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1、华中科技大学 硕士学位论文 COM组件测试用例及测试脚本自动生成方法研究 姓名：王平 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：殷贤亮 20080528 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘 要摘 要 组件和基于组件的软件开发是目前软件工程领域研究的热点。基于组件的开发 方法使得软件系统的开发和维护变得更为简单，并且大大地提高了软件的可复用性 和软件开发效率。但是，采用有问题的组件或者不正确地部署了组件，会给整个软 件系统带来灾难性的后果。 组件通常是由第三方软件厂商直接提供，组件的源代码对于使用者通常不可 见，很多传统的软件测试方法不能直接用于组件测试中。同时，
2、组件和基于组件软 件具有的封装和状态特性也增加了组件和基于组件软件的测试难度。 作为软件测试核心的测试用例和测试脚本的生成方法一直是软件测试领域研究 的重点和热点。组件和基于组件软件的测试用例生成既要充分的运用已有的成熟测 试技术和方法，又要考虑到组 件源代码不可见、封装和状态等特性。组件的状态特性与面向对象技术中对象 的状态特性有一定的相似性，可以通过扩充面向对象的测试方法来测试组件和基于 组件软件。 模态性是类在状态和接受消息上的限制。依据组件的状态特性，在组件中引入 模态性概念，将组件分为非模态组件和模态组件。对具有不同特征的组件进行有针 对性的测试。在组件模态性分析的基础上，分别针对非
3、模态组件和模态组件进行从 测试用例到测试脚本自动生成方法的研究。对于非模态组件，采用边界值和二元组 合测试方法，结合 XML 技术和反射机制来实现测试用例及脚本的自动化生成；而 对于模态组件，除使用非模态组件的测试方法外，还定义了扩展邻接表和扩展约束 对照表来存储状态信息，并结合基于流的测试方法来产生方法序列测试用例及脚 本。在理论研究的基础上开发出 COM 组件测试用例及脚本自动生成子系统，验证 了测试用例及脚本生成方法的有效性。 关键字：关键字：组件测试，测试用例，模态性，方法序列 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract Nowadays, componen
4、t and Component-Based Software Development (CBSD) are gaining substantial interests in the software engineering community. A component-based approach can simplify the design and maintenance of large software systems, and also can increase reusing opportunities and productivity. However, components w
5、ith low-quality or wrong configuration which used in large software systems will bring in many problems, even lead to disasters. Components used to be supplied by a third partner, so the source codes of them are normally not accessible. Then the traditional testing methods cant be used in it directl
6、y. Meanwhile the features of encapsulation and state are also increase the difficulties. As the kernel of testing, testing cases and scripts generating methods are always the emphases and hotspots in this area. Testing of component and CBS should take the most of the traditional testing methods as w
7、ell as consider the features of component itself. Because the trait of state between component and object are alike, object-oriented testing methods can be used in testing component and CBS via some extend. Model is an objects constraints on state and messages which can communicate. Components are d
8、ivided into nonmodal component and modal component via the introduction of model in component, and then it can be tested according to its own features. Based on the modal-feature of component, generating methods from testing cases to testing scripts are introduced respectively. For nonmodal componen
9、ts, boundary values and pair-wise coverage methods are used to generate testing cases automatically, with XML and reflection mechanism; for modal components, extended adjacency table and extended constraint table are defined, combining with stream-based testing methods, which are using to generate t
10、esting sequences, besides the methods used in nonmodal components. Testing Cases of Component Generating System (TCsCGS) is introduced based on the theory discussed above, validating the efficiency of the testing methods. Keyword：component-based software testing，testing cases，modal，methods sequence
11、独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据
12、库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密 。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪 论绪 论 1.1 研究背景和意义研究背景和意义 随着计算机科学与技术的飞速发展，计算机软件、硬件新技术不断涌现，计算 机技术已经成为了各行各业发展的主要动力。随着计算机在国民经济各个行业应用 的广泛和深入，作为计算机不可或缺部分的计算机软件技术，也起着越来越重要的 作用。 随着软件规模的不断扩大，高效率和高
13、质量的软件开发已成为现代软件工程学 研究的热点。基于组件的软件工程（Component-Based Software Engineering，CBSE） 正是为了保证高效、优质地进行软件开发应运而生的技术。由于基于组件的软件系 统是经过测试的、可复用的、可升级的相对独立的单元，因此基于组件的软件系统 在可维护性、可扩展性、可靠性等方面都有很大的提升。采用基于组件的软件构造 方法去构建大型的软件系统已成为开发者一种很好的选择。随着网络技术特别是 Internet 技术、数据库技术以及组件技术自身的快速发展，同时伴随着软件体系结构 的发展如中间件（MiddleWare）技术的兴起，使得基于组件的软
14、件工程技术得 以提升，并快速发展。目前 CORBA(Common Object Request Broker Architecture，公 共对象请求代理体系结构)， COM （Component Object Model， 组件对象模型） /DCOM （分布式 COM）等组件技术在工业界已经得到了广泛的应用。 对于组件化软件来说，组件可靠性如何保证是一个难题。而软件测试正是保证 软件可靠性的必要手段。作为组件软件系统重要组成部分的单个组件的可靠性更是 软件系统可靠性的基础和保证。测试用例及测试脚本的生成是软件测试的核心。在 组件化软件测试技术中，高效的测试用例自动化生成方法是简化测试工作、提
15、高测 试效率、降低测试成本的有效手段和解决问题的关键。但是，由于组件本身固有的 一些特点，如源代码一般不可见（特别是 COTS，component-off-the-shelf） 、分布式 运行、接口调用次序要求等，使得传统的软件测试理论和技术对于新的基于组件技 术构造的软件系统并不完全适用。因此本文提出的组件测试用例及脚本自动生成方 法的研究具有较强的实用价值和学术意义。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 软件测试是计算机软件的重要研究领域之一，近年来在软件测试理念和技术方 面都不断有新的发展。这些新的发展包括软件测试基础理论的发展、新的
16、测试用例 生成方法和新的测试工具的产生等。组件测试类似于单元测试，测试目的是验证组 件是否具有与其说明的功能和功能的正确性，以及能否应用于当前环境下。基于组 件的软件测试类似于集成测试，测试主要目的是验证组件在合成新系统时的正确 性。在基于组件的软件系统愈发引人注目的情况，国内外一些学者对组件和基于组 件的软件测试进行了一定的研究。目前的组件测试研究主要集中在以下几个方面： （1）组件和基于组件软件测试相关问题研究1-4：许多的研究者对组件和组件 软件测试中的相关问题进行了总体的研究。对组件开发和组件测试中存在的问题进 行了分析，提出了相应的组件测试过程2（组件测试计划、组件测试规约、组件测 试执行、组件测试记录和检查组件测试是否完成）和组件软件测试策略2,4，以及每 一个步骤应该进行的相应操作5。 （2）测试框架研究6,7：也有研
