基于缺陷模式的軟件測試技術研究.pdf

1、隨著信息技術的發(fā)展，軟件的規(guī)模不斷擴大，如何保證和提高軟件質量成為軟件界最為關心的問題之一。由于軟件危機的頻頻出現，使得軟件測試的地位得到了前所未有的提高。
　　 基于缺陷模式的軟件測試是近些年發(fā)展起來的一種程序源代碼靜態(tài)分析技術，主要用于自動或者半自動的軟件缺陷檢測及預防，此類缺陷檢測工具由于效率高和使用簡單等特點在高可信軟件測試中得到了廣泛應用。所謂的缺陷模式，是指程序中經常發(fā)生的錯誤或缺陷所呈現出的特定規(guī)律。缺陷模式通常由

2、具有領域程序設計經驗的人或者測試人員總結出來?；谌毕菽Ｊ降能浖y試作為傳統(tǒng)軟件測試的一種有力補充技術，其主要的優(yōu)勢在于：1）針對性強，不會有像白盒測試和黑盒測試那樣的不確定性；2）可以檢測出一些“小概率”的缺陷，例如存儲器泄漏缺陷、空指針引用缺陷等。
　　 本文在國家“863”計劃“軟件的故障模型與面向故障的軟件測試系統(tǒng)”及“863”重點項目“支持軟件可信性分析和評估的生產線”的支持下，以缺陷模式檢測中所涉及到的若干靜態(tài)分析技

3、術為研究核心，著重討論了缺陷模式的分類及缺陷檢測模型、程序變量值范圍分析方法以及基于數據流的路徑敏感檢測方法。論文的主要工作包括以下內容：
　　 （1）本文以缺陷產生后果的嚴重性高低為評判標準，從程序的源代碼形式著眼，將軟件的缺陷模式分為四大類：故障模式、安全漏洞模式、疑問代碼模式及規(guī)則模式。提出了一種缺陷模式檢測的統(tǒng)一模型，其中提高精度和自動測試是其中的核心部分。該測試模型中，缺陷模式數據庫與缺陷模式檢測相分離，缺陷模式統(tǒng)一描

4、述，具有可定制和可配置的優(yōu)點；各缺陷模式狀態(tài)機獨立存在，可以并行高效分析多種缺陷模式。
　　 （2）本文基于抽象解釋理論框架，擴展了經典的區(qū)間抽象，提出了一種擴展區(qū)間的方法來表示變量的值范圍信息。針對不同的變量類型，首次提出了數值型變量的區(qū)間集表示和基本運算方法，定義了布爾型區(qū)間代數和引用型區(qū)間代數；定義了條件表達式中區(qū)間消減運算和邏輯運算；首次提出了變量取值的可能集和必然集及其在不同表達式中的計算方法。在此基礎之上，提出了一個

5、統(tǒng)一的過程內和過程間值范圍分析算法，使用函數摘要來計算過程調用對程序上下文狀態(tài)的影響。該算法可以直接檢測出程序中的大部分矛盾語句節(jié)點及不可達路徑；基于此的缺陷檢測工具在實際測試中能較好地減少誤報，提高檢測效率。
　　 （3）本文提出了一種基于數據流的路徑敏感檢測方法來檢測軟件中的缺陷模式，該方法以擴展區(qū)間表示的值范圍作為屬性狀態(tài)條件，通過在控制流匯合節(jié)點上對相同屬性狀態(tài)的屬性狀態(tài)條件進行合并來降低計算復雜度，其時間復雜度為多項式