基于无关并发行为顺序化的测试序列生成方法

摘要

具有并发行为的软件在社会生产和生活中越来越常见，但并发行为发生顺序的不确定性给软件测试带来巨大挑战。着色Petri网CPN(Coloured Petri Net)模型可以准确描述软件中的并发行为，适合基于CPN模型进行并发软件测试。然而并发行为发生顺序的不确定性会使CPN模型的状态空间规模指数级增长，所以在获取测试序列时，需要解决状态空间爆炸问题，实现高覆盖低冗余的测试。 为了解决上述问题，本文将CPN模型中的变迁分为待测行为、相关行为和无关行为三类。以待测行为描述测试目的，定义覆盖标准为待测行为及其数据相关行为执行路径覆盖。提出了基于模型抑制弧的无关并发行为顺序化方法，该方法依据嵌套层次确定处理顺序，针对不同位置的无关行为分别提出了顺序化算法，排除了无关行为导致的全部冗余执行路径，最终通过状态空间获取满足覆盖标准的无冗余测试序列。本文的主要研究工作可以分为以下几部分： （1）提出方法相关定义。本文以待测行为及其数据相关行为描述测试目的，提出覆盖待测相关行为执行路径的测试覆盖标准；另外对CPN原有概念进行扩展，具体说明本文方法需要识别和使用的CPN模型特征。 （2）提出抑制弧添加等级划分算法。在标记有待测行为、相关行为和无关行为的系统模型中识别出选择分支集和并发分支集，依据分支集间的嵌套关系确定分支集的抑制弧添加顺序，可以有效提高抑制弧添加效率。 （3）提出针对不同情况的顺序化算法。针对选择分支集和并发分支集，依据待测行为和相关行为在分支集中所处位置，分为无关分支、待测行为前、中、后有无关行为四种情况，对每种情况提出不同的抑制弧添加操作，顺序化无关并发行为的同时不影响待测行为和相关行为的执行，有效去除因无关行为并发执行导致的冗余执行路径。 （4）提出在模型的状态空间中提取测试序列操作并证明方法的正确性。CPN模型完成抑制弧添加操作后，使用CPN Tools获取模型的状态空间，状态空间中的全部执行路径即为测试序列，并依据测试覆盖标准，通过迹等价方法证明最终获取的测试序列全覆盖且无冗余。 最后，使用本文提出的基于无关并发行为顺序化的测试序列生成方法完成了对文章订阅软件系统实例的测试序列生成，通过结果分析验证了本方法的覆盖性和无冗余性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 论文研究目标及内容

1.3 论文组织结构

第二章 相关研究与基础知识介绍

2.1 并发软件测试研究现状

2.2 基于Petri网及扩展Petri网的软件测试研究现状

2.3 相关知识介绍

2.4 本文研究问题

2.5 本章小结

第三章 方法相关定义及抑制弧添加等级划分算法

3.1 方法相关定义

3.2 抑制弧添加等级划分算法

3.3 本章小结

第四章 针对不同情况的顺序化算法及测试序列生成

4.1 选择分支集顺序化算法

4.2 并发分支集顺序化算法

4.3基于无关并发行为顺序化的测试序列生成方法描述

4.4 方法理论证明

4.5 本章小结

第五章 方法实例应用及效果分析

5.1 方法实例应用

5.2 实例应用效果分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文

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