[发明专利]一种基于表观遗传的测试用例约束控制技术的构建方法

说明书

本发明提供一种基于表观遗传的测试用例约束控制技术的构建方法，步骤如下：1、给定适应度函数、基因编码方式、约束控制规则；2、参数初始化：设置种群规模、进化代数、终止适应度函数值；3、种群初始化：随机生成初始种群；4、进化终止判断；5、基于表观遗传的约束调控：根据约束控制规则实施约束甲基化或约束乙酰化；6、个体选择；7、完成种群的表观遗传进化；8、输出测试用例集。通过上述步骤，可以完成对基于表观遗传的测试用例约束控制技术的构建。本发明可以帮助软件测试人员设计更加符合软件实际运行情况的测试用例，发现更多软件错误，提高软件测试的质量。

技术领域

本发明提供一种基于表观遗传的测试用例约束控制技术的构建方法，它涉及一种基于表观遗传的测试用例约束控制技术的实现，属于软件可靠性、软件测试领域。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，软件的功能在变得越来越强大的同时，其规模和复杂度也急剧增大。为减小软件故障并提升其可靠性，在软件正式发布之前进行软件测试，发现软件故障并排除故障成为一件必须的工作。软件测试的核心问题之一就是测试用例的生成，在某种程度上测试用例的质量决定了软件测试的质量。软件运行在不同的环境中时，会表现出不同的运行稳定性，如何在设计测试用例的时候充分考虑到实际运行条件下的各种约束成为软件测试的一个重要问题。同时，各种约束应该是可控的，要能根据实际情况在设计测试用例时对约束进行调控，比如约束的开启/关闭以及增强/减弱。与此同时，由于现代软件庞大的规模，传统的测试方法由于费时费力，成本居高不下，实现测试自动化成为降低成本的重要方法。测试用例的自动生成以及自动执行是测试自动化的主要内容，当前实践较为成功的测试用例自动生成方法就是模拟生物学中的各种自然进化过程以寻求覆盖率达标的测试用例集，这方面的应用最为广泛和成熟的是遗传学理论。

经典遗传学理论(Genetics)认为DNA序列决定了生物的表型，表观遗传学(Epigenetics)的概念基于遗传学而来，它是指由非DNA变异而改变表型的“可遗传”的现象，其定义是：DNA序列没有变异的情况下能稳定遗传的表型变化。这里的表型(Phenotype)又称性状，是指一个生物体或细胞可以观察到的性状或特征，是特定的基因型与环境相互作用的结果。表观遗传的调节机制有DNA修饰、组蛋白修饰、非编码RNA调控、染色质重塑以及核小体定位等。DNA甲基化是一种天然的DNA修饰方式，也是目前研究最为充分的表观遗传修饰形式，DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响蛋白质与DNA的相互作用，甲基化达到一定程度时会使许多蛋白质因子赖以结合的原件缩入大沟而不利于转录的起始，导致基因失活。同时，不同位点的甲基化对于基因的表达可以起到抑制或者促进的作用。组蛋白乙酰化修饰可以通过电荷中和的方式削弱组蛋白-DNA或核小体-核小体的相互作用，或引起构象的变化，破坏稳定的核小体结构。乙酰化修饰后的组蛋白也可以募集其他相关因子进入到一个基因位点，影响转录。简言之，甲基化和乙酰化都可以控制基因表达，在不改变基因序列的情况下产生能稳定遗传的表型变化。

软件在运行时，由于复杂的运行环境，可能会面临着各种的约束，进而导致各种软件故障。导致软件发生故障的因素有很多，可能是软件本身时序、调度、共享内存保护、中断处理等约束，也可能是硬件环境约束，甚至一些外部的干扰信号有时也会对软件的处理逻辑和接口信息造成偶发故障。在进行软件测试时，这些内外部约束也应该被考虑到测试用例的设计中去，其中，这些约束的开启/关闭、增强/减弱以及遗传/非遗传(约束在测试用例的自动生成中连续存在视为遗传)的控制是应该重点解决的问题。而当前的较为成熟的测试用例自动生成方法重在生成的测试用例集的覆盖率的提升，对于各种约束及这些约束间的依赖关系并未考虑到测试用例的设计中去。针对这一状况，我们将提出一种基于表观遗传的测试用例约束控制技术的构建方法，在这项技术中，我们借鉴表观遗传理论，在测试时不改变程序本身，对各种约束进行表观遗传调控。我们提供一种类似于甲基化和乙酰化的基因修饰机制，进行约束(基因)调控，对约束进行包括开关、增强/减弱、遗传/非遗传等调控操作。相较于DNA，表观遗传范畴的可遗传信息更易受环境的影响，更容易发生动态、可逆的变化，因此更加适合约束的进化控制。使用这一技术可以充分利用已有的表观遗传学知识，生成更加符合实际使用情况的软件测试用例，提高测试的质量。