隨著近年來并行程序的廣泛應(yīng)用,并行程序的測試問題也逐漸被人們重視。其中,消息傳遞并行程序是一種常用的并行程序,這類程序的路徑覆蓋測試數(shù)據(jù)生成問題可以通過遺傳算法進(jìn)行求解。但是,傳統(tǒng)方法沒有充分利用并行程序調(diào)度序列提供的知識,導(dǎo)致算法效率難以滿足需求。因此,改進(jìn)并行程序的測試方法是十分必要的。針對這類問題,本文提出一種測試數(shù)據(jù)協(xié)同進(jìn)化生成方法,并開發(fā)了相應(yīng)原型系統(tǒng),提高了測試效率。本文主要有以下內(nèi)容:(1)提出了一種并行程序路徑覆蓋測試數(shù)據(jù)協(xié)同進(jìn)化生成方法。首先,根據(jù)調(diào)度序列生成對應(yīng)的種群;然后,給出種群與個體的性能評價方法;最后,依據(jù)種群與個體性能,在進(jìn)化過程中執(zhí)行個體遷移、種群消亡、種群合并等操作,生成測試數(shù)據(jù)。該方法與傳統(tǒng)遺傳算法相比,不但沒有引入對調(diào)度序列人工分析等額外人工干預(yù),提高了測試自動化程度,而且在生成測試數(shù)據(jù)的過程中使用多個調(diào)度序列,通過評價各調(diào)度序列生成測試數(shù)據(jù)的難易程度得到對應(yīng)種群的性能,進(jìn)化過程中將資源更多地分配給性能較好的種群,提高了算法效率。(2)開發(fā)了并行程序路徑覆蓋測試數(shù)據(jù)生成原型系統(tǒng)。該原型系統(tǒng)包括程序處理、進(jìn)化求解和結(jié)果處理等3個模塊,用于對程序執(zhí)行前的預(yù)處理、使用所提方法進(jìn)行進(jìn)化求解,以及結(jié)果保存和輸出等。進(jìn)化求解模塊是該原型系統(tǒng)的主要部分,使用C語言編寫,主要包種群定義、種群初始化,以及種群遷移、種群消亡、種群合并、種群規(guī)模計算、適應(yīng)值計算、編碼、解碼、選擇、交叉、變異等函數(shù)。利用該原型系統(tǒng)能夠針對不同程序使用本文所提方法自動高效生成測試數(shù)據(jù),提高了測試效率。本文所提方法能夠針對并行程序高效生成測試數(shù)據(jù),對軟件測試的發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn)。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP311.53
【部分圖文】：

圖 2-1 一個消息傳遞并行程序的示例Figure 2-1 An example of the message-passing parallel program記被測程序為 P ，其第i 個進(jìn)程為iP 。如果 P 有 n 個進(jìn)程，那么， 可以表示為0 1 1{ , ,..., }nP P P P 。進(jìn)程之間通過通信語句，即消息發(fā)送語句與消息接收語句，實現(xiàn)進(jìn)程之間的通信。不確定通信語句是指消息發(fā)送或接收的目標(biāo)進(jìn)程不確定的通信語句。在執(zhí)行程序時，由于這些語句在每次執(zhí)行時的目標(biāo)進(jìn)程不一定相同，程序的執(zhí)行狀況也有所不同，這就是并行程序的不確定性。示例程序包含 4 個進(jìn)程，記為0 1 2 3P {P , P , P , P}。該程序具有的 4 個調(diào)度序列如表 2-1 所示。表 2-1 調(diào)度序列Table 2-1 Scheduling sequence消息匹配調(diào)度序列04P05P012P013P1ss14P24P17P34P2ss

單點交叉與基本位變異，通過函數(shù) cross1 ()與 mutation()來實現(xiàn)。4.4 原型系統(tǒng)的使用（The Usage of this Prototype System）以第 3 章表 3-1 所列的一個被測程序 Gcd 為例，說明使用該原型系統(tǒng)生成測試數(shù)據(jù)的主要流程。首先，進(jìn)行程序分析，依據(jù)分析得到的進(jìn)程數(shù)、輸入個數(shù)、輸入范圍、調(diào)度序列信息等修改原型系統(tǒng)中相應(yīng)的參數(shù)。在該原型系統(tǒng)中，由于針對不同被測程序需要經(jīng)常性地修改這些參數(shù)，因此將這些參數(shù)使用#define 語句在程序開始部分進(jìn)行定義，以便于快速簡便地修改這些參數(shù)。接著，對程序進(jìn)行插樁等處理，將處理后的程序添加到被測程序函數(shù)中，并指定目標(biāo)路徑。然后，使用編譯器進(jìn)行編譯與鏈接，將生成的 exe 文件調(diào)入 MPICH 軟件，設(shè)置進(jìn)程數(shù)等相關(guān)參數(shù)后，執(zhí)行程序。最后，MPICH 軟件輸出執(zhí)行結(jié)果，測試人員可以根據(jù)結(jié)果記錄相關(guān)信息或?qū)Τ绦蜻M(jìn)行進(jìn)一步分析。該程序的一次執(zhí)行結(jié)果如圖 4-9 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2858922