专利名称：一种面向可靠性评估的软件自适应测试方法
技术领域：
本发明涉及一种面向可靠性评估的软件自适应测试方法，特别是一种考虑失效分级的自适应测试方法。属于软件可靠性评估技术领域。
背景技术：
随着近年来软件在现代飞行控制系统、核电站的控制系统等安全关键、任务关键系统中的广泛应用，软件可靠性的重要程度被提到了一个前所未有的高度。如何对这些高 可信软件进行测试，以获得全面、精确和鲁棒的可靠性评估结果，是软件可靠性评估领域的一个重要研究课题。自适应控制系统是通过在线实时了解被控对象，不断调节控制器，使系统的性能达到技术要求或最优。自适应系统有三大要素一是在线的实时的了解对象；二是有一个可调环节；三是使系统性能达到要求或最优。自适应控制可以分为直接自适应控制和间接自适应控制。在间接自适应控制中，被控对象的参数未知，首先在线估计对象参数，利用估计值对控制器参数进行调整使系统性能指标达到要求；而在直接自适应控制中，不对对象参数进行估计，直接通过调整控制器参数使改进系统性能。自适应测试的理论基础是以自适应控制系统为基础，即受控马尔可夫链。以软件测试为例，自适应测试方法把被测软件当作控制对象，利用受控马尔可夫链理论设计和优化软件测试策略，并把测试策略作为控制器和被测软件构成一个闭环反馈系统，它是软件测试的控制论方法的具体实现。现有的面向可靠性评估的测试技术存在两个问题I)被测软件的可靠性模型基于二元失效假设，即仅考虑软件在测试过程中发生或者没有发生失效，而不考虑发生的失效是否对系统的安全性和任务的成功有重要影响，及忽略了失效的严重程度及其对可靠性评估的影响。2)没有利用面向可靠性评估的测试过程中收集到的测试数据(失效发生时刻、失效等级等)对测试策略进行在线的调整，以改进测试的效果。由此，产生的结果是I)对测试对象可靠性缺乏精确的刻画，难以给出符合实际需求的精确的可靠性评估；2)缺乏对测试过程的改进，不能得到最有效的测试过程。而面向可靠性评估的自适应测试方法，正是利用测试过程中的历史信息，并用它来指导未来的测试步骤(比如，测试用例的选择)，同时用这些测试信息估计被测对象的性质和参数，根据这些参数可以更有针对性的选取测试用例，提高可靠性评估测试的精度。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种面向可靠性评估的软件自适应测试方法，该方法不仅在可靠性评估中充分考虑了不同失效对软件可靠性的影响的不同，而且通过引入反馈和自适应控制的思想，对测试过程进行在线的控制和优化，从而提高可靠性评估的精度。本发明的技术解决方案是一种面向可靠性评估的软件自适应测试方法，其特点在于它包括下列步骤在测试过程中，以面向可靠性评估的软件测试为例，针对软件模型的参数未知，需通过在线估计参数，再利用估计值调整控制器，即采用间接自适应控制方法进行软件测试，形成所谓的软件测试的自适应策略，具体步骤为步骤一针对被测软件的失效严重程度，将其划分为两大类失效关键失效和非关键失效，并对可靠性模型进行如下修改 以考虑不同等级的失效对可靠性的不同影响，并通过权重参数α和β对其影响的差异进行量化描述；其中，式中符号说明如下R为被测软件的可靠性；被测软件的测试用例库被分为了 m个子域，Pi为第i个测试用例子域的选择概率，也即从第i个测试用例子域中选择测试用例的概率名彳和^分别表示从第1个测试用例子域中选择测试用例，测试执行后发生关键(critical)失效与非关键(non_critical)失效的概率；考虑不同等级的失效对可靠性的不同影响，α和β分别为关键失效与非关键失效的权重参数；〈^代表从第i个测试用例子域中选择一个测试用例，测试执行后没有发生失效的概率；步骤二 根据可控马尔可夫链模型，得到以下方程
权利要求
1.一种面向可靠性评估的软件自适应测试方法，其特征在于该方法具体步骤如下步骤一针对被测软件的失效严重程度，将其划分为两大类失效关键失效和非关键失效，并对可靠性模型进行如下修改
全文摘要
一种面向可靠性评估的软件自适应测试方法，它用五大步骤步骤一、根据可控马尔可夫链模型，得到测试过程的控制器方程；步骤二、由控制器方程，在软件测试过程中，每一步选取的测试决策应满足期望目标函数值最小；步骤三、如果被测软件参数已知，就可直接根据上述方式求得测试决策，从而逐步把测试进行下去；步骤四、如果被测软件参数未知，利用自适应测试，在每步测试中通过在线估计系统参数；步骤五、利用估计值求得最优测试决策，逐步把测试进行下去，直到满足测试停止条件。本发明在可靠性评估中充分考虑了不同失效对软件可靠性的影响的不同，通过引入反馈和自适应控制的思想，对测试过程进行在线的控制和优化，从而提高可靠性评估的精度。
文档编号G06F11/36GK102831064SQ20121032333
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者殷蓓蓓, 蔡开元, 吕俊鹏, 胡海, 江昌海 申请人:北京航空航天大学