【摘要】：基于馬爾科夫使用模型的軟件測試是一種應用廣泛的灰盒測試技術(shù),運用此模型進行測試用例自動生成對提高軟件測試效率和質(zhì)量具有重要意義。本文針對已有基于馬爾科夫使用模型的測試用例自動生成方法存在的問題,開展了以下幾個方面的研究工作:(1)對已有馬爾科夫測試用例自動化生成方法進行仿真實驗與分析,發(fā)現(xiàn)在測試用例生成方面,由于其測試原理依據(jù)大數(shù)定律,并且忽略了現(xiàn)實中軟件運行狀態(tài)之間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系以及測試準則不合理等原因,使得生成的測試用例存在很大的不穩(wěn)定性,即有時很難覆蓋軟件運行的所有狀態(tài)。(2)研究并提出了基于高階馬爾科夫使用模型的測試用例生成方法—MarAutoTC,并應用改進的基于二分查找的快速輪盤賭算法來提高測試用例生成的速度。與現(xiàn)有方法進行對比實驗證明,MarAutoTC方法比改進前在用時上減少了約20%,全覆蓋比例提高了約18.3%。(3)對測試用例生成的充分性判定準則進行分析,發(fā)現(xiàn)以歐式距離或者期望值作為充分性判定準則,也會導致生成的測試用例覆蓋不穩(wěn)定的情況,為此本文將熵值和歐式距離相結(jié)合作為充分性判定準則。經(jīng)過多組實驗證明,應用改進的測試充分性判定準則能更節(jié)省時間,測試效率更高。(4)運用改進后的測試用例生成方法和充分性判定方法,開發(fā)了測試用例生成系統(tǒng)—AutoTC,該系統(tǒng)能夠?qū)險ML模型,直接生成測試用例,真正實現(xiàn)了測試用例生成的自動化。最終實驗結(jié)果表明,MarAutoTC方法對于基于模型的灰盒測試用例自動生成研究具有一定的理論參考價值。同時,AutoTC系統(tǒng)由于能夠運用MarAutoTC方法自動生成穩(wěn)定性較高的測試用例集,對提高測試用例生成的效率和質(zhì)量具有很大的應用價值。
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.53;O211.62
【圖文】：

馬爾科夫使用模型有兩種表示形式，一種是有向圖表示法，圖中的結(jié)點代表逡逑軟件在某一時間點上所處的狀態(tài)，有向弧代表了這些狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移的方向，如逡逑圖２．１所示。從ｓｔａｒｔ狀態(tài)到達ｅｎｄ狀態(tài)的一次執(zhí)行過程便反應了軟件的運行過逡逑程。每一種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移都對應一種操作，即一個激勵。這種表達形式比較形逡逑象直觀，比較適合用來描述小型系統(tǒng)，或者用來描述大型系統(tǒng)部分功能。另一逡逑種表達形式可以用矩陣來表示，不同的行和列表示不同的運行形態(tài)，值即為轉(zhuǎn)逡逑移概率。這種表示方法適合描述比較復雜的大型系統(tǒng)，但是不夠形象。逡逑Ｓｔａｒｔ邋１邐ａ．邋１邐Ｗ邋Ａ邋）邐ｂ．１／２邐Ｗ邋Ｂ邋］邐Ｗ邋Ｅｎｄ邋］逡逑ｘ邋ｙ，逡逑Ｉ逡逑ｆ．１／２邋Ｉｆ逡逑圖２．１馬爾科夫鏈的形式化表示逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｆｏｒｍａｌ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｍａｒｋｏｖ邋ｃｈａｉｎ逡逑馬爾科夫使用模型的生成不作為本文研宄的重點，所以直接借鑒趙愛華、以逡逑及秦靜、徐錫山，ＲａｚｉｂＨａｙａｔＫｈａｎｌ４４＾等人由ＵＭＬ圖生成馬爾科夫鏈模型的方逡逑法

圖２．３邋ＳＣＳ的用例執(zhí)行順序關(guān)系逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｕｓｅ邋ｃａｓｅ邋ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ邋ｏｒｄｅｒ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｏｆ邋ＳＣＳ逡逑圖２．４圖至圖２．６給出了描述ＳＣＳ各個場景的序列圖。逡逑ＳＯＳ邐ＵＬ邐ＤＬ逡逑Ｉ邐ｎ邐Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ邐ｉ逡逑翁邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｌ．ＴＧＬ邐ｉ邐Ｉ逡逑１邐＞逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐２．ＤＧ邐ｉ邐ｉ逡逑ｋ邐�。�！逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑！邐３．邋ＩＣＦ邐！逡逑，邐１邐逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑！邐４．ＤＧ邐！邐！逡逑ｋ邐！邐！逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑

逡逑圖２．３邋ＳＣＳ的用例執(zhí)行順序關(guān)系逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｕｓｅ邋ｃａｓｅ邋ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ邋ｏｒｄｅｒ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｏｆ邋ＳＣＳ逡逑圖２．４圖至圖２．６給出了描述ＳＣＳ各個場景的序列圖。逡逑ＳＯＳ邐ＵＬ邐ＤＬ逡逑Ｉ邐ｎ邐Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ邐ｉ逡逑翁邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｌ．ＴＧＬ邐ｉ邐Ｉ逡逑１邐＞逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｉ邐２．ＤＧ邐ｉ邐ｉ逡逑ｋ邐�。�！逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑！邐３．邋ＩＣＦ邐！逡逑，邐１邐逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑！邐４

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