基于UML statecharts測試方法的研究.pdf

1、統(tǒng)一建模語言(UnifiedModelingLanguage,UML)是一種描述能力強(qiáng)大且涵義直觀的可視化建模語言，它提供多種圖元從不同角度和應(yīng)用層次刻畫系統(tǒng)特性以及復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境?；赨ML的軟件開發(fā)過程和建模環(huán)境已被工業(yè)界廣泛接受，其中包括航天、國防、汽車等許多安全攸關(guān)領(lǐng)域。如何保證和提高軟件質(zhì)量成為軟件界最為關(guān)心的問題之一。軟件測試作為保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠有效地發(fā)現(xiàn)軟件中的故障。因而，基于UML軟件測試成為了軟件工程的

2、一個重要研究方向。軟件測試的關(guān)鍵是測試用例的產(chǎn)生。本文對基于UMLstatecharts圖的測試用例生成方法進(jìn)行了研究和探討。 直接從含有層次和并發(fā)結(jié)構(gòu)的UMLstatecharts圖產(chǎn)生類的測試用例是比較困難的，本文提出了基于UMLstatecharts圖的測試框架：先利用現(xiàn)有的UML工具(如ArgoUML等)畫出UMLstatecharts圖，并產(chǎn)生它的XMI(XMLMetadataInterchange)格式的規(guī)格說明文件

3、；然后根據(jù)UMLstatecharts圖的語義，層次和并發(fā)結(jié)構(gòu)被展平，UMLstatecharts圖的規(guī)格說明XML文件轉(zhuǎn)換成FREE(FlattenedRegularExpression)模型的規(guī)格說明信息；最后根據(jù)FREE模型的規(guī)格說明信息，按照不同的充分性測試準(zhǔn)則，分別產(chǎn)生測試用例集。 UMLstatecharts圖是一種圖形符號，描述了UML框架的行為，它是UML語言的一個重要組成部分。然而，UMLstatecharts

4、圖缺乏精確的語法和語義。本文用Z語言定義了UMLstatecharts圖的形式化語法和語義。按照這個精確語義，UMLstatecharts圖被轉(zhuǎn)換成了FREE模型。這個FREE模型不僅有助于確定軟件設(shè)計是否是一致的、無歧義的和完整的，而且也有利于軟件測試。 測試充分性準(zhǔn)則是整個軟件測試的核心，它直接決定了測試用例的生成。目前基于UML狀態(tài)圖生成測試用例的充分性準(zhǔn)則：狀態(tài)覆蓋準(zhǔn)則、遷移覆蓋準(zhǔn)則、全謂詞公式覆蓋準(zhǔn)則和遷移對覆蓋準(zhǔn)則，

5、它們沒有解決測試循環(huán)的問題。在測試時，循環(huán)被執(zhí)行一次是很不充分的，按照不完全歸納法的思想，本文提出了ZOT循環(huán)覆蓋準(zhǔn)則，也就是使循環(huán)分別執(zhí)行0次、1次、2次；針對A.J.Offutt等人給出的覆蓋準(zhǔn)則“完全序列準(zhǔn)則”(completesequencelevel)，由于它的操作性極弱，無法在工具中實現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合ZOT循環(huán)覆蓋準(zhǔn)則，本文還提出了全ZOT路徑覆蓋準(zhǔn)則。并給出了狀態(tài)覆蓋、遷移覆蓋、全謂詞公式覆蓋、遷移對覆蓋、ZOT循環(huán)覆蓋

6、和全ZOT路徑覆蓋這6條覆蓋準(zhǔn)則的應(yīng)用，還討論了這些覆蓋準(zhǔn)則之間的包含關(guān)系。 A.J.Offutt給出的兩條測試準(zhǔn)則(全謂詞公式覆蓋和遷移對覆蓋)產(chǎn)生測試用例的算法只適用于以下情況：一方面只對使能遷移產(chǎn)生測試，另一方面它需要所有的變量都是布爾型的。本文針對這兩個方面的問題進(jìn)行了擴(kuò)充，不僅可以測試使能遷移，還能測試非法遷移，變量也不再要求它是布爾型的，而提出了由FREE模型根據(jù)全謂詞公式覆蓋準(zhǔn)則和遷移對覆蓋準(zhǔn)則分別產(chǎn)生有限的遷移序