基于马尔可夫链模型的软件可靠性测试方法研究

摘要

随着计算机软件技术的发展,软件产品已渗透到人们日常生活的各个领域,软件失效带给人们的影响越来越大,上至航空,航天,医疗等领域的重大经济损失或人员伤亡,下至给人们日常生活造成的不便。为了保障软件的可靠性,必须对软件进行可靠性测试,给出软件的可靠性指标,衡量是否满足用户的要求。
　　 目前,基于马尔可夫链使用模型的可靠性测试研究主要集中在两个方面:一是对软件进行马尔可夫链建模,如何使得所建立的模型能精确表现软件的实际使用;二是基于马尔可夫链使用模型的测试方法研究,即根据模型生成测试用例及测试充分性的判定。
　　 本文针对第二方面进行研究,并假设已得到软件的马尔可夫链使用模型。文章主要内容如下:
　　 首先,详细介绍软件测试、软件可靠性等概念,引入软件可靠性测试。由软件可靠性测试目的,深入分析软件可靠性测试的各种特征,明确给出软件可靠性测试的概念;
　　 之后,从测试用例生成和测试充分性判定两方面,分析现有基于马尔可夫模型的可靠性测试方法,指出其存在的不足。分析不足的根本原因,提出二阶马尔可夫链模型,并依据此模型,提出新的可靠性测试用例生成方法及测试充分性判定方法。
　　 最后实现了依据模型自动生成用例的辅助工具,利用该工具产生的数据,对文中提出的方法进行了验证。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 课题背景与意义

1.2 国内外研究动态

1.3 论文主要研究内容

1.4 论文章节安排

第二章 软件可靠性测试

2.1 软件测试

2.1.1 软件测试定义

2.1.2 软件测试分类

2.1.3 软件测试模型

2.2 软件可靠性

2.2.1 可靠性定义

2.2.2 可靠性度量

2.2.3 可靠性工程

2.2.4 可靠性模型

2.3 软件可靠性测试

2.3.1 可靠性测试定义

2.3.2 可靠性测试与统计测试

2.3.3 可靠性测试的过程

2.3.4 可靠性测试方法

2.4 小结

第三章 基于单纯马尔可夫模型的可靠性测试

3.1 马尔可夫链概念

3.2 马尔可夫链使用模型

3.2.1 马尔科夫使用模型概念

3.2.2 马尔可夫链使用模型的构造

3.3 测试用例生成

3.3.1 测试用例生成方法

3.3.2 算法有效性分析

3.3.3 生成方法特点分析

3.4 测试充分性判定

3.4.1 欧几里德距离

3.4.2 Discriminant值

3.5 测试方法的不足

3.6 小结

第四章 基于二阶马尔可夫链模型的测试方法

4.1 二阶马尔可夫链引入

4.1.1 马尔可夫性分析

4.1.2 二阶马尔可夫链有关的新定义

4.2 测试用例生成方法

4.2.1 概率空间计算

4.2.2 测试链初始化

4.2.3 测试链生成

4.2.4 测试充分性判定

4.2.5 实例分析

4.3 测试充分性判定方法

4.3.1 转移概率计算

4.3.2 充分性判定

4.4 小结

第五章 实现与验证

5.1 实现

5.1.1 使用模型的编辑检验

5.1.2 测试用例生成模块

5.1.3 测试充分性判定模块

5.1.4 XML格式支持模块

5.2 验证

5.2.1 测试充分性判定

5.2.2 测试用例生成

5.3 小结

第六章 结束语

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

在硕期间的研究工作