论文摘要：实时嵌入式软件可靠性测试数据自动生成技术研究

软件可靠性测试是软件可靠性工程中的一项重要工作内容，通过软件可靠性测试积累的软件失效数据可以为软件可靠性的评估、验证提供重要的度量依据。软件可靠性测试可以使用与其它类型测试相同的测试环境，相同的测试结果分析方法，但是必须使用专有的软件可靠性测试数据生成方法，在测试数据中体现出软件需求以及用户对软件的使用情况。本文便是针对实时嵌入式软件，围绕可靠性测试数据生成技术展开研究。本文研究了实时嵌入式软件可靠性测试数据自动生成技术：分析了实时嵌入式软件的测试输入，构建了软件输入空间模型，提出了基于使用剖面的实时嵌入式软件可靠性测试数据生成方法，并提出了一套测试输入描述语言(TIDL)，实现对被测软件测试环境建模、软件使用建模和测试输入建模，并根据研究的方法开发出了实时嵌入式软件可靠性测试数据生成工具TCS，以某型惯性导航系统软件为目标对研究的方法和工具进行了验证。实时嵌入式软件的测试输入与测试数据的生成有着密切的联系，因此本文从测试输入的分析入手，研究了测试输入与测试环境的关系，测试输入的特性及其相互关系，构造出了使用空间与取值空间相结合的实时嵌入式软件输入空间模型，并据此提出将用户使用的操作序列作为实时嵌入式软件可靠性测试的对象。在测试输入分析的基础上，本文结合实时嵌入式软件输入空间和测试对象，提出了实时嵌入式软件可靠性测试数据生成的过程模型，将生成测试数据所需的信息通过软件使用模型、测试输入取值模型、测试环境模型、测试数据取值规则模型和测试数据模型来建模实现。软件的使用建模是软件可靠性测试数据生成的关键，本文提出了基于软件使用剖面的实时嵌入式软件可靠性测试数据生成方法，该方法弥补了操作剖面在实时嵌入式软件可靠性测试中存在的欠缺，支持操作之间的序列关系、约束关系的描述。为了便于测试输入建模的表达和分析，并利于在测试数据生成过程中计算机对建模信息的识别，本文还提出了测试输入描述语言(TIDL)，对测试输入进行建模描述。TIDL由图形化描述语言vTIDL和基于XML的描述语言xTIDL构成，通过图形化的vTIDL描述测试输入中的表观，通过xTIDL描述测试输入的详细含义。文中还阐明了TIDL的基本构造块以及使用TIDL的建模过程。在软件可靠性测试输入建模的基础上，本文研究了生成可靠性测试数据的取值过程，针对测试数据生成过程中涉及的随机抽样、约束关系和预期结果等情况，给出了相应的处理方法。并将XML用于测试数据的表达，增加了测试数据的灵活性和扩展性，利于测试数据的进一步加工。本文还介绍了根据研究成果开发的实时嵌入式软件可靠性测试数据生成工具TCS的情况。为了验证本文提出的方法，使用TCS对某型惯导软件进行了分析和建模，生成了可靠性测试数据，并利用“通用嵌入式软件仿真测试环境”对惯导软件进行了软件可靠性测试。从而验证了本文研究的技术和方法的合理性、有效性和可行性。

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