一种基于程序结构的程序主变元分析与确定方法研究

摘要

软件测试是保证软件质量最为有效的技术手段，测试数据的优劣决定了软件测试的有效性。在不影响测试效果的前提下，减小测试用例集的规模将有效地减少测试成本，提高测试效率。 测试数据是软件测试的核心。如果能分析出被测程序的主变元，即关键输入变量，并以其为基础设计测试数据则可以有效地提高测试数据的质量和生成效率。因此，研究程序主变元分析方法具有十分重要的理论意义和广泛的应用前景。 本文将常用于故障诊断与模式识别等领域的主元分析思想引入软件测试，以期达到减少测试生成代价提高测试效率的目的，由此提出了一种利用蚁群算法实现基于程序结构的程序主变元分析方法，使用了基于信息熵的属性约简模型，并在使用蚁群算法进行程序主变元分析时，根据程序代码定义了输入/输出变量间的两种关联关系：四则运算关联与条件判断关联，由这两种关联关系计算蚁群优化算法的重要参数——启发式信息。并以冗余捆绑式惯性测量单元-RSDIMU(Redundant Strapped-Down Inertial Measurement Unit)为被测程序，利用本文提出的基于程序结构的程序主变元分析方法分析其主变元，实验结果表明：利用蚁群算法实现基于程序结构的主变元分析方法是行之有效的，将输入变量间的关联关系作为启发式信息能够提高主变元分析的准确性。根据使用这种方法分析得到的主变元设计的测试数据能有效地减少测试成本，提高测试效率。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作及组织结构

第二章RSDIMU容错软件介绍

2.1 RSDIMU介绍

2.1.1 RSDIMU系统简介

2.1.2 RSDIMU需求规格说明

2.1.3 RSDIMU程序开发过程

2.2 RSDIMU的测试用例设计

2.3本章小结

第三章蚁群优化算法与属性约简

3.1蚁群优化算法

3.1.1蚁群优化算法的由来与双桥实验

3.1.2从真实蚂蚁到人工蚂蚁

3.1.3蚁群优化算法工作过程

3.2属性约简

3.2.1粗糙集理论简介

3.2.2信息系统与属性约简

3.2.3基于信息熵的属性约简模型

3.3本章小结

第四章利用蚁群算法的程序主变元分析方法研究

4.1什么是主变元

4.2程序主变元分析中使用属性约简模型的合理性

4.3用于程序主变元分析的蚁群算法的特点

4.4利用蚁群算法的程序主变元分析方法

4.4.1数据预处理

4.4.2启发式信息的计算方法

4.4.3信息素的计算方法

4.4.4转移概率的计算方法

4.4.5程序主变元分析的解的构建

4.5本章小结

第五章利用蚁群算法的程序主变元分析方法的实现

5.1算法描述

5.2算法中的结构体定义

5.3数据预处理

5.4启发式信息namada计算

5.5信息素tao计算

5.6转移概率p计算

5.7本章小结

第六章实验结果分析

6.1 RSDIMU的主变元分析

6.2使用主变元设计测试用例对RSDIMU的测试结果分析

6.3本章小结

第七章结束语

7.1本文的主要贡献

7.2进一步的工作

参考文献

致谢

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