面向軟體網路模型的複雜軟體系統測試框架和技術研究

《面向軟體網路模型的複雜軟體系統測試框架和技術研究》是依託南京大學，由顧慶擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向軟體網路模型的複雜軟體系統測試框架和技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：顧慶
• 依託單位：南京大學

項目摘要

為完成複雜軟體系統的有效測試，本項目研究基於軟體網路模型的複雜軟體系統測試框架、方法和技術。測試框架採用反饋式疊代結構，運用代碼驅動測試框架，分階段組織研究內容。首先為複雜軟體系統定義軟體網路模型，選定代碼單元（模組）並解析代碼結構，構建軟體網路；其次結合軟體代碼指標和歷史開發數據，從軟體網路中確定關鍵節點集合；再次以關鍵節點對應的代碼單元作為測試對象，基於軟體網路模型定義測試覆蓋準則，生成測試用例；最後執行測試用例，結合軟體代碼覆蓋數據等評價測試效果；指導下一輪疊代的測試用例生成。目標是提高測試用例的復用率和缺陷檢測幾率，以較少的測試用例數量更快更充分地完成複雜軟體系統測試。

結題摘要

複雜軟體系統的充分測試是工業界的一個難題，同時學術界的研究熱點之一。本項目圍繞複雜軟體系統的充分測試問題，提出代碼驅動測試框架。框架採用反饋式疊代結構，提高測試用例的復用率和缺陷檢測機率，以較少的測試用例數量更快更充分地完成複雜軟體系統測試。項目研究內容包括四個部分：其一軟體網路分析，解析複雜軟體系統的模組結構和演化過程，評估軟體網路中關鍵節點集的影響範圍；其二測試用例生成，在複雜系統中自動選擇關鍵測試目標，結合隨機測試和符號執行技術生成測試用例，完成測試目標的輸入覆蓋和路徑覆蓋；其三程式閱讀難度評估，完成文檔特徵的自動提取和多視圖學習，通過詞嵌入訓練和面向閱讀難度的神經網路語言模型構建，評估軟體代碼和缺陷報告的閱讀難度；其四缺陷預測和分析，從機器學習和軟體工程兩個角度，最佳化軟體特徵集，降低模組特徵之間的冗餘性，篩選與缺陷分析無關的模組特徵，訓練和最佳化分類器，評估軟體模組包含缺陷的可能性，以作為模組覆蓋的依據和測試充分性評價依據。複雜軟體系統規模大且結構複雜，組件數量多且各自獨立演化；完成對複雜軟體系統的充分測試是一個非常困難的任務。本項目提出軟體網路模型描述複雜軟體系統，在此基礎上研究複雜軟體系統的測試框架、方法和技術，實現工具原型，在複雜軟體開發實踐中得以套用，可涵蓋軟體系統測試和質量保障的各個階段。在軟體企業的實際套用結果表明，本項目研究內容具有先進性和實用性，便於結合其他的測試方法和技術，例如缺陷定位、演化測試、人員推薦等。本項目值得進一步完成理論研究、技術套用和實踐推廣，具有較大的科學探索價值和套用推廣前景。