[01059374]面向属性的CPN建模及On the Fly辅助的测试生成方法研究

1.该项目属于计算机科学技术领域。 2.主要研究内容及发现点： 研究对象为云计算等核心分布式软件系统及其网络相关核心协议和网络软件系统，其所处环境具有动态性、自身实现具有分布性且可能具有不确定性。该项目对于该类系统进行面向交互属性、可扩展属性及安全属性的CPN(Colored Petri net)建模及测试方法研究。在建模方面，针对被测属性进行CPN建模，由此缩小问题的状态空间。在生成测试序列的过程中，给出属性测试覆盖标准，利用On the Fly方法进一步缩小被测属性的CPN的状态空间，并对测试生成算法的有效性进行证明；通过符号执行的方法进行测试数据的选择，仅在需要时，考虑给出实际值，由此减少测试例的数目。研究考虑可观察与可控制性的可执行测试序列的生成方法；研究具有分布式特点的测试例之间的协同方法；进行具有分布式特点的TTCN-3测试套的设计与开发。针对实际的OpenStack、OpenFlow等先进被测，在IPv4、IPv6、IVI的试验环境，检验提出的方法的有效性。 研究目标是针对软件系统的被测属性的CPN建模方法，并对得到的CPN模型利用CPN工具进行模型执行检查，避免建模错误；然后基于CPN工具产生的可达图给出测试序列生成算法并对算法的有效性进行证明，针对各个被测属性给出测试数据选择方法、属性的测试覆盖衡量方法，高效的测试环境构建方法。 解决的关键科学问题及发现点是： (1)对于有CPN模型的被测系统，如何提取被测属性的CPN模型是非常重要的，需要考虑描述被测属性的CPN模型的执行能力。发现点是基于属性建模，直接在建模开始降低建模规模。面向被测属性的测试覆盖如何度量；如何给出优化的测试序列生成算法；对于测试数据选择而言，如何设计与实现基于数据流的符号执行方法。发现点是利用符号执行及On the Fly方法进行测试生成及执行，进一步减少状态搜索空间，动态覆盖测试路径。创新性：通过针对属性、On the Fly、符号执行从多方位降低CPN建模的状态空间及测试生成的冗余度，防止了状态爆炸，使得形式化建模及测试生成方法可以继续用于复杂分布式软件的分析。 (2)项目选择了开源的OpenStack等进行研究，并开发了多个被测系统。通过TTCN-3测试套的部署达到了分布式测试效果。发现点是通过分析并利用新技术实现典型的网络软件系统，辅助属性建模时属性的分析，使得在动态环境下测试更容易执行及回归。 3.科学价值及同行引用评价情况： 研究成果在云计算等核心分布式软件系统及其网络相关核心协议的形式化建模和测试方面有重要的理论意义。研发的软件著作权及测试工具都有很强的实用价值。累计发表学术论文100多篇，得到了国内外同行的普遍认可。2012年至2016年发表科技论文36篇，EI收录12篇，核心期刊11篇。2012年-2016年发表的科技论文被他人引用16次。2012年获得内蒙古自然科学奖三等奖，是内蒙古地区计算机方面首次获得自然科学奖，为内蒙古大学计算机应用技术博士点成为一级博士点做出贡献。完成人指导的学生团队曾多次在全国的各类竞赛中获奖。