状态模型切片及测试技术研究

Model driven development (MDD) has come to play an important part in software from embedded system to high quality required critical system. Model based dependence analysis and slicing has been applied to model based testing as its accurate analyzing models. Previous projects had developed new control dependences targeting Extended Finite State based Machines (EFSMs) without EXIT state or with multiple EXIT states, where the proposed technique can slice nondeterministic and/or nonterminating EFSMs. In this proposal, we aim at EFSMs with irreducible structures and develop order dependence analysis, which can capture control dependence in presence of ordering relations within irreducible structures. Furthermore, we plan to study the multiple slicing criteria, including a variable on a transition and an event in the model, and the corresponding dependence based slicing algorithms. Together with previous achieves, we will form a set of techniques on dependence analysis and slicing that cover state based modes with multiple complex structures. We also aim to develop an automatic model based testing technique, including dependence based testing criteria and EFSM slice based test date generation. Differing with the traditional model based test generation, where a sequence of events generated on a feasible transition path, the proposed approach is based on EFSM amorphous slices. Besides the research on theory, we will also develop algorithms, implement empirical studies and develop service-oriented software. The tool will be published online and provide the computing service using the algorithms developed in this proposal.

模型驱动开发广泛用于嵌入式系统和对质量要求严格的关键项目开发中。基于模型的依赖性分析和切片技术可以准确地分析模型，并为模型测试提供有效的手段。在已经解决具有多终止状态或无终止状态的EFSM 模型非终止性依赖分析问题的基础上，本申请旨在进一步探索含有不可约简结构的EFSM 模型依赖性分析方法，研究迁移间的顺序依赖关系，并针对包含迁移变量和触发事件等多切片准则研究相应切片算法，形成一套完整的可以有效处理多种复杂结构状态模型的分析及切片技术。同时，本课题将研究一种基于依赖性覆盖的测试准则和基于EFSM模型不定形切片技术的自动化测试数据生成方法，改变了传统的基于EFSM可执行迁移序列的测试方法，促进模型驱动开发技术的应用。在理论研究的同时, 本课题将实现算法，开展基于实证的研究，开发面向服务的工具软件并部署到网络上，为课题成果拓展实际应用途径，并为相关研究人员提供研究数据支持。

基于模型驱动的开发技术是目前软件开发研究的先进技术，已经广泛用于嵌入式系统、Web应用软件系统和对质量要求严格的关键软件项目开发中。随着应用的扩大，模型自身也变的越来越大，结构随之越来越复杂，并通常具有多终止状态或无终止状态、执行过程中的不确定性和模型中可能含有对不可约简结构等特点。.本课题旨在研究面向复杂结构的状态模型依赖性分析和切片技术，探索一种基于切片的模型测试方法，保障测试质量的同时提高测试效率。在理论上，课题以状态模型精准依赖分析为目标，针对状态模型的非决定性和非终止性深入研究了控制依赖、数据依赖和顺序依赖之间的关系，其中顺序依赖关系是针对模型中特有的不可约简结构而提出的。课题进一步研究了基于依赖关系的模型切片方法，包括定型切片、不定型切片、基于变量的切片和基于事件的切片等，形成一套完整的可以有效处理多种复杂结构状态模型的分析及切片方法。在技术上，课题以扩展有限状态机EFSM为依托，研究了EFSM模型的依赖性分析与切片技术、模型测试覆盖准则，并进一步提出相应的测试数据生成方法，改变了传统的基于EFSM可执行迁移序列的测试方法，促进模型驱动开发技术的应用。在应用上，针对Web应用软件领域，提出了相应EFSM模型的构建方法，并应用本课题提出的状态模型分析与测试的理论和技术，提出了Web应用软件服务器端敏感路径分析方法和面向Web应用软件安全测试的用例自动生成技术。.总体上，本课题研究了基于状态模型的精准分析理论方法，提出了基于扩展有限状态机EFSM的分析、切片和测试技术，并进一步在Web应用软件领域取得了很好的应用。