面向并发系统的测试约简技术的研究与应用

摘要

并发系统广泛存在于现代控制系统中，其运行状态空间随并发系统个数和复杂度呈指数爆炸趋势，同时因交互并发行为间的同步/异步问题、并发行为间的依赖问题等加剧了这类系统的测试和验证难度。特别是面对系统应用环境和业务需求不断变化，产品需不断回归测试需要迭代修复、更改和复用的系统，完备回归测试该类并发系统潜在缺陷问题在经济上和技术上是难以逾越的。
　　通过对测试用例的最小化、选择以及优先级排序等回归测试用例设计方法来降低测试代价是常用的方法。面向黑盒或功能的回归测试，或采用按照系统结构进行粗粒度划分的回归测试需要用的测试用例，或采用分析测试输入数据所影响模块或功能而进行的测试用例选择，因其不能精确定位修复内容与原测试用例的依存关系，完备回归测试是难以保障的；面向白盒结构测试能够精确定位修复信息，可以获得测试用例与修复内容的结构关系，可以实现回归测试对原测试用例的精确裁剪，然而修复后的结构与原结构存在较复杂的匹配关系。本文通过现有的回归测试的各种方法进行分析，面向系统结构分析缺陷修复结构与原图结构的路径匹配关系，提出一种基于切片技术的面向结构的并发系统测试约简与生成技术，能够在不考虑具体的软件修复结构的基础上，只考虑修复所影响的模块，运用切片技术在不同任务级别及不同精度下进行对测试用例进行选择，从而在保证了软件演化质量的前提下，降低了回归测试的执行成本。本文的主要贡献为：
　　(1)基于图论测试技术，提出一种面向结构的不同代价的回归测试约简技术，利用切片技术分析出修改或错误影响的模块或代码；
　　(2)研究了面向路径的原图与修复图的结构间匹配关系，提出一种多模式的路径时序匹配规则，从而获得面向不同代价与修复结构影响的回归测试路径集合；
　　(3)提出面向切片路径的测试数据生成方法，面向图结构合成测试路径的约束条件，集成Z3约束求解器，生成执行相应回归测试路径的测试数据，从而实现了回归测试约简和自动化测试用例生成。
　　通过一些实例表明，这种测试约简技术能够快速产生面向特定结构特征和约束的测试用例，一方面可以有效的对测试路径进行约简，同时能够精确匹配或产生路径相对应的测试用例，从而实现既能够用较少的测试用例对修复程序进行回归测试又能满足修复结构的完备测试需求。

目录

1 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容

1.4本文组织结构

2 并发系统状态空间的约简技术有效规划

2.1并发系统约简存在问题的面向结构的表示

2.2并发系统的偏序约简

2.3 总结

3 基于模式匹配的测试路径选择技术

3.1 面向结构的切片

3.2 模式的分类

3.3 模式的匹配

3.4总结

4 面向匹配路径的测试数据用例的生成和选择

4.1测试数据用例的生成

4.2 面向并发系统的测试约简技术

4.3 总结

5 基于模式匹配的程序分析测试平台的设计与实现

5.1系统简介

5.2系统实现

5.3实例分析

5.4 总结

总结与展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表和已录用的学术论文

攻读学位期间参加的科研项目

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