[發明專利]引入測試有效性的軟件可靠性驗證測試方法

有效

• 申請號: 201210130304.0
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102629232A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 李秋英;王健;羅磊;劉力新;朱龍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種引入測試有效性的軟件可靠性驗證測試方法，其特征在于，通過以下步驟實現：

步驟1、區分被測軟件為離散型軟件還是連續型軟件；

步驟2、調入用戶給定的驗證指標，離散型軟件的驗證指標為(p₀，C，r)，連續型軟件的驗證指標為(λ₀，C，r)，其中，p₀為離散型軟件失效概率的指標值，λ₀為連續型軟件失效率的指標值，C為置信度，r為所能容忍的最大失效數；根據能容忍的最大失效數r判斷是無失效情況還是有失效情況：當最大失效數r等于0時，為無失效情況，當最大失效數r大于0時，為有失效情況；

步驟3、利用統計故障注入方法，估計無失效情況下測試有效性的值，或者有失效情況下測試有效性的值，具體包括如下步驟：

步驟3.1、構造軟件缺陷池Θ；

步驟3.2、根據軟件缺陷的統計分布規律，從軟件缺陷池Θ中隨機抽取缺陷，注入到原程序P中，得到一個包含注入缺陷的變異程序P′，通過注入缺陷的方法生成F個變異程序；

步驟3.3、根據測試情況估計測試有效性值：

(1)針對無失效方案情況，利用測試集合T對F個變異程序都進行測試，測試有效性的估計值為：對變異程序P′順序執行T中的測試用例，直到有一個失效產生了，通過追蹤，該失效是由注入P′的缺陷集合F_si中的某個缺陷導致，此時X(F_si)＝1；對變異程序P′順序執行T中的測試用例，但是沒有失效產生，此時X(F_si)＝0；

(2)針對有失效方案情況，利用測試集合T對F個變異程序都進行測試，得到測試有效性的估計值為：對變異程序P′順序執行T中的測試用例，結果發現了k(k≠0)個失效，并且k個失效能追蹤到植入P′的缺陷集合F_si中，當k＞r時，記φ_r+1＝φ_r+1+1，初始變量φ_r+1的值為0；

步驟4、對于離散型軟件，確定測試所需的最小測試用例量N：

在無失效情況下，最小測試用例量取估計值

在有失效情況下，最小測試用例量N為滿足下式中測試用例量n的最小值：

其中，取估計值β(1+r，1+n-r)(p)表示貝塔分布；

對于連續型軟件，確定測試所需的連續執行時間T_a：

在無失效情況下，連續執行時間取估計值

在有失效情況下，連續執行時間T_a為滿足下式中執行時間t的最小值：

其中，取估計值Gamma(1+r，t)(λ)表示伽瑪分布；

步驟5、根據被測軟件特點和可靠性測試要求搭建可靠性測試環境；

步驟6、構造操作剖面，并根據步驟4確定的最小測試用例量N或者連續執行時間T_a，生成相應數量的可靠性測試用例；

步驟7、執行測試用例，并收集失效信息；

步驟8、結合驗證測試方案和實驗結果，得到接收或拒收結論。

2.根據權利要求1所述的一種引入測試有效性的軟件可靠性驗證測試方法，其特征在于，所述的步驟3.2具體包括如下步驟：

步驟3.2.1：確定程序P中的缺陷數的概率分布；

步驟3.2.2：確定需要注入的缺陷數目M_i；

步驟3.2.3：根據缺陷數的概率分布，在軟件缺陷池Θ中，按照統計分布隨機抽樣得到M_i個缺陷；

步驟3.2.4：把隨機抽樣得到的M_i個缺陷，通過人工故障注入技術注入到原程序P中，得到一個變異程序P′；

步驟3.2.5：重復步驟3.2.3和步驟3.2.4，直至生成F個變異程序。

3.根據權利要求2所述的一種引入測試有效性的軟件可靠性驗證測試方法，其特征在于，步驟3.2.1中所述的缺陷數的概率分布從先驗信息中獲得，或遵從現有的基本假設，基本假設包括：服從泊松分布或者指數分布。

4.根據權利要求2所述的一種引入測試有效性的軟件可靠性驗證測試方法，其特征在于，所述的步驟3.2.2需要注入的缺陷數目M_i根據對缺陷數目均值的預計值和步驟3.2.1中設定的缺陷數的概率分布共同確定，當步驟3.2.1中的概率分布為泊松分布時，設定缺陷數目均值的預計值利用Akiyam模型的公式來確定：其中，Loc表示原程序P的源代碼行數；

則步驟3.2.2中需要注入的缺陷數目M_i(i＝1，…，F)的確定方法是：根據缺陷數的概率分布得到概率密度函數為：其中泊松分布的參數生成0-1之間的隨機數序列η₁，η₂，...，η_j，...，滿足的m值就是M_i的一個隨機抽樣值，其中η₀＝1。