基于动态行为模型的构件及组装测试的研究

摘要

构件组装是基于构件软件开发的核心技术，构件必须通过组装才能构造新的应用系统。而为了使组装成为可能，一个构件必须依附于一种特定的构件模型。但目前占主流的构件实现模型一般没有对构件的动态行为进行描述，也缺少组装理论来验证构件组装的正确性。因此，在验证所使用的构件和其组装是否真正满足用户要求时往往会遇到很多困难。本文用接口自动机来描述构件的动态行为，借助其形式化的语义对构件的行为和构件组装进行验证和测试，主要工作包括以下几部分： 1．提出了一种从UML 状态图转换为接口自动机模型的方法，并对接口自动机模型的测试问题进行了研究。构件的行为模型有多种不同的描述方式，当构件模型的类型不一致时要准确地完成组装工作往往非常困难。接口自动机是描述开放系统中构件行为的形式化模型，但如何提取构件行为建立该模型，没有统一的准则；UML 是广泛应用的建模标准，但缺少精确的语义使得其难以直接应用于系统的验证与测试。通过对二者表达能力的分析，定义了一组转换规则并对转换过程进行了详细说明，从而为基于接口自动机模型的研究奠定了基础。文中进一步研究了接口自动机模型的测试问题，通过为模型中每一个状态和迁移生成测试用例，为应用接口自动机模型提供了正确性的保证。 2．基于构件的动态行为模型提出了简单运行覆盖的测试准则，并以此为基础介绍了一种生成构件运行场景的方法。在验证构件的功能时需要对其行为模型进行仔细的分析，但使用者常常会因为不具备特定模型的知识，而不能对其进行系统的验证。另外，除了构件的实现细节外，用户往往更关心与目标系统功能相关的构件行为，特别是可以直观的与其需求相对应的行为，但却常常难以获取。文中所提出的方法能够对构件的整体行为进行验证，并可进一步生成能够覆盖构件功能的最小测试用例集，从而能够有效地验证构件是否满足用户要求。 3．提出了一种通过测试用例集的组合进行构件组装测试的方法。构件组装测试多是借助构件模型的组合来实现，若构件由不同的模型描述，则进行有效和系统的组装测试就会非常困难； 另一方面模型组合容易产生状态空间的爆炸问题，而且常常会重复单元测试时的工作。在基于构件的软件开发中，不仅构件可以复用，构件的测试用例集也存在可复用的性质。文中首先从理论上分析了测试用例组合的可行性和有效性，然后对该方法进行了详细的说明并对其在构件组装过程中的应用进行了介绍，最后的实例验证和结果分析都说明了所提出方法的实用性，从而为构件的组装测试和传统的软件集成测试提供了一种新的思路。该方法计算过程比较简单，可以满足规定的测试准则且具有一定的通用性。 4．为了充分发挥测试在基于构件软件开发中的作用，提出了一种测试驱动的基于构件软件开发模型和测试驱动的构件组装过程。文中分析了测试驱动开发的思想如何应用于构件的组装过程，说明了不同组装方式下生成组装测试用例的方法，然后对测试驱动的构件组装过程进行了详细的描述。所提出的方法使得构件组装过程中的每一步工作都有可以检验的依据，从而可以降低开发过程中的风险，有利于获得高质量的软件系统。此外，文章对构件组装测试的原型工具进行了初步的设计。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 相关知识

第三章 接口自动机模型的生成与测试

第四章 基于动态行为模型的构件测试

第五章 基于测试用例组合的构件组装测试

第六章 测试驱动的构件组装过程研究

第七章 构件组装测试工具的设计

第八章 总结

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文