[发明专利]一种基于子系统和数据恢复的Simulink测试方法

说明书

本发明公开了一种基于子系统和数据恢复的Simulink测试方法，包括：采用随机生成方式生成测试用例，建立测试用例集，收集用于扩大测试用例集的被测试软件的第三方使用案例；对测试用例集中的所有测试用例进行预处理操作，对运行的测试用例进行基突变；创建一个存储测试用例集内每个测试用例中所有模块类型前后连接关系的数据库；采用蒙特卡罗马尔科夫链方式抽样选取测试集中的测试用例，将抽到的测试用例命名为原始测试用例；复制原始测试用例生成新测试用例并命名为变体测试用例，并对变体测试用例进行变异操作；对原始测试用例和生成的变体测试用例进行基于等效模输入的差分测试，同时记录出现错误的软件。

技术领域

本发明涉及软件测试领域，尤其涉及一种基于子系统和数据恢复的 Simulink测试方法。

背景技术

信息物理系统开发软件被广泛应用到航空航天、汽车制造、生命健康等核心领域。为确保软件能够满足其预期的功能和质量要求，必须对其进行全面测试。大部分软件没有完整规范的编程建模语言规则，可用的工具源码，并且进行测试需要测试人员具有一定程度的相关知识和能力，传统的测试方法难以满足上述要求。最新的解决方法是采用基于等效模输入的新模型生成方案执行少量程序修改，以快速生成等效的不同模型，基于等效模输入的变异还可以通过比较两个相同配置的编译器执行导致的编译器错误。另外还存在一些研究，使用长短期记忆网络进行随机多样变体模型的生成用于软件测试。

在当前软件测试领域，最好的软件测试方法是采用了基于等效模输入的方式进行测试，采用对测试用例模型收集到的各个模块执行覆盖信息标识程序运行中逻辑上不执行的模块，并对逻辑上不执行的模块区域有针对的进行突变，对原始模型要求较高，需要大量采用成熟的随机软件模型生成方法进行随机生成的模型中筛选出符合等效模输入要求规范的小部分模型，模型的利用率较低，同时只能针对有限的具有控制逻辑的块进行操作，对模型具体的操作块要求高，且变体模型生成方式单一，生成变体的模型差异性有限

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于子系统和数据恢复的Simulink测试方法，具体包括如下步骤：

采用随机生成方式生成测试用例，建立测试用例集，收集用于扩大测试用例集的被测试软件的第三方使用案例；

对测试用例集中的所有测试用例进行预处理操作，对运行的测试用例进行基突变；

创建一个存储测试用例集内每个测试用例中所有模块类型前后连接关系的数据库；

采用蒙特卡罗马尔科夫链方式抽样选取测试集中的测试用例，将抽到的测试用例命名为原始测试用例；

复制原始测试用例生成新测试用例并命名为变体测试用例，并对变体测试用例进行变异操作；

对原始测试用例和生成的变体测试用例进行基于等效模输入的差分测试，同时记录出现错误的软件。

进一步的，对测试用例进行预处理操作时：逐个运行测试用例，收集测试用例中每个模块的执行覆盖信息并计算覆盖率百分比，将百分比为0的模块定义为死模块，将百分比大于0的模块定义为活模块。

进一步的，变异操作包括如下方式：

在变体测试用例中随机选择一个模块，在模块前后随机加入子系统模块，在加入的子系统模块中以分叉树的形式随机加入首尾相连的新模块；

在变体测试用例中随机选择一个模块，在被选择模块前后随机加入一对可编程模块，在可编程模块中编写实现数据恢复的代码，在两个可编程模块中间随机加入首尾相连的新模块；

在变体测试用例中随机选择一个模块，在被选择的模块前后随机加入一对可编程模块，在可编程模块中编写实现数据恢复的代码，在两个可编程模块中间随机加入首尾相连的新模块或子系统，如果生成的是子系统，则在加入的子系统中以分叉树的形式随机加入首尾相连的新模块。