构件软件的回归测试及复杂性度量研究

The quality of component-based software depends on the composed components. Due to software changes, a component-based system is usually affected at both component level and system level. Thus regression testing is needed to ensure the software quality and support maintenance. Related existing research did not address the issue of systematic regression testing of component-based software, especially at system level. The open issues of regression testing of component-based software are such as how to identify the various component change types and perform change impact analysis, how to utilize the output of change impact analysis to refresh component and system test suite, and how to measure complexity and evaluate cost-effectiveness for regression testing of component-based software in software maintenance effectively. This dissertation proposes a systematic approach to regression testing from components to system. Firstly, the retest models are proposed for change impact analysis, and the various change types are classified and represented using models. We identify diverse changes made to components or system based on the proposed models. Then change identification and impact analysis is performed using a firewall approach based on the proposed models at both levels. In addition, we propose a framework to measure and analyze regression testing complexity based on a set of change and impact complexity models and metrics. The proposed approaches could provide a guideline for systematic regression testing and complexity evaluation for component-based software.

构件系统的质量好坏和维护的难易程度依赖于构件的品质。一个软件修改可能会给其他构件甚至整个系统带来影响，而回归测试是控制和消除这类影响的有效手段。 然而，现有的研究缺乏对构件的修改影响分析和重测分析，尤其是系统层面的影响分析，另外缺乏对构件修改影响以及重测的复杂性评估手段。针对上述问题，本项目拟提出一种基于模型的构件软件系统化回归测试方法，首先围绕构件及系统层面的重测模型进行建模，接着根据模型分别从构件和系统两个层面对构件软件修改前后的版本进行修改类型识别和分类，并且计算影响分析结果，然后基于修改影响分析结果更新回归测试用例，还提出一种针对构件软件回归测试复杂性的度量框架，对回归测试复杂性进行有效度量，用于评估不同的修改实施方法和回归测试手段。预期成果可以为构件软件提供系统化的回归测试方法指导，为不同的修改实施和重测手段提供复杂性评估和决策依据。

在基于构件的软件工程中，构件系统的质量主要依赖于构件质量。构件的任何缺陷或者修改都可能对构建的系统造成波动影响。所以，构件及系统的测试以及重测对于构件质量控制是很重要的。目前虽然有大量回归测试方面的研究，但针对构件软件的回归测试研究并不多，尤其缺乏系统化的测试方法。在构件软件演化周期中，当构件由于更新或者升级而被修改以后，需要对构件和系统层面都要进行修改影响分析，然后进行单元的重测、集成的重测以及系统的重测。当前工作很少研究回归测试的复杂性度量问题，尤其在构件系统中。选择合适的复杂性度量方法可以分析和预测回归测试的成本，可以有效检验回归测试的成本有效性，对于整个软件维护都有着重要意义。本项目在重测模型，修改影响分析手段，具体测试实践以及回归测试复杂性度量等方面展开了深入的研究。从构件的修改出发，通过影响分析技术，识别构件及系统的影响，然后根据修改影响分析结果，对测试用例更新，进行系统化的回归测试。同时研究了回归测试的复杂性分析和度量问题，提出复杂性度量框架。项目提出了一种回归测试复杂性模型—复杂性图模型。基于图的模型可以表示不同的复杂性因素，以及它们的复杂性计算值。和单一的线性复杂性计算方式相比，本方法可以有效体现多复杂性因素，以及复杂性之间的动态监控和分析比较，还能够支持复杂性分析自动化工具的开发。实验结果表明了方法的可行性和有效性。项目后期阶段，我们还研究了移动应用的测试自动化模型及其覆盖率分析和基于云计算的测试服务。面向移动应用软件GUI，提出了一种层次化的测试模型，用于解决大规模自动化测试的测试依赖所导致的测试中断问题。项目还提出了云计算背景下的移动应用测试服务构建方案，包括测试属性、测试过程、测试基础设施等，并且实现了相关的测试基础设施服务的原型系统。