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水下机器人软件可靠性测试方法研究

作　者: 张景舒
导　师: 张汝波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 软件可靠性 软件可靠性测试 测试用例自动生成 运行剖面 软件可靠性增长模型
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着水下机器人软件的广泛应用,其可靠性问题已经成为研究人员关注的焦点。由于水下机器人软件的特殊性,现有软件可靠性测试模型无法适用于其可靠性测试。因此研究水下机器人软件的可靠性测试方法已成为水下机器人技术发展的重要课题。针对水下机器人的软件可靠性测试的特点,本文研究并实现了一种为运行剖面分配测试用例的算法和一种考虑测试覆盖的二维软件可靠性增长模型,并在以下几个方面进行了深入研究:1)设计并实现了基于遗传算法的分支覆盖测试用例自动生成和基于随机法的测试用例自动生成。通过多组试验验证了对同一个程序来说,与随机法相比,利用遗传算法生成测试用例的运行代数更少,成功产生测试用例的几率更大。2)为了保证软件可靠性评估的准确性,对水下机器人软件进行了静态测试和动态测试。采用构造运行剖面的方法对水下机器人软件进行可靠性测试,设计了一个为运行剖面分配测试用例的算法,该算法可以保证所有的运行都被分配到测试用例且不增加测试用例总数。3)考虑到测试覆盖率对软件可靠性增长的影响,本文将一维Weibull型软件可靠性增长模型扩展成同时考虑测试时间和测试覆盖率对软件可靠性影响的二维软件可靠性增长模型。本文将多元回归分析方法应用于此二维模型,通过试验证明了与一维软件可靠性增长模型相比,二维软件可靠性增长模型与实际软件失效发生或故障检验现象之间具有更好的理论一致性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 软件可靠性的研究与发展  12-14
    1.2.2 测试用例自动生成技术研究现状  14-15
    1.2.3 嵌入式软件可靠性测试的研究与发展  15-16
  1.3 本文主要工作和研究内容  16
  1.4 论文章节安排  16-18
第2章 软件可靠性测试研究  18-28
  2.1 软件可靠性定义及影响软件可靠性的因素  18-19
    2.1.1 软件可靠性定义  18-19
    2.1.2 影响软件可靠性的因素  19
  2.2 软件可靠性工程  19-21
  2.3 软件可靠性测试定义  21
  2.4 软件可靠性测试过程  21-22
  2.5 两种主要的软件可靠性测试方法  22-27
    2.5.1 基于运行剖面的软件可靠性测试方法  22-25
      2.5.1.1 运行剖面构造过程  23-24
      2.5.1.2 测试用例生成  24-25
      2.5.1.3 测试结束条件和可靠性度量  25
    2.5.2 基于使用模型的软件可靠性测试方法  25-27
      2.5.2.1 基于使用模型的统计测试过程  26
      2.5.2.2 测试用例生成  26-27
      2.5.2.3 测试结束条件和可靠性度量  27
  2.6 本章小结  27-28
第3章 测试用例自动生成技术研究  28-42
  3.1 传统测试用例自动生成技术  28-30
    3.1.1 面向功能的测试用例自动生成技术  28-29
    3.1.2 面向结构的测试用例自动生成技术  29-30
  3.2 程序插装  30-31
  3.3 基于随机法的测试用例自动生成  31-32
    3.3.1 随机法描述  31
    3.3.2 程序实现  31-32
  3.4 基于遗传算法的测试用例自动生成  32-36
    3.4.1 基于遗传算法的测试用例自动生成系统模型  32-35
    3.4.2 程序实现  35-36
  3.5 试验数据及结果分析  36-41
  3.6 本章小结  41-42
第4章 水下机器人软件静态测试和动态测试  42-49
  4.1 水下机器人软件静态测试  42-46
    4.1.1 检测评价  43-44
    4.1.2 语法规则分析  44-45
    4.1.3 静态测试结果及其分析  45-46
  4.2 水下机器人软件动态测试  46-48
    4.2.1 水下机器人软件测试用例的生成  46-47
    4.2.2 运行程序并收集测试数据  47
    4.2.3 动态测试结果分析  47-48
  4.3 本章小结  48-49
第5章 水下机器人软件系统可靠性测试与评估  49-66
  5.1 水下机器人软件可靠性测试方法选择  49
  5.2 运行剖面的构造  49-52
    5.2.1 客户剖面  49-50
    5.2.2 用户剖面  50
    5.2.3 系统模式剖面  50
    5.2.4 功能剖面  50-51
    5.2.5 运行剖面  51-52
  5.3 运行剖面中低发生概率运行的处理方法  52-54
  5.4 考虑所有运行的测试用例分配算法  54-55
  5.5 测试运行及失效数据收集  55-56
  5.6 水下机器人软件可靠性评估  56-62
    5.6.1 考虑测试覆盖的二维软件可靠性增长模型  57-59
      5.6.1.1 对一维时空进行扩展  57-58
      5.6.1.2 考虑测试覆盖的二维Weibull型SRGM  58-59
    5.6.2 基于二维Weibull型SRGM的可靠性评估  59-62
      5.6.2.1 基于二维Weibull型SRGM的可靠性评估方法  59-60
      5.6.2.2 可靠性评估中参数估计方法  60-62
  5.7 拟合度评价  62-65
  5.8 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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