含复杂数据和过程调用的EFSM模型测试生成研究及生成效率关键因素分析

基于EFSM模型的测试用例生成包括测试序列生成和测试数据生成两部分。但目前关于EFSM的测试研究大多关注测试序列的生成，即便少许研究关注EFSM的测试数据生成，其实现过程也是在代码层次上实施，并且模型相对简单。因此，本申请旨针对EFSM模型，研究一种冲突变迁对自动识别算法，探讨一种潜在可行测试序列的自动生成方法；针对含复杂数据类型和过程调用的EFSM，研究一种基于搜索算法的适用于实际EFSM模型的测试数据自动生成技术，真正实现从EFSM规范的测试生成，解决复杂模型的测试生成问题；开发相应的测试生成工具，实现算法并对实际应用模型进行大量的基于实验的研究；分析定义测试序列的复杂度度量指标，确定影响测试生成效率的关键因素，建立基于关键因素的测试序列可执行度评价指标，为高质高效地生成EFSM模型的测试用例提供强有力的技术支持，为基于EFSM的测试生成从理论研究走向实际应用提供一种可行的解决途径。

模型驱动开发技术是目前软件开发研究的一种先进技术。随着模型驱动开发技术的推广和应用，基于模型的软件测试得到了越来越多的重视。扩展有限状态机（Extended Finite State Machine, EFSM）是一种常用的软件描述模型。基于EFSM模型的测试用例生成包括测试序列生成和测试数据生成两部分。目前关于EFSM模型的测试研究大多关注测试序列的生成，模型相对简单，并且大都假定EFSM模型有唯一的初始状态和唯一的终止状态，但实际的EFSM模型在很多情况下是没有结束状态的，这显然不利于EFSM模型在工业界的推广应用。因此，本课题针对有/无终止状态的EFSM模型，研究了一种冲突变迁对自动识别算法，探讨了一种潜在可行测试序列的自动生成方法；针对含复杂数据类型和过程调用的复杂EFSM模型，探讨了一种基于搜索算法的适用于实际EFSM模型的测试用例自动生成技术，真正实现了从EFSM规范的测试生成，解决了复杂EFSM模型的测试用例自动生成问题，为高质高效地生成EFSM模型的测试用例提供了强有力的技术支持。在此基础上，开发出相应的测试生成工具，对实际应用得EFSM模型进行了大量的基于实验的研究，分析定义了测试序列的复杂度度量指标，确定了影响测试生成效率的关键因素，并建立了测试生成效率-关键因素预测评估模型，为后续进行基于关键因素的测试数据自动生成研究奠定了基础。此外，针对面向对象软件的集成测试主要涉及的2个关键问题：测试序列自动生成和集成测试用例自动生成，本课题围绕测试序列自动生成、测试序列生成中搜索空间的约简、基于测试序列的集成测试用例自动生成以及集成测试用例自动再生成等一系列关键技术展开研究，提高了面向对象软件集成测试的有效性。主要研究成果包括：收集整理了12个具有一定规模的EFSM模型，发表了20多篇学术论文，申请了一项国家软件著作权登记，开发并实现了一个测试用例自动生成工具EvoQ，发布于http://code.google.com/p/evoq/，获得了一项中国电子学会自然科学类三等奖，培养了多名博士硕士研究生，相关研究成果得到了国内外专家的认可。