基于语义的软件可测试性度量的研究与应用

论文摘要

软件可测试性是指软件在特定的输入分布下进行随机黑盒测试时,暴露故障的能力。软件的可测试性是衡量软件测试难易程度的一个重要指标,在测试的过程中可以指导测试进行的深度,确保测试资源进行合理分配。而语义信息在软件的可测试性度量方面有着重要的作用,通过对语义信息的计算可以从某种程度上衡量软件可测试性的好坏。本文在研究了大量的文献资料的基础上,建立了软件的可测试性与语义信息之间的联系。本文首先介绍了软件的可测试性以及影响可测试性的因素,然后对目前所存在的度量软件可测试性的几种主要方法进行分析比较,在此基础上提出了一种新的度量软件可测试性的方法——基于语义错误大小的软件可测试性度量方法;接着在研究了硬件可测试性度量指标的基础上,并结合软件测试本身的特点,提出了两个新的衡量软件可测试性的指标:错误易检测性和错误可定位性;然后介绍了计算这两个指标的关键技术,也就是程序语义的计算,并且对其中的一种计算程序语义的方法——输入输出依赖关系法进行了改进,弥补了该方法对指针的处理不够精确的缺点,提高了计算的精度。最后,本文提出了一个“软件语义计算系统”的原型系统设计框架。该系统一方面可以针对同一个软件新旧两个不同的版本,产生这两个版本之间的差异程序;另一方面可以针对程序语句中的某个变量,产生与该变量语义相关的所有语句集合。利用该系统的这两个结果,我们就可以计算关于可测试性的新的度量指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题主要研究内容及组织结构
• 第二章 软件可测试性
• 2.1 软件可测试性与信息丢失
• 2.1.1 隐式信息丢失
• 2.1.2 显式信息丢失
• 2.2 软件可测试性的度量
• 2.2.1 DRR 与软件可测试性
• 2.2.2 利用PIE 度量软件的可测试性
• 2.3 提高软件可测试性的方法
• 2.3.1 利用DRR 技术提高软件的可测试性
• 2.3.2 利用插入断言和敏感性分析
• 2.3.3 利用域的可测试性提高软部件的可测试性
• 2.4 本章小结
• 第三章 软件语义与可测试性度量
• 3.1 软件语义
• 3.2 语义错误大小与软件可测试性
• 3.2.1 软件错误的大小
• 3.2.2 语义错误的大小与软件可测试性之间的关系
• 3.2.3 语义错误大小的定量计算
• 3.2.4 模型的正确性证明和有效性验证
• 3.3 软件可测试性的两个新的特征因素
• 3.3.1 错误易检测性的度量
• 3.3.2 错误可定位性的度量
• 3.4 本章小结
• 第四章 程序切片与语义差异
• 4.1 程序切片
• 4.2 语义差异
• 4.3 输入输出依赖关系法
• 4.3.1 输入输出依赖关系法的基本思想
• 4.3.2 输入输出依赖关系法的核心技术
• 4.3.3 对输入输出依赖关系法的改进
• 4.4 利用分割算法计算语义差异
• 4.4.1 程序表示图
• 4.4.2 节点的操作
• 4.4.3 分割算法
• 4.4.4 顺序一致算法
• 4.4.5 计算程序的语义差异
• 4.4.6 利用分割算法的一个例子
• 4.5 本章小结
• 第五章 软件语义计算系统的原型设计
• 5.1 原型系统功能概述
• 5.2 原型系统总体框架设计
• 5.2.1 PRG 的构造
• 5.2.2 语义差异计算模块的设计
• 5.2.3 切片工具的设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文的主要研究工作
• 6.2 下一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间研究成果