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面向WS-BPEL程序的变异测试优化技术

计算机研究与发展 2019年第4期56卷 895-905页

作者：孙昌爱王真潘琳北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 宇航智能控制技术重点实验室北京100854

WS-BPEL(business process execution language for Web service)是一种基于XML的、面向过程的可执行服务组装语言.由于Web服务的动态性、松耦合特性、部署与运行于开放的网络环境,如何保证WS-BPEL程序的可靠性尤显重要.尽管变异测试具... 详细信息

WS-BPEL(business process execution language for Web service)是一种基于XML的、面向过程的可执行服务组装语言.由于Web服务的动态性、松耦合特性、部署与运行于开放的网络环境,如何保证WS-BPEL程序的可靠性尤显重要.尽管变异测试具有较强的故障检测能力,但由于变异体数量大、执行时间长、计算开销大,不利于在实践中广泛应用.为了增强变异测试的实用性,针对如何降低面向WS-BPEL程序的变异测试开销问题,从二阶变异和变异算子优先级角度提出了2种面向WS-BPEL程序的变异测试优化技术,开发了相应的集成化支持工具μBPEL.使用6个WS-BPEL程序实例对提出的优化技术的有效性进行验证.实验结果表明:提出的优化技术可以有效地减少变异体数目而并不显著降低变异测试有效性,提高了变异测试的效率.

关键词： WS-BPEL语言变异测试性能优化二阶变异测试变异算子优先级

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并发程序变异测试研究综述

电子学报 2020年第11期48卷 2267-2277页

作者：田甜巩敦卫山东建筑大学计算机科学与技术学院山东济南250101 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116

变异测试是一种面向缺陷的软件测试方法,利用人为注入的缺陷引导测试数据生成,评价测试数据的有效性,在软件工程领域得到了广泛关注.依托多核架构,开发可靠的并发程序越来越迫切.近年来,很多学者尝试将变异测试技术应用于并发程序,以提... 详细信息

变异测试是一种面向缺陷的软件测试方法,利用人为注入的缺陷引导测试数据生成,评价测试数据的有效性,在软件工程领域得到了广泛关注.依托多核架构,开发可靠的并发程序越来越迫切.近年来,很多学者尝试将变异测试技术应用于并发程序,以提高并发程序测试的效率和可靠性.首先,介绍了本文工作与已有综述的不同;然后,阐述了与并发程序和变异测试技术相关的知识;接着,从变异实施、变异测试准则、测试数据生成等3方面,综述并发程序变异测试的研究进展,包括:变异算子设计、选择变异、高阶变异、弱变异、测试数据生成方法、变异测试工具等;最后,讨论需要进一步研究的问题.

关键词：并发程序变异测试变异算子优化测试数据生成

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一种变异测试中冗余变异体的寻找方法

电子学报 2017年第8期45卷 1970-1975页

作者：钱茛南王雅文宫云战孟凡荣北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 桂林电子科技大学广西云计算与大数据协同创新中心广西桂林541004 桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004 长春汽车工业高等专科学校吉林长春130013

变异测试是一种有效的基于故障的测试方法,但大量冗余变异体所带来的昂贵的测试成本问题,阻碍了它在实际工程开发中的应用.为解决该问题,本文针对程序中的顺序语句所产生的变异体,基于故障的可达-感染-传播模型,提出了使用区间抽象域来... 详细信息

变异测试是一种有效的基于故障的测试方法,但大量冗余变异体所带来的昂贵的测试成本问题,阻碍了它在实际工程开发中的应用.为解决该问题,本文针对程序中的顺序语句所产生的变异体,基于故障的可达-感染-传播模型,提出了使用区间抽象域来表示程序状态,通过区间运算判断变异体之间冗余关系的算法;针对程序中的条件语句,基于谓词故障层级,分别给出了面向简单谓词和复合谓词的冗余变异体选择算法.并对这两种算法对冗余变异体的判定效果进行了分析,最后给出了在分层抽样背景下,非冗余变异体生成的约束边界条件.对Siemens和开源项目等共8个工程进行了实验,并与随机选择法进行了对比.结果表明,本文所提方法在减少变异测试时间成本的同时,可以保持较高的变异得分.

关键词：变异测试变异算子冗余变异体变异成本变异体约减

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消息传递并行程序的弱变异测试及其转化

软件学报 2016年第8期27卷 2008-2024页

作者：巩敦卫陈永伟田甜中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116 山东建筑大学计算机科学与技术学院山东济南250101

并行程序执行的不确定性,增加了测试的复杂性和难度.研究消息传递并行程序的变异测试,提出其弱变异测试转化方法,以提高该程序变异测试的效率.首先,根据消息传递并行程序包含语句的类型和语句变异之后导致的变化构建相应的变异条件语句... 详细信息

并行程序执行的不确定性,增加了测试的复杂性和难度.研究消息传递并行程序的变异测试,提出其弱变异测试转化方法,以提高该程序变异测试的效率.首先,根据消息传递并行程序包含语句的类型和语句变异之后导致的变化构建相应的变异条件语句;然后,将构建好的所有变异条件语句插入到原程序中,形成新的被测程序,从而将原程序的弱变异测试问题转化为新程序的分支覆盖问题.这样做的好处是,能够利用已有的分支覆盖方法解决变异测试问题.将该方法应用于8个典型的消息传递并行程序测试中,实验结果表明,该方法不但是可行的,也是必要的.

关键词：消息传递并行程序变异测试弱变异测试转化变异条件语句

基于变异测试的RESTful Web服务测试数据优化生成方法

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东南大学学报（自然科学版） 2017年第3期47卷 472-477页

作者：刘靖陈文杰内蒙古大学计算机学院呼和浩特010021

为提升基于REST的Web服务系统测试数据生成效率及可用性,提出了一种基于变异测试的测试数据优化生成方法.将RESTful Web服务对应的Web应用描述语言(WADL)增加数据类型约束,并利用该约束生成初始测试数据.对约束关系进行变异生成变异体,... 详细信息

为提升基于REST的Web服务系统测试数据生成效率及可用性,提出了一种基于变异测试的测试数据优化生成方法.将RESTful Web服务对应的Web应用描述语言(WADL)增加数据类型约束,并利用该约束生成初始测试数据.对约束关系进行变异生成变异体,在消除等价变异体并利用聚类实现变异体集约简的基础上,结合贪心算法优化筛选初始测试数据,生成无冗余的RESTful Web服务可用测试数据集.基于Hadoop平台技术,实现了针对RESTful Web服务系统测试数据自动生成的支撑软件.测试执行结果表明,在有效保证测试数据可用且无冗余的基础上,极大缩减了测试数据集规模和测试数据生成时间,完成了针对RESTful Web服务系统的自动化测试数据优化生成,提升了测试生成效率.

关键词：测试数据生成 RESTfulWeb服务 WADL 变异测试

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基于统计占优分析的变异测试

软件学报 2015年第10期26卷 2504-2520页

作者：张功杰巩敦卫姚香娟中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 江苏师范大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学理学院江苏徐州221116

为数众多的变异体产生的高昂测试代价严重影响了变异测试技术在实际程序中的应用.为了大幅度减少弱变异测试中变异体的数量,提出基于统计占优分析的变异体约简方法.该方法首先利用变异前后的语句构造变异分支,并将所有变异分支集成到原... 详细信息

为数众多的变异体产生的高昂测试代价严重影响了变异测试技术在实际程序中的应用.为了大幅度减少弱变异测试中变异体的数量,提出基于统计占优分析的变异体约简方法.该方法首先利用变异前后的语句构造变异分支,并将所有变异分支集成到原程序中,形成新的被测程序;然后,通过统计测试用例对各个变异分支的覆盖信息,确定变异分支之间的占优关系;最后得到非被占优分支集,其对应的变异体就是约简后的变异体.将该方法用于8个程序的测试,结果表明:该方法能够约简平均90%的变异体,从而显著提高了变异测试的效率.

关键词：软件测试变异测试变异体约简占优关系统计占优分析

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基于统计分析的弱变异测试可执行路径生成

计算机学报 2016年第11期39卷 2355-2371页

作者：党向盈巩敦卫姚香娟中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116 徐州工程学院信电工程学院江苏徐州221000 中国矿业大学理学院江苏徐州221116 兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

变异测试是一种面向缺陷的软件测试技术,然而高昂的测试代价,影响了其在实际程序测试的应用.Papadakis等人将某一程序的弱变异测试问题,转化为另一程序的变异语句真分支覆盖问题,以期采用已有的分支覆盖方法,生成变异测试数据.但是,上... 详细信息

变异测试是一种面向缺陷的软件测试技术,然而高昂的测试代价,影响了其在实际程序测试的应用.Papadakis等人将某一程序的弱变异测试问题,转化为另一程序的变异语句真分支覆盖问题,以期采用已有的分支覆盖方法,生成变异测试数据.但是,上述方法使得转化后程序包含大量的变异分支,增加了分支覆盖测试数据生成的难度.如果采用合适的方法,约简转化后程序中包含的变异分支,并依所属的路径,对约简之后的变异分支分组,那么,将能够利用已有的路径覆盖测试方法,生成高质量的变异测试数据,从而提高弱变异测试的效率.但是,如何基于某一程序和变异体,生成可执行路径,至今缺乏有效的方法.鉴于此,文中通过考察变异语句真分支之间的相关性,提出了一种用于弱变异测试的可执行路径生成方法,使得覆盖这些路径的测试数据,能够杀死所有的变异体.该方法首先考察变异语句真分支之间的占优关系,约简被占优的变异分支,从而减少变异分支的数量;然后,将非被占优的变异分支插入到该程序,转化为另一被测程序,并基于转化之后的程序,考察同一语句形成的多个变异分支的相关性;通过组合相关变异分支,形成新的变异语句真分支;接着,利用被测语句与新变异语句真分支的相关性,生成包含新变异语句真分支和被测语句的可执行子路径;最后,采用统计分析,基于子路径之间的执行关系,构建并约简相关矩阵,将相关的子路径组合,生成一条或多条可执行路径.将所提方法应用于9个基准和工业程序测试中,并与传统方法进行了比较.实验结果表明,所提方法生成了为数较少的可执行路径,且运行时间短;更重要的是,这些可执行路径能够覆盖所有的变异分支.此外,所提方法涉及的样本容量,对生成的可执行路径数有一定的影响,但对程序的运行时间影响较小.

关键词：变异测试弱变异测试变异分支路径覆盖可执行路径

基于变异体顽固性的分布存储并行程序变异测试方法

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基于变异体顽固性的分布存储并行程序变异测试方法

作者：杨秀婷山东建筑大学

学位级别：硕士

变异测试是一种面向缺陷的测试技术,通过生成检测模拟缺陷的测试数据,提高测试充分性。然而,顽固变异体使得变异测试成本大幅增加。分布存储并行程序的多流程及其之间的交互,导致已有方法无法有效鉴别该类程序的顽固变异体并生成相应的... 详细信息

变异测试是一种面向缺陷的测试技术,通过生成检测模拟缺陷的测试数据,提高测试充分性。然而,顽固变异体使得变异测试成本大幅增加。分布存储并行程序的多流程及其之间的交互,导致已有方法无法有效鉴别该类程序的顽固变异体并生成相应的测试数据。因此,有必要研究分布存储并行程序顽固变异测试理论与方法,提出合理的顽固变异体判定方法,给出生成杀死顽固变异体测试数据有效的策略。本文主要从顽固变异体判定及其相应的测试数据生成2个方面展开研究。针对分布存储并行程序顽固变异体的判定问题,提出基于变异语句和相关流程的顽固变异体判定方法。首先,考虑不同流程交互序列的影响,从变异语句可达性,变异算子属性以及变异语句与流程和输入的相关性等方面,提出传统变异体顽固性的评价指标;然后,根据不同通信语句的类型,结合变异语句可达性与传播性等因素,提出并行变异体顽固性的评价指标;最后,基于这些指标,给出传统顽固变异体和并行顽固变异体的判定策略。针对传统顽固变异体测试数据生成问题,提出基于流程路径引导和搜索空间缩减的生成方法。首先,根据不同路径与流程交互序列对测试数据生成难度的影响,选择最优路径与流程交互序列;然后,目标函数为传统顽固变异体是否被杀死,约束函数为种群个体是否覆盖并行程序目标流程路径,基于目标函数和约束函数建立问题模型;最后,充分利用种群进化信息和流程反馈信息,采用动态固定决策变量和缩减搜索域的策略改进遗传算法,让搜索范围逐渐变小,实现测试数据的高效生成。针对并行顽固变异体测试数据生成问题,融合并行顽固变异体之间的关系,提出一种基于语句占优和相关输入变量分组的生成方法。首先,根据变异语句之间的占优关系,将顽固变异体进行初步划分;接着,针对已划分好的变异体集合,建立变异语句与程序输入变量相关性矩阵,基于相关性矩阵将顽固变异体再次进行划分;然后,针对每一组并行顽固变异体测试数据生成问题,建立数学模型;最后,采用集合进化方法,生成杀死所有并行顽固变异体的测试数据。实验分析表明,本文提出的方法,实现了分布存储并行程序顽固变异体的有效判定;减少了顽固变异测试数据生成所需要的资源,提高了分布存储并行程序变异测试的效率。

关键词：并行程序分布存储变异测试顽固变异体测试数据生成

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基于语句重要度的变异测试对象选择方法

电子学报 2017年第6期45卷 1518-1522页

作者：巩敦卫秦备田甜中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116 兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 山东建筑大学计算机科学与技术学院山东济南250101

本文基于语句重要度,提出一种新的变异测试对象选择方法,以减少变异体的数量.首先,给出反映变异测试对象重要性的3个因素;然后,基于这些因素的重要性,建立评价所选测试对象重要性的指标;最后,基于这些指标的值,选出重要度高的语句作为... 详细信息

本文基于语句重要度,提出一种新的变异测试对象选择方法,以减少变异体的数量.首先,给出反映变异测试对象重要性的3个因素;然后,基于这些因素的重要性,建立评价所选测试对象重要性的指标;最后,基于这些指标的值,选出重要度高的语句作为变异测试对象.将所提方法应用于8个基准和工业程序的变异测试,实验结果表明,所提方法在维持很高变异测试充分度的同时,显著提高了变异测试的效率.

关键词：软件测试变异测试变异体约简测试对象选择重要语句