[发明专利]一种构建软件失效区域模式的方法及系统

说明书

本发明公开了一种构建软件失效区域模式的方法及系统，实现对程序错误的定位，提高软件测试技术性能，包括：步骤1，根据软件系统的输入域，采用高效的ART算法群，获取软件中存在的第一个失效点，即能够使程序异常输出的输入；步骤2，根据第一个失效点，在有限的测试资源下，陆续获得其他的失效区域点；步骤3，利用之前已存在的失效点集合，获得更多的失效区域信息，用于构建失效区域模式。步骤4，采用多维凸包算法，针对步骤2或者步骤3获得的失效点集合，确定失效区域的面积，采用线性规划的方法，确定失效区域的范围，明确失效区域的类型，生成失效区域信息文件。本发明在软件测试中节省成本，填补了获取软件失效区域领域的空白。

技术领域

本发明属于软件测试领域，涉及一种构建软件失效区域模式的方法，明确软件失效 区域范围，实现失效区域定位。在明确失效区域模式的情况下，有针对性的选择合适的测试技术，从而提高测试技术的效能。

背景技术

随着软件工程技术的大力发展，如何确保软件产品质量吸引了越来越多人的注意， 而软件测试无疑成为了确保软件质量的重要环节，软件测试主要分为“白盒测试”和“黑 盒测试”，而其中针对“黑盒测试”，科研人员提出了很多有效的方法，但是，研究发现，软件测试技术的效能受软件失效区域模式的影响，为此，科研人员针对软件失效区域模 式进行了很多的研究。

该领域的开创性工作是White和Cohen(1980)所开展的，他们在数值类型的程序上分析了某些类型的程序错误，他们发现，谓词中的某些错误会导致程序采用不正确的 计算路径(成为域错误)。这会导致相邻的区域成为失效区域，随后，White和Cohen 提出了用于检测这类错误的系统技术。

更多的实证研究得出了类似的结论：软件故障会导致出现连续的失效区域趋势。其 中Amman和Knight(1998)分析了一些样本数值程序，从而确定引起软件的故障分布， 而更加全面的研究是由Bishop(1993)开展的，他研究了用于控制核反应堆的故障程序， 他发现：几乎所有的“缺陷”都是“blob”故障——也就是说，故障产生的区域几乎是连续 性的。

同样的，Chan等人(1996)发现了在基于数值类型的软件中某些常见类型的错误会出现典型的分布，他们称之为失效模式，他们对这三种模式进行了分类：(i)块模式， 其中故障形成局部紧凑且连续的区域，如图a；(ii)条状模式，类似于White和Cohen 提出的域错误，条状模式是连续的，但是它在某一个或者多个维度上拉长，如图b；(iii) 点模式，其中失效点在输入域中以离散点的形式分布，如图c。Chan等人认为条状和块 状比点状更为常见。

例子1显示了一个由伪代码的示例程序，其中包含了块状故障模式：

实例1

实例2展示了条状的失效故障模式：

实例2

实例3展示了点状失效模式：

实例3

同时研究者发现，软件测试技术的效能受失效模式类型的影响，同时针对块状和条 状模式，提出了高效的ART(自适应随机测试)方法，但是ART算法针对块状和条状 的失效模式效果显著，针对点状模式，性能较差。同时在无法了解程序内部代码的情况 下，如何获取失效区域的范围也是一个难点。所以，为了更好的将软件测试技术的用途 发挥最佳，为了实现软件错误的定位，本发明提出的方法就具有了重要意义。

发明内容

为了能够更好的提高软件测试技术效能，实现软件错误快速定位，本发明提出了一 种构建软件失效区域模式的方法。另外。针对该方法设计了仿真工具，验证了所提方法的有效性。本发明的技术方案包括如下步骤：