可以概括为以下几个方面： 1．综述了课题的研究背景。介绍了主要的软件测试方法，对国内外自动生成马尔科夫链使用模型转移概率的研究及统计测试工具开发现状进行了综述。 2．分析马尔科夫链模型用于指导测试的优势所在，讨论了马尔科夫链使用模型的构建，表示方法，系统分析基于马尔科夫链使用模型的参数，及其对测试规划的重要意义，讨论了测试覆盖问题，介绍了基于马尔科夫链使用模型的测试用例生成方法。 3．分析了马尔科夫链使用模型建立和优化难的问题，探讨了自动生成模型转移概率的可行性，分析了现有的研究成果。改进了S．A．Sherer的方法，加以实现，并评价了实验结果。该改进方法可以利用先验失效成本信息，自动生成符合软件真实使用并且最大限度减小失效损失的模型转移概率。本文还提出了以符合软件真实使用并且模型复杂度最小为目标，自动优化生成模型转移概率的方法，并加以实现。 4．实现了一个马尔科夫链使用模型的统计测试工具，为测试人员提供模型导入、模型参数分析和测试用例产生三个功能，支持先验失效损失数据导入，实现了运用改进的减少模型失效损失方法，自动优化生成的模型转移概率的功能，还实现了运用最小化模型复杂度方法，自动优化生成模型转移概率的功能，为测试人员提供了一个用于统计测试的辅助工具。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1软件测试技术

1.1.2软件测试方法

1.2研究现状及进展

1.2.1基于马尔科夫链使用模型测试的不足

1.2.2马尔科夫链使用模型转移概率自动生成方法简介

1.2.3统计测试工具介绍

1.3论文的主要研究内容及其意义

1.4论文的结构

第二章马尔科夫链使用模型及其分析

2.1马尔科夫链使用模型的构建

2.1.1马尔科夫链

2.1.2马尔科夫链使用模型的组成

2.1.3马尔科夫链使用模型的构建过程

2.2模型的表示

2.3马尔科夫链使用模型的重要参数分析

2.4测试覆盖分析

2.4.1模型状态覆盖分析

2.4.2模型边覆盖分析

2.4.3模型路径覆盖与复杂度分析

2.5测试用例生成

2.6本章小结

第三章模型转移概率的自动生成

3.1模型转移概率的自动生成问题

3.2模型转移概率的自动生成的可行性

3.3现有的使用模型转移概率自动生成方法

3.3.1 G.H.Walton、J.H.Poore等提出的方法

3.3.2 Glenn S.Semmel、Darrell G.Linton等提出的方法

3.3.3 S.A.Sherer提出的方法

3.4本文采用的模型的约束条件

3.5改进的减少软件失效损失转移概率优化生成方法

3.5.1改进方法的思路

3.5.2改进方法的实现步骤

3.5.3改进方法的试验及结果

3.5.4改进方法与S.A.Sherer方法的比较

3.6本文提出的最小化模型复杂度转移概率生成方法

3.6.1最小化模型复杂度转移概率生成方法的思路

3.6.2最小化模型复杂度转移概率生成方法的实现步骤

3.6.3最小化模型复杂度转移概率生成方法的试验及结果

3.7本章小结

第四章测试工具原型

4.1测试工具工作原理

4.2模型导入与模型转移矩阵自动生成模块

4.3模型参数分析模块

4.4测试用例生成模块

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1本文总结

5.2进一步的研究

参考文献

致谢