Разработка и исследование логических методов тестирования программных комплексов в информационных системах

• Автор: Куликова, Наталья Львовна
• Шифр специальности: 05.25.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ . АСПЕКТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
1.1 Проблемы тестирования программных комплексов для обеспечения надежности информационных систем
1.2 Теоретические основы тестирования программ в информационных системах
1.2.1 Сфера исследования и основные определения
1.2.2 Мощность тестовых методов
1.2.3 Теоретические результаты
1.3 Обзор и интерпретация предшествующих работ
1.3.1 Анализ теоретических работ
Выводы по главе
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПРАКТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
2.1 Тестирование, не зависящее от спецификаций
2.2 Тестирование, зависящее от спецификаций
2.3 Тестирование аппаратуры
2.4 Дальнейшие исследования в области тестирования, зависящего от
спецификаций
Выводы по главе
Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОМПОНЕНТНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
3.1 Критерий компонентного тестирования информационных систем
3.2 Компонентное тестирование
3.3 Программные компоненты и их мутации
3.3.1 Ссылка на переменную
3.3.2 Присваивание переменной
3.3.3 Арифметические выражения
3.3.4 Отношения
3.3.5 Булевские выражения
3.4. Программные конструкции и их тестирование
3.4.1 Оператор присваивания

3.4.2 Условный оператор
3.4.3 Оператор цикла
3.5. Эффективность и полнота
3.5.1 Эффективность тестовых множеств
3.5.2 Полнота тестовых множеств
3.5.3 Использование определений полноты и эффективности для сравнительного анализа тестовых методов
Выводы по главе
Глава 4. ЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА И ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММ
4.1 Аксиоматический метод Хора
4.2 Завершимость выполнения алгоритмов
4.2.1 Доказательство завершимости выполнения алгоритмов
4.2.2. Тестирование завершимости программ
4.3. Построение множеств путей выполнения программ и их тестирование
4.3.1 Программы как минимальные фиксированные точки
4.3.2 Аксиоматический метод поиска тестовых данных
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Быстрое развитие и усложнение технических и программных средств, информационных систем, небывалое расширение масштабов внедрения новых информационных технологий и спектра их возможных последствий во всех областях практики приводит к необходимости более тщательной верификации сложных программных комплексов в информационных системах. В общем случае программа в информационных системах представляет собой чрезвычайно сложный многоуровневый объект, анализ которого существенно затруднен, а в большинстве случаев нереален. Это связано с тем, что для любой программы ответ о правильности ее выполнения зависит от ее сложности, имеющегося ресурса времени, а также от числа вводов (т.е. вариантов входных данных), для которых можно установить правильность выходов, и т.д. Необходимо проверить случаи, которые с большой вероятностью могут встретиться на практике.
В настоящее время для анализа различных аспектов программы разработаны соответствующие модели и методы, В частности, двумя наиболее широко известными методами доказательства частичной корректности программ являются метод индуктивных утверждений Флойда и аксиоматический метод Хора. Однако их применение на практике ограничивается лишь относительно небольшими программами, так как требует очень большого количества шагов в процессе доказательства корректности этих программ. Кроме того, существенным моментом, осложняющим доказательство корректности программ, содержащих циклы, является поиск требуемых инвариантов цикла. При этом вопрос завершимости (или незавершимости) программ требует дополнительных исследований.
Таким образом, единственно возможным в настоящее время путем повышения надежности программных комплексов информационных систем является их тестирование. Не случайным является то, что в публикуемых списках требуемых специалистов, ощущается огромная потребность в развитых странах (США, Англия, Франция и др.) в специалистах, осуществляющих тестирование разработанных программных комплексов, так называемых тестерах. При этом, как правило, потребность в тестерах превышает количество специалистов, занимающихся собственно разработкой программных комплексов.

Конструкция, описанная в теореме 1.2.2.8, будет достаточно часто использоваться в следующем разделе.
1.2.3 Теоретические результаты.
В этом разделе рассматривается ряд интересных свойств отношений между Р и £>, введённых тестовым методом М. В конце раздела дается еще одна эквивалентная формулировка мощности методов тестирования. Как уже упоминалось ранее, представляется интересным поменять объединения и пересечения в теореме 1.2.2.4. То, что мы при этом получаем, оказывается согласованным с аналогичными результатами лишь в одном направлении. Теорема 1.2.3.1 тэ (п{Р/} э и {тэ (Р,)} тр (п{5,} э и {тр (5,)}
Доказательство'.
в е те (Р,) о Р; ге/ э <=> V р (р е Р/ => р ге1 в) =>
V р (р е п {Р,} => р ге1 в) <=> г {Р/} ге1 в <=> в е тэ ({Р,}).
Заметим, что из этой теоремы не следует, что не существует примеров, для которых утверждения верны в обе стороны.
Определение 1.2.3.1: хрм = трм О тэм хвм - твм о трМ-
Мы назовём хр (Р) - расширением множества программ Р, и мы получим его значение путём первого нахождения максимального множества спецификаций, связанных с Р, те (Р), а затем нахождением максимального множества программ, связанных с этим множеством тр(тэ (Р)).хэ (Д) определяется аналогично как расширение множества спецификаций Э. Следующие две теоремы подтверждают интерпретации этих функций как расширений.
Теорема 1.2.3.2. хр (Р) з Р хэ (Д) 2 5.
Доказательство:
хр (Р) = тр (те (Р)) = и{ <Э | С) ге1 те (Р)}.
Мы знаем, что Р ге1 тэ (Р) => Р с и {О | О ге/ те (Р)}.
Следовательно, с хр (Р).