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题目:基于模型的时间触发飞控系统测试技术研究

关键词:软件测试;模型驱动;模型检验;程序变异;飞行控制系统;时间触发协议

  摘要


    随着测试标准体系的不断完善,软件测试过程已经比较成熟并得到了广泛应用。但是,软件测试过程仍然有需要改进的地方,主要体现在以下几个方面:首先,测试过程形式化程度不够,难以保证测试的充分性;传统的软件测试通常在软件开发阶段结束后才开始,导致软件测试开展时间较晚,无法发挥早期测试发现软件缺陷的优势;软件测试模型与特定平台相关,对软件需求变更、运行平台的适应能力低,在软件开发过程中,软件需求、运行平台的频繁变更,导致了测试维护越来越困难。

    随着软件测试自动化要求的不断提高和面向对象软件开发技术十分广发的应用,基于模型的软件测试方法在业界得到越来越多的重视。基于模型的软件测试方法不仅可以提高测试用例生成的自动化程度,还可以有效地提高测试效率与测试准确性。

    本文在对目前的模型驱动测试方法进行总结和分析的基础上,对传统的模型驱动测试方法进行了全面的调研与分析,包括与软件开发过程集成的模型驱动测试过程,基于UML模型、时间自动机模型以及Petri网模型的测试方法等;其次,本文提出了一种将模型检验、变异测试技术与传统模型驱动测试框架相结合的新的测试方法:利用模型检验方法更好地保证软件测试模型满足飞行控制系统对安全性、时序特性以及系统其他特性的要求。将变异测试技术引入到测试模型建立过程中,利用飞控系统历史失效数据构成的故障模型指导变异算子的优选过程,从而扩展传统意义上的测试模型,使其更加有利于生成“好”的测试用例。最后运用相对应的智能算法,可以自动地生成高效、无冗余的测试用例集。

    本文提出的方法不仅继承了传统模型驱动测试方法的优点,同时还针对飞控系统的特点提出了新的测试技术,将模型检验与变异测试思想很好地应用到该领域,提高了飞控系统软件测试准确性与高效性。