Автоматизированная система моделирования логических неисправностей для тестирования вычислительных процессов

• Автор: Петров, Кирилл Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Современные методы оценки качес1ва тестирования

1.1 Вступление

1.2 Анализ покрьпия кода.

1.2.1 Определение АПК

1 2.2 Исходные посылки АПК

1.2.3 Вазовые критерии покрытия .

1.2.4 Прочие критерии

1.2.5 Сравнение пока мюлей.

I 3 Мутационное тестирование.

1.3.1 Описание метода МТ.

1.3.2 Затраты на мутационное тестирование
1.3.3 Генерация тестовых данных, основанная на ограничениях
1.3.4 Улучшения технологии М Г.
1.3.5 Новый процесс М Г
1.4 Заключение
Глава 2. Логические неисправности ВП. Моделирование неисправностей
2.1 Модель вычислительною процесса программы.
2.2 Понятие логической неисправности.
2.3 Моделирование лот ических неисправностей.
2 3.1 Неисправности в командах перехода
2.3.2 Применение моделирования неисправностей в командах условною перехода
2.3.3 Критерий качества тестирования.
2.3.4 Пример прямою моделирования неисправностей.
2.4 Эквивалентность исходною и модифицированною ВП. Компенсации неисправностей.
2.4.1 Понятие эквивалентности вычислительных процессов.
2 4.2 Полная эквивалентность ВП.
2.4.3 Частичная эквивалентность ВП. Компенсации
2.5 Поиск случайных неисправностей с помощью МПЛН
2.5.1 ТПП как диат ноет ичсский словарь
2.5.2 Случайные неисправности линейных участков
2.6 Сравнение критерия покрытия моделируемых неисправностей с друт ими критериями оценки эффективности тестирования
2 6.1 Сравнение критерия покрытия моделируемых неисправностей и критерия покрытия мутаций при мутационном тестировании.
2 6.2 Сравнение критерия покрьпия моделируемых неисправностей и критерия покрьпия ветвей.
2.7 Общие выводы по критерию покрытия моделируемых неисправностей
2.8 Заключение.
Глава 3. Опасные ситуации при моделировании неисправностей .
3.1 Моделирование лот ических неисправностей в циклах
3 1 1 Пробпсма моделирования неисправностей в ВП, содержащих циклы.
3.1.2 Классификация циклов по степени определенности количества итерации
3.1 3 Внесение неисправностей в циклы с ладанным числом итерации Ц
3.1.4 Внесение неисправностей в циклы с ораниченным числом иерацмй Ц2 .
3.1.5 Внесение неисправностей в циклы с неограниченным числом иераций ЦЗ .
3.1.6 Меюл отладки бесконечною цикла.
3.1.7 Моделирование неисправностей в ник ах различных видов
3.1.8 Распошаваниеопасных Питр в машинном коде программы.
3.1.9 Моделирование неисправностей во вложенных циклах.
3.2 Опасные си уации при моделировании неисправностей, не связанные с циклами. 7 3 3 Заключение
Глава 4. Автоматизированная система МИЛН.
4.1 Составные части автомати тированной системы М1Л1.
4.2 Офаничения, вызванные работой с исполняемыми файлами профамм.
4.3 Испольшвание автоматизированной системы МИЛН для тестирования ВП
4.3.1 Список решаемых тадач
4.3.2 Циклическое улучшение качества тестирования ВП.
4.3.3 1 оиск случайных неисправностей.
4.4 Порядок работы автоматизированной системы МИЛИ.
4.5 Пример работы автоматизированной системы МПЛН
4.6 Системные требования и время работы
4.7 Заключение.
Заключение.
Исполыованная литератра.
Список используемых сокращений и обозначений
АПК анализ покрытия кода ВП вычислительный процесс ГАМ фафоаналитическая модель
МПЛН моделирование простых логических неисправностей МС мутационная система МТ мутационное тес 1ирование 0 программное обеспечение
Г1Э полная эквивалентность вычислительных процессов
САПР система автоматизированного проектирования
ТПП таблица проверяемых неисправностей
УП условиепредикат
Ц1 цикл с заданным числом итераций
Ц2 цикл с ограниченным числом итераций
ЦЗ цикл с неограниченным числом итераций
ЧЭ частичная эквивалентность вычислительных процессов
ЯВУ язык высокого уровня
i команда условного перехода
команда безусловно о перехода
Введение
Актуальность


Предложены два дополнительных метода метод имигации опасных неисправностей и метод отладки бесконечных циклов, используемые в различных ситуациях вместо метода прямого моделирования неисправностей для предотвращения разного рода аварий. Практическое значение работы состоит в следующем. Дан пример использования логических неисправностей определенною вида для оценки качества тестовых наборов. Реализована и внедрена в учебный процесс автоматизированная система моделирования неисправностей, являющаяся подсистемой учебноисследовательской САПР и призванная iiь ряд задач при проведении тестирования ВП. В первой главе диссертации рассматриваются существующие методы оценки качества тестирования вычислительных процессов программ, в частноеIи, различные виды анализа покрытия кода, а также, в качестве отдельного метода, метод мутационного тестирования. Анализируются достоинства и недостатки различных методов, определяются фаницы их применимости. В ито1е доказывается актуальность поставленной задачи, ее научная новизна и практическая ценность, а также формулируююя задачи, решаемые в последующих главах работы. Далее рассматриваются вопросы, связанные с осуществлением прямого моделирования простых логических неисправное Iей в условияхпредикатах ВИ. В 1ре1ьсй главе диссертации рассматривается возможные опасные ситуации, возникающие при моделировании логических неисправностей, в частности, при моделировании неисправностей в вычислительных процессах, содержащих циклы. В четвертой главе диссертации описываются принципы функционирования разработанной автоматизированной системы моделирования неисправностей. Ароматизированная система моделирования неисправностей позволяет сопоставить используемые тестовые наборы и обнаруживаемые ими неисправности. Наличие такого рода информации позволяет рсшазь задачи отбраковки ненужных и подбора дополнизельных тестовых наборов для достижения необходимого качества тестирования, определяемою полнотой покрытия моделируемых неисправностей. Глава 1. Для решения сформулированных выше см. Введение основных задач диссертационной работы необходимо прежде всего подробно рассмотреть существующие на сеюдняшний день методы оценки качества гссювых наборов. В зависимости от вида проводимого тестирования можно предложить различные методы определения его эффективности. Для струюурнот тестирования, в рамках которого и будут проводиться дальнейшие исследования, с этой целью были в свое время предложены разнообразные критерии покрытия тестируемого кода, в частности, покрытия операторов, век вей, пуз ей и т. Несколько позднее для решения той же задачи был предложен метод мутационного тестирования, который в широком смысле также является подвидом анализа покрытия кода 7, 8. Однако гакой вид покрытия сильно отличается от прочих, и потому его выделяют из общего числа и по большей части рассматривают обособленно. Рассмотрим упомянутые методы. Дополнительный аспект АПК нахождение избыточных тесювых данных, которые не улучшают покрытие кода. АПК используется для того, чтобы гарантировать качеаво тестовых наборов, а не качество фактического программного продума. АПК требует доаупа к исходным текстам программы, порождающей тестируемый II часто бывает необходима сс перекомпиляция со специальными параметрами
АПК часто называют анализом тестовою покрышя. Эти два термина являются синонимами. Академический мир чаще использует термин истовое покрытие, в го время как программисты практики чаще творя г о покрытии кода . АПК относится к методам структурного тестирования, которое проверяет правильность программы, исследуя ее внутреннее строение. Структурное тестирование также называют тестированием путей i, так как структуру ВП можно представить в виде совокупности различных путей отточки входа в ВП до точки или точек выхода . Не следует путать термины тестирование путей и покрытие путей. В юрой термин означает одну их количественных характеристик эффективности тестирования и будет объяснен ниже. Структурное тестирование имеет ряд недостатков. В частности, с помощью этой техники нельзя обнаружить ошибки, связанные с пропуском фрагментов кода. Однако подходящие спецификации для функционального тестирования не всегда существуют, они часто страдают неполнотой.