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一种CP-nets的模型迹等价化简工具的设计与实现

一种CP-nets的模型迹等价化简工具的设计与实现

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作者：刘文龙内蒙古大学

学位级别：硕士

随着软件产业迅速发展,并行软件系统已经成为主流的软件系统,在人们的生产生活中发挥着十分重要的作用。软件测试是软件生命周期中一项非常重要的工作,对于保证软件产品的质量具有极其重要的意义。然而由于并行软件中存在的并行行为,导... 详细信息

随着软件产业迅速发展,并行软件系统已经成为主流的软件系统,在人们的生产生活中发挥着十分重要的作用。软件测试是软件生命周期中一项非常重要的工作,对于保证软件产品的质量具有极其重要的意义。然而由于并行软件中存在的并行行为,导致并行软件状态空间规模非常大,甚至呈指数级增长,从而影响软件产品测试工作的顺利进行。当前,工业界和学术界使用的一些测试方法也因为并行软件的状态空间规模过大而无法有效地进行测试工作。本文认为可以使用形式化建模语言CP-nets (Coloured Petri nets)对待测的并行软件系统进行建模,CP-nets适合于描述并行行为,而且引入了数据操作和数据类型的概念,使得模型更加直观清晰、易于理解。基于待测并行软件系统的CP-nets模型及其状态空间进行测试是非常有效的方法。然而,并行软件系统的CP-nets模型仍然具有较大的状态空间,导致测试效果和效率都非常差。因此,本文设计并实现一套CP-nets模型迹等价化简工具,以待测软件系统的CP-nets模型文件作为输入,自动完成符合迹等价化简条件的化简工作,包括有向弧重定向、弧表达式重写等,并自动输出化简后的CP-nets模型。在并行系统模型中化简符合条件的模型元素,其并行特点决定了模型的状态空间规模会大幅下降。迹等价指的是输入输出行为等价,软件功能测试只关注系统输入输出行为而不关注内部不可观察行为。因此,基于化简后的系统模型进行测试,不但不会影响测试工作的正确性,还会因其状态空间规模的下降而提升测试的效果和效率。最后,通过化简实例分析与论证,说明本文所实现的CP-nets模型迹等价化简工具能够对符合迹等价化简条件的CP-nets模型进行有效地化简,从而减少系统模型的状态空间规模,提升测试效果和效率,提高软件产品开发质量。

关键词：模型化简工具 CP-nets 迹等价软件测试

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