組合測試與自適應(yīng)隨機(jī)測試的理論研究.pdf

1、軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要方法之一?，F(xiàn)代大小型軟件都需要經(jīng)過或多或少的測試才能投入運(yùn)用。如果不進(jìn)行軟件測試或測試的太少就貿(mào)然投入運(yùn)用的話將很有可能產(chǎn)生問題而造成非常巨大的財(cái)務(wù)損失。因此，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行軟件測試是非常有必要的。但有一個(gè)巨大的問題是，如果不進(jìn)行完全測試，那么就不能保證可以發(fā)現(xiàn)待測系統(tǒng)中所有的錯(cuò)誤。然而完全測試的代價(jià)過大，一個(gè)簡單的系統(tǒng)所需要的測試量已經(jīng)可能是一個(gè)天文數(shù)字了，因此，需要對測試代價(jià)與測試的效果進(jìn)行權(quán)衡，在保證一定的

2、測試效果的情況下，盡可能的選擇更少的測試用例。
　　組合測試與自適應(yīng)隨機(jī)測試都是非常好的測試用例的生成算法。組合測試的設(shè)計(jì)依據(jù)在于其認(rèn)為，錯(cuò)誤都是因素之間相互組合產(chǎn)生的。組合測試認(rèn)為大多數(shù)錯(cuò)誤都是少量因素之間的組合產(chǎn)生，因此測試用例集不需要滿足所有因素之間的取值組合，只滿足需要少量（τ個(gè)）因素的組合就可以了。隨機(jī)測試由于其簡單、快捷、容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，經(jīng)常作為其他測試方法的補(bǔ)充。自適應(yīng)隨機(jī)測試吸取隨機(jī)測試的優(yōu)點(diǎn)，并在選取測試用例時(shí)按

3、照一定的規(guī)則，保證測試用例均勻分布在整個(gè)解空間中，提升其檢測出錯(cuò)誤的能力。本篇論文致力于研究組合測試與自適應(yīng)隨機(jī)測試在各種場景下的檢測能力。
　　本文提出了運(yùn)用極小故障模式分析組合測試在布爾規(guī)約測試中的檢測能力。實(shí)驗(yàn)通過分析從TCAS II系統(tǒng)中提取出的20個(gè)布爾表達(dá)式，并按照10種錯(cuò)誤類型產(chǎn)生了19131個(gè)變異表達(dá)式。通過完全測試分析比對獲得每一個(gè)變異表達(dá)式的失敗測試用例集。依靠失敗測試用例及和成功測試用例集分析出每一個(gè)變異表達(dá)

4、式的極小故障模式。最后運(yùn)用本文提出的計(jì)算方法計(jì)算得出不同強(qiáng)度的組合測試對于所有變異表達(dá)式的檢測概率。結(jié)果表明，組合測試在布爾規(guī)約測試下非常有效。
　　之后本文著重分析了自適應(yīng)隨機(jī)測試的檢測能力。實(shí)驗(yàn)通過分析自適應(yīng)隨機(jī)測試在2維、3維、4維連續(xù)空間中對于不同的錯(cuò)誤區(qū)域大小的檢測能力，還通過模擬隨機(jī)數(shù)干擾和建模穿越這兩種內(nèi)外誤差來分析自適應(yīng)隨機(jī)算法的抗干擾能力。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10000次重復(fù)試驗(yàn)來消除隨機(jī)性。最后在相同場景下與隨機(jī)測試

5、進(jìn)行對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)隨機(jī)算法在2維解空間下的錯(cuò)誤檢測能力較好。解空間維數(shù)越高其檢錯(cuò)能力越差。內(nèi)部距離計(jì)算的干擾對于自適應(yīng)隨機(jī)算法影響較大，干擾越強(qiáng)其檢錯(cuò)能力越差。而外部建模穿越對于自適應(yīng)隨機(jī)算法的影響較小。4維解空間下，自適應(yīng)隨機(jī)測試的檢錯(cuò)能力已經(jīng)明顯差于隨機(jī)測試。
　　最后本文提出了一個(gè)利用特征選擇來提升自適應(yīng)隨機(jī)算法的效率和效力的策略。通過模擬實(shí)驗(yàn)分析了無特征解空間、有特征解空間和強(qiáng)特征解空間這三種不同場景下，特征選