基于方法消息路徑的面向?qū)ο筌浖詣踊蓽y試方法研究.pdf

1、軟件控制論旨在探討軟件工程與控制科學(xué)的交叉應(yīng)用。以軟件控制論為指導(dǎo)，將控制理論應(yīng)用于軟件工程領(lǐng)域，以軟件過程作為被控對象，通過分析和優(yōu)化軟件過程中的反饋機理，達到改進軟件過程、提高軟件質(zhì)量的目的。
　　集成測試是指將多個軟件模塊按照需求規(guī)格說明的要求組裝為一個完整系統(tǒng)時進行的測試，重點檢查各模塊間的交互是否正確。面向?qū)ο筌浖_發(fā)技術(shù)的發(fā)展提高了軟件的可重用性和可維護性，但也給軟件的集成測試帶來了新的挑戰(zhàn)。方法消息路徑是由消息連接起

2、來的方法執(zhí)行序列，可以很好地體現(xiàn)面向?qū)ο筌浖K之間通過消息傳遞機制實現(xiàn)方法調(diào)用的交互過程。因此，深入研究基于方法消息路徑的面向?qū)ο筌浖蓽y試方法對于提高面向?qū)ο筌浖馁|(zhì)量具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文從軟件控制論角度著手，將面向?qū)ο筌浖募蓽y試過程視為被控對象，探討如何針對方法消息路徑利用優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)面向?qū)ο筌浖淖詣踊蓽y試。研究重點圍繞方法消息路徑的自動生成、方法消息路徑生成中搜索空間的約簡、基于方法消息路徑

3、的集成測試用例自動生成以及集成測試用例自動再生成等關(guān)鍵技術(shù)展開，以提高面向?qū)ο筌浖蓽y試的有效性。主要研究內(nèi)容及成果歸納如下:
　　1、結(jié)合現(xiàn)有程序分析技術(shù)探討了一種基于調(diào)用圖的方法消息路徑自動生成方法，并針對類層次分析和安德森指向分析這兩種典型調(diào)用圖構(gòu)建算法就方法消息路徑的生成效率進行了比較，結(jié)果表明采用安德森指向分析較類層次分析算法可以更有效地實現(xiàn)方法消息路徑的自動生成，為后續(xù)基于方法消息路徑的集成測試用例自動生成研究奠定了

4、技術(shù)基礎(chǔ)。
　　2、對于復(fù)雜的面向?qū)ο筌浖?，利用程序分析技術(shù)生成方法消息路徑時，搜索空間會急劇膨脹，導(dǎo)致方法消息路徑生成效率下降。為此，本文設(shè)計并實現(xiàn)了兩種搜索空間約簡策略，通過約簡面向?qū)ο筌浖獠款悗齑a對應(yīng)的調(diào)用圖節(jié)點以及約簡異常處理代碼對應(yīng)的控制流圖節(jié)點，以減小方法消息路徑生成的搜索空間。實驗結(jié)果表明這兩種搜索空間約簡策略是確實可行的。
　　3、考慮到面向?qū)ο筌浖亩嗬^承類系和非公有方法給集成測試用例自動生成帶來的挑戰(zhàn)

5、，本文提出了一種將演化算法與強化學(xué)習(xí)機制相結(jié)合的測試用例自動生成方法。通過強化學(xué)習(xí)機制執(zhí)行同構(gòu)替換操作并計算相應(yīng)操作的累計效益，指導(dǎo)演化算法搜索滿足測試覆蓋目標(biāo)的集成測試用例。實驗結(jié)果表明采用該方法能夠有效地為面向?qū)ο筌浖杉蓽y試用例。
　　4、對已有測試用例庫的面向?qū)ο筌浖?，為利用現(xiàn)有測試用例提供的大量方法調(diào)用信息，指導(dǎo)測試用例的自動生成，以提高測試用例的有效性和可讀性，本文提出了一種基于序列模式挖掘技術(shù)的測試用例自動再生成

6、策略。該策略通過挖掘測試用例庫獲取常用的方法調(diào)用子序列——序列模式，并以所得序列模式為基礎(chǔ)構(gòu)建新的集成測試用例。實驗結(jié)果表明采用該策略能夠生成有效且可讀性良好的集成測試用例。
　　5、監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于航空航天、化工冶煉、核能發(fā)電、武器裝備等關(guān)鍵領(lǐng)域。將本文提出的基于方法消息路徑的面向?qū)ο筌浖詣踊蓽y試方法應(yīng)用于openSCADA監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集軟件的集成測試中，結(jié)果表明采用該方法能夠有效地生成其方法消息路徑;以方法消