基于缺陷模式的軟件測試技術(shù)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，軟件的規(guī)模不斷擴(kuò)大，如何保證和提高軟件質(zhì)量成為軟件界最為關(guān)心的問題之一。由于軟件危機(jī)的頻頻出現(xiàn)，使得軟件測試的地位得到了前所未有的提高。
　　 基于缺陷模式的軟件測試是近些年發(fā)展起來的一種程序源代碼靜態(tài)分析技術(shù)，主要用于自動(dòng)或者半自動(dòng)的軟件缺陷檢測及預(yù)防，此類缺陷檢測工具由于效率高和使用簡單等特點(diǎn)在高可信軟件測試中得到了廣泛應(yīng)用。所謂的缺陷模式，是指程序中經(jīng)常發(fā)生的錯(cuò)誤或缺陷所呈現(xiàn)出的特定規(guī)律。缺陷模式通常由

2、具有領(lǐng)域程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人或者測試人員總結(jié)出來。基于缺陷模式的軟件測試作為傳統(tǒng)軟件測試的一種有力補(bǔ)充技術(shù)，其主要的優(yōu)勢在于：1）針對性強(qiáng)，不會(huì)有像白盒測試和黑盒測試那樣的不確定性；2）可以檢測出一些“小概率”的缺陷，例如存儲器泄漏缺陷、空指針引用缺陷等。
　　 本文在國家“863”計(jì)劃“軟件的故障模型與面向故障的軟件測試系統(tǒng)”及“863”重點(diǎn)項(xiàng)目“支持軟件可信性分析和評估的生產(chǎn)線”的支持下，以缺陷模式檢測中所涉及到的若干靜態(tài)分析技

3、術(shù)為研究核心，著重討論了缺陷模式的分類及缺陷檢測模型、程序變量值范圍分析方法以及基于數(shù)據(jù)流的路徑敏感檢測方法。論文的主要工作包括以下內(nèi)容：
　　 （1）本文以缺陷產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性高低為評判標(biāo)準(zhǔn)，從程序的源代碼形式著眼，將軟件的缺陷模式分為四大類：故障模式、安全漏洞模式、疑問代碼模式及規(guī)則模式。提出了一種缺陷模式檢測的統(tǒng)一模型，其中提高精度和自動(dòng)測試是其中的核心部分。該測試模型中，缺陷模式數(shù)據(jù)庫與缺陷模式檢測相分離，缺陷模式統(tǒng)一描

4、述，具有可定制和可配置的優(yōu)點(diǎn)；各缺陷模式狀態(tài)機(jī)獨(dú)立存在，可以并行高效分析多種缺陷模式。
　　 （2）本文基于抽象解釋理論框架，擴(kuò)展了經(jīng)典的區(qū)間抽象，提出了一種擴(kuò)展區(qū)間的方法來表示變量的值范圍信息。針對不同的變量類型，首次提出了數(shù)值型變量的區(qū)間集表示和基本運(yùn)算方法，定義了布爾型區(qū)間代數(shù)和引用型區(qū)間代數(shù)；定義了條件表達(dá)式中區(qū)間消減運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；首次提出了變量取值的可能集和必然集及其在不同表達(dá)式中的計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)之上，提出了一個(gè)

5、統(tǒng)一的過程內(nèi)和過程間值范圍分析算法，使用函數(shù)摘要來計(jì)算過程調(diào)用對程序上下文狀態(tài)的影響。該算法可以直接檢測出程序中的大部分矛盾語句節(jié)點(diǎn)及不可達(dá)路徑；基于此的缺陷檢測工具在實(shí)際測試中能較好地減少誤報(bào)，提高檢測效率。
　　 （3）本文提出了一種基于數(shù)據(jù)流的路徑敏感檢測方法來檢測軟件中的缺陷模式，該方法以擴(kuò)展區(qū)間表示的值范圍作為屬性狀態(tài)條件，通過在控制流匯合節(jié)點(diǎn)上對相同屬性狀態(tài)的屬性狀態(tài)條件進(jìn)行合并來降低計(jì)算復(fù)雜度，其時(shí)間復(fù)雜度為多項(xiàng)式