X-Machine Testing - X-Machine Testing

The (Stream) X-Machine Testing Metodikasi a to'liq funktsional sinov ga yaqinlashish dasturiy ta'minot va apparat sinovlari^[1] ning kengaytirilishidan foydalanadigan Stream X-Machine hisoblash modeli.^[2] Ushbu metodologiyadan foydalangan holda, sinovdan o'tgan tizimning bajarilishi uning spetsifikatsiyasiga mos keladimi-yo'qligini to'liq aniqlaydigan cheklangan testlar to'plamini aniqlash mumkin. Ushbu maqsadga bo'linish va zabt etish yondashuvi orqali erishiladi, bunda dizaynni takomillashtirish orqali ajralib chiqadi^[3] to'plamiga Oqim X-mashinalari, ular alohida modul sifatida amalga oshiriladi, so'ngra pastdan yuqoriga qarab sinovdan o'tkaziladi. Har bir integratsiya bosqichida sinov usuli sinovdan o'tgan komponentlarning to'g'ri birlashtirilganligini kafolatlaydi.^[4]

Metodika rasmiy ravishda engib chiqadi noaniqlik shuni talab qilish orqali cheklovlar sinov uchun dizayn aniqlashtirish va amalga oshirish jarayonida printsiplarga amal qilinadi. Olingan ko'lamlilik amaliy dasturiy ta'minotni anglatadi^[5] va apparat^[6] yuz minglab davlatlardan va millionlab o'tishlardan iborat tizimlar muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazildi.

Motivatsiya

Ko'p dasturiy ta'minotni sinovdan o'tkazish shunchaki umidvor bo'lib, har qanday nosozlik aniqlanishini aniqlash uchun dasturiy ta'minot tizimini har xil usullardan foydalanishga intiladi. Sinov haqiqatan ham ba'zi nosozliklarni aniqlab berishi mumkin, ammo sinov tugagandan so'ng tizimning to'g'riligiga hech qachon kafolat berolmaydi. Funktsional sinov usullari ushbu vaziyatni yaxshilashga intilib, a rasmiy spetsifikatsiya tizimning mo'ljallangan xatti-harakatlarini tavsiflovchi, unga nisbatan keyinchalik amalga oshirish sinovdan o'tkaziladi (bir xil muvofiqlikni sinash ). Texnik xususiyat foydalanuvchi talablariga va undan keyin tasdiqlanishi mumkin isbotlangan bolmoq izchil va to'liq matematik fikrlash orqali (dizayndagi har qanday mantiqiy kamchiliklarni bartaraf etish). Bajarildi funktsional sinov metodlar spetsifikatsiyadan muntazam ravishda foydalanib, joriy etilgan dasturiy ta'minot tizimini ishlatadigan test to'plamlarini yaratadi to'liq, spetsifikatsiyaga muvofiqligini aniqlash uchun. Jumladan:

• To'liq ijobiy sinov: tizimda barcha kerakli xatti-harakatlar mavjudligini tasdiqlaydi;
• To'liq salbiy sinov: tizimda hech qanday kutilmagan xatti-harakatlar mavjud emasligini tasdiqlaydi.

Ushbu sinov darajasiga erishish qiyin bo'lishi mumkin, chunki dasturiy ta'minot tizimlari o'ta murakkab, yuz minglab holatlar va millionlab o'tishlar bilan ta'minlangan. Shaxsiy echimini topadigan qismlarga ajratish va sinov muammosini buzish usuli kerak.

Miqyoslanadigan, mavhum xususiyatlar

Mayk Xolkom birinchi bo'lib foydalanishni taklif qildi Samuel Eilenberg nazariy X-apparati 1980 yillarning oxirlarida dasturiy ta'minotni spetsifikatsiyasi uchun asos bo'lgan model.^[7]Buning sababi shundaki, model oqim oqimi tizimining qayta ishlash tizim tomonidan amalga oshiriladi. Muayyan mavhumlik darajasida tizim oddiy deb qaralishi mumkin cheklangan davlat mashinasi bir nechta holat va o'tishlardan iborat. Keyinchalik murakkab ishlov berish ishlov berish funktsiyalari asosiy ma'lumotlar turini o'zgartiradigan o'tishlarda X. Keyinchalik, har bir ishlov berish funktsiyasi alohida ta'sir qilishi va boshqasi bilan tavsiflanishi mumkin X-apparati, ushbu tizim ishining xatti-harakatlarini modellashtirish.

Bu bo'linish va zabt etish yondashuvini qo'llab-quvvatlaydi, unda avval tizimning umumiy arxitekturasi, so'ngra har bir asosiy tizim operatsiyasi, so'ngra pastki dasturlar va boshqalar belgilanadi. Har bir bosqichda har bir qatlam mustaqilligi tufayli murakkablik darajasi boshqarilishi mumkin. Xususan, dasturiy ta'minot muhandislari uchun oddiy narsani tasdiqlash oson cheklangan davlat mashinalari foydalanuvchi talablariga qarshi.

Ko'proq sinovdan o'tkaziladigan texnik xususiyatlar

Gilbert Laycock dastlab ma'lum bir turni taklif qildi X-apparati, Stream X-Machine, sinov usuli uchun asos sifatida.^[2] Ushbu variantning afzalligi sinovlarni boshqarish usuli edi. A Stream X-Machine, ma'lumotlar asosiy turi ma'lum bir shaklga ega: X = Chiqdi* × Mem × Yilda*, qaerda Yilda* kirish oqimi, Chiqdi* - bu chiqish oqimi va Mem ichki xotira. A-ning o'tishlari Stream X-Machine φ shaklidagi ishlov berish funktsiyalari bilan etiketlanadi: Mem × Yilda → Chiqdi × Mem, ya'ni ular kirish oqimidan bitta kirishni iste'mol qiladilar, ehtimol xotirani o'zgartiradilar va chiqish oqimida bitta chiqishni hosil qiladilar (qarang bog'liq maqola batafsil ma'lumot uchun).

Sinovning afzalliklari shundaki, shu tarzda ishlab chiqilgan dasturiy ta'minot tizimlari kuzatiladigan har bir qadamda. Har bir kirish uchun mashina bir qadam tashlaydi, natijada kirish / chiqish juftlari to'liq mos kelishi mumkin. Bu tizim boshqa yondashuvlarga ziddir yakuniga qadar ishlaydi (bir necha qadamlarni tashlash) har qanday kuzatuvdan oldin. Bundan tashqari, qatlamli Oqim X-mashinalari qulay abstraktsiyani taklif eting. Har bir darajada, sinovchi mumkin unut ishlov berish funktsiyalari tafsilotlari haqida va (pastki) tizimni oddiy deb hisoblang cheklangan davlat mashinasi. Chowning W-usuli kabi cheklangan holat spetsifikatsiyalariga mos keladigan tizimlarni sinash uchun kuchli usullar mavjud.^[8]

Spetsifikatsiya usuli

(Stream) X-Machine metodologiyasiga rioya qilgan holda, birinchi bosqich ishlov beriladigan ma'lumotlarning har xil turlarini aniqlashdan iborat. Masalan, matn protsessori asosiy turlardan foydalanadi Belgilar (klaviatura kiritish), Lavozim (sichqoncha kursori holati) va Buyruq (sichqoncha yoki menyu buyrug'i). Kabi boshqa tuzilgan turlari bo'lishi mumkin Matn ::= Belgilar* (belgilar ketma-ketligi), Tanlash ::= Lavozim × Lavozim (tanlovning boshi va oxiri) va Hujjat ::= Matn × Tanlash × Mantiqiy (matn, mumkin bo'lgan tanlov va hujjat o'zgartirilgan bo'lsa signal beruvchi bayroq).

Yuqori darajadagi spetsifikatsiya

Yuqori darajadagi spetsifikatsiya a Stream X-Machine foydalanuvchining tizim bilan asosiy o'zaro ta'sirini tavsiflovchi. Masalan, matn protsessori bir qator holatlarda mavjud bo'lib, ularda klaviatura bosish va buyruqlar turli xil ta'sirga ega bo'ladi. Faraz qilaylik, ushbu matn protsessori shtatlarda mavjud {Yozish, Tanlash, Fayl berish, Tahrirlash}. Matn protsessori bosh harfda boshlanishini kutmoqdamiz Yozish holatiga, lekin ga o'tish uchun Tanlash agar sichqon bo'lsa, uni ko'rsating sudrab bordiyoki smenali kalit ushlab turiladi. Tanlov o'rnatilgandan so'ng, ga qaytishi kerak Yozish davlat. Xuddi shunday, agar menyu opsiyasi tanlansa, bu kirishi kerak Tahrirlash yoki Fayl berish davlat. Ushbu holatlarda ba'zi bir klaviatura bosish turli ma'nolarga ega bo'lishi mumkin. So'z protsessori oxiriga qaytadi Yozish har qanday menyu buyrug'i tugagandan so'ng. Ushbu holat mashinasi holatni o'zgartirishga olib keladigan turli harakatlar bilan norasmiy ravishda ishlab chiqilgan va etiketlangan.

Endi yuqori darajadagi mashina uchun kirish, xotira va chiqish turlari rasmiylashtirildi. Oddiy matn protsessorining xotira turi tip deylik Hujjat yuqorida tavsiflangan. Bunda hujjat matn satri sifatida ko'rib chiqiladi va ikkita pozitsiya mumkin bo'lgan tanlovni belgilaydi va oxirgisidan beri modifikatsiyani ko'rsatadigan bayroq saqlash- buyruq. Keyinchalik murakkab matn protsessori hujjatning ketma-ketligi bilan qaytarib bo'lmaydigan tahrirni qo'llab-quvvatlashi mumkin: Hujjat ::= (Matn × Tanlash) *, ular har safar bitta hujjatga yig'ilib qolishadi saqlash- buyruq bajariladi.

Mashinaning kirish turi quyidagicha: Yilda ::= Buyruq × Belgilar × Lavozim. Bu har qanday o'zaro ta'sir oddiy belgi qo'shish, menyu buyrug'i yoki kursorni joylashtirish bo'lishi mumkinligini tan oladi. Har qanday berilgan shovqin 3-kanalli bo'ladi, lekin ba'zi joylar bo'sh bo'lishi mumkin. Masalan, (Kiritmoq, 'a', ε) 'a' belgisini yozishni anglatadi; esa (Lavozim, ε, 32) kursorni 32 va 33 belgilar orasida joylashtirishni anglatadi; va (Tanlang, ε, 32) kursorning joriy holati bilan 32 va 33 belgilar orasidagi joyni tanlashni anglatadi.

Mashina uchun chiqish turi ishlab chiqarilgan mahsulotdan aniqlash mumkin bo'ladigan tarzda ishlab chiqilgan qaysi ishlov berish funktsiyasi berilgan ma'lumotga javoban bajarildi. Bu xususiyatiga tegishli chiqishning ajralib turishi, quyida tavsiflangan.

Past darajadagi spetsifikatsiya

Agar tizim murakkab bo'lsa, unda u bir nechta tizimga ajralishi mumkin Oqim X-mashinalari. Tozalashning eng keng tarqalgan turi bu har bir asosiy ishlov berish funktsiyasini (yuqori darajadagi mashinada yorliq bo'lgan) olish va ularni alohida-alohida ko'rib chiqishdir. Oqim X-mashinalari.^[3] Bunday holda, past darajadagi mashinalar uchun kirish, xotira va chiqish turlari yuqori darajadagi mashinalar uchun belgilanganlardan farq qiladi. Yoki, bu yuqori darajada ishlatilgan ma'lumotlar to'plamining kengayishi sifatida qabul qilinadi yoki yuqori darajadagi ko'proq mavhum ma'lumotlar to'plamlaridan quyi darajadagi batafsil ma'lumotlar to'plamlariga tarjima mavjud. Masalan, buyruq Tanlang yuqori darajada uchta hodisaga bo'linishi mumkin edi: Sichqoncha, Sichqoncha harakati, SichqonchaUp pastki darajada.

Ipate va Holcombe, shu jumladan, bir nechta takomillashtirish turlarini eslatib o'tadilar funktsional takomillashtirish, unda ishlov berish funktsiyalarining harakati batafsilroq ishlab chiqilgan va davlatni takomillashtirish, unda oddiy holat-kosmik yanada murakkab holat-kosmosga bo'linadi.^[1] Ipate ushbu ikki turdagi takomillashtirishni oxir-oqibat teng bo'lishini isbotlaydi^[9]

Tizimlar, aks holda, dizayner amalga oshirish muhiti tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan ibtidoiy operatsiyalarga ishonishga tayyor bo'lgan darajaga qadar belgilanadi. Shuningdek, kichik birliklarni boshqa sinov usullari bilan to'liq sinab ko'rish mumkin.

Sinov uchun dizayn shartlari

(Stream) X-Machine metodologiyasi dizaynerdan ma'lum bir narsalarga rioya qilishni talab qiladi sinov uchun dizayn shartlar. Bularni qondirish odatda qiyin emas. Har biriga Stream X-Machine spetsifikatsiyada biz quyidagilarni olishimiz kerak:

• Minimal spetsifikatsiya: Spetsifikatsiya a bo'lishi kerak minimal cheklangan davlat mashinasi. Bu shuni anglatadiki, davlat mashinasida ortiqcha holatlar bo'lmasligi kerak, ya'ni kuzatiladigan o'tish xatti-harakatlari boshqa holatlar bilan bir xil bo'lgan holatlar.
• Deterministik spetsifikatsiya: Mashinaning har bir holati uchun eng ko'p ishlov berish funktsiyalari φ bo'lishi kerak yoqilgan joriy xotira va keyingi kirish qiymati uchun. Bu sinovdan o'tishi kerak bo'lgan xatti-harakatlarning oldindan taxmin qilinishini ta'minlaydi.
• Sinovning to'liqligi: Har bir ishlov berish funktsiyasi memory barcha xotira holatlariga nisbatan kamida bitta kirish uchun bajarilishi kerak. Bu hech qanday blokirovkaning yo'qligini ta'minlaydi, bu erda mashinani xotiraning hozirgi holati to'sib qo'yadi. Sinovlarning to'liqligini ta'minlash uchun funktsiya sohasi φ maxsus bilan kengaytirilishi mumkin sinov yozuvlari faqat sinov paytida ishlatiladi.
• Chiqarishni farqlash qobiliyati: Barcha xotira kiritish juftliklari uchun qaysi ishlov berish funktsiyasini faqat uning chiqish qiymatidan ajratish mumkin bo'lishi kerak. Bu holat davlat mashinasini ishlov berish funktsiyalaridan ajratib olishni ta'minlaydi. Chiqarishning farqlanishini ta'minlash uchun kodomain funktsiya φ maxsus bilan kengaytirilishi mumkin sinov natijalari faqat sinov paytida tegishli bo'lgan.

Minimal mashina - bu ba'zi bir xatti-harakatlar uchun eng kam holatlar va o'tishlarga ega bo'lgan mashinadir. Spetsifikatsiyani minimal darajada ushlab turish shunchaki test to'plamlari imkon qadar kichik bo'lishini ta'minlaydi. Oldindan taxmin qilinadigan tizimlar uchun deterministik mashina talab qilinadi. Aks holda, amalga oshirish qaysi o'tish jarayoni amalga oshirilishini o'zboshimchalik bilan tanlashi mumkin. So'nggi paytlarda olib borilgan ba'zi bir ishlar, deterministik bo'lmagan mashinalarni sinovdan o'tkazish uchun bu taxminni yumshatdi.^[10]

Amalga oshiriladigan vaqt ichida sinovdan o'tkazilishini ta'minlash uchun sinovlarning to'liqligi kerak. Masalan, agar tizim faqat xotira ma'lum bir cheklov qiymatiga yetgandan keyingina kiritiladigan uzoq yoki erishish qiyin bo'lgan holatlarga ega bo'lsa, unda xotirani chetlab o'tishga imkon beradigan maxsus sinov yozuvlari qo'shilishi kerak, bu esa davlat mashinasini uzoqlarga majbur qiladi. davlat. Bu sinov paytida barcha (mavhum) holatlarni tezda qoplashga imkon beradi. Chiqarishni farqlash qobiliyati bu o'lchovli sinov usulini qo'llab-quvvatlovchi asosiy xususiyatdir. Bu sinovchiga ishlov berish funktsiyalarini φ oddiy yorliqlar sifatida ko'rib chiqishga imkon beradi, ularning batafsil xatti-harakatlari xavfsiz tarzda e'tiborsiz qoldirilishi mumkin, keyingi integratsiya qatlamining holat mashinasini sinab ko'rish paytida. Noyob natijalar guvohlarning qadriyatlari bo'lib, ular ma'lum bir funktsiyani bajarilishini kafolatlaydi.

Sinov usuli

(Stream) X-Machine Testing usuli ikkala dizayn va amalga oshirishni (to'plam) Oqim X-mashinalari. Tegishli mashinalarning har bir jufti uchun (Spec, Imp), testning maqsadi - xatti-harakatlarini aniqlash Imp, amalga oshirish mashinasi, xatti-harakatlariga to'liq mos keladi Spec, spetsifikatsiya mashinasi. Yozib oling Imp minimal mashina bo'lmasligi kerak - undan ko'ra ko'proq holat va o'tishlarga ega bo'lishi mumkin Spec va hanuzgacha xuddi shunday yo'l tutish.

Barcha xatti-harakatlarni sinab ko'rish uchun mashinani uning barcha holatlariga haydash kerak, so'ngra barcha o'tishlarga (muvaffaqiyatga erishish kerak va to'sib qo'yilganlarga) to'liq erishish uchun harakat qilish kerak. ijobiy va salbiy sinov (yuqoriga qarang). Muvaffaqiyatli o'tish uchun, manzil holati ham tekshirilishi kerak. E'tibor bering, agar Spec va Imp bir xil holatga ega, yuqorida maqsadga erishishning eng kichik test to'plami tasvirlangan. Agar Imp ga qaraganda ko'proq holat va o'tishlarga ega Spec, buni kafolatlash uchun ko'proq sinov ketma-ketliklari zarur ortiqcha davlatlar Imp kutilganidek o'zini tutish.

Barcha shtatlarni sinovdan o'tkazish

Sinovlarni ishlab chiqarish strategiyasining asosi Tsun S. Chovning cheklangan holatdagi avtomatlarni sinash uchun W-usuli,^[8] ortiqcha dasturlarning sinovini qo'llab-quvvatlaganligi sababli tanlangan. Chou usuli oddiy deb hisoblaydi cheklangan davlat mashinalari kuzatiladigan kirish va chiqish bilan, lekin to'g'ridan-to'g'ri kuzatiladigan holatlar yo'q. Chou rasmiyligini xaritalash uchun funktsiyalar φ_men ning o'tishlari to'g'risida Oqim X-mashinalari oddiygina yorliqlar (kirish so'zlari bilan aytganda, Chow so'zlari bilan) sifatida ko'rib chiqiladi va farqlovchi natijalar to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi. (Keyinchalik, haqiqiy kirish va xotiradan xaritalash (mem, yilda) har bir function funktsiyasini ishga tushirish uchun tanlanadi, uning domeniga ko'ra).

In aniq holatlarni aniqlash Imp, Chow a ni tanlaydi xarakteristikalar to'plami, V, har bir holatni o'ziga xos tarzda tavsiflovchi testlar ketma-ketligining eng kichik to'plami Spec. Ya'ni, ma'lum bir holatda boshlashda, ketma-ketliklarini bajarishda V boshqa har qanday holatda boshlash bilan taqqoslaganda kamida bitta kuzatiladigan farqni berishi kerak.

Kutilgan har bir davlatga erishish uchun Spec, sinov qurilmasi davlat qopqog'i, C, har bir holatga etib boradigan testlar ketma-ketligining eng kichik to'plami. Buni birinchi kenglikdagi avtomatik kashfiyot yordamida qurish mumkin Spec. Barcha holatlarni minimal darajasida tasdiqlaydigan test to'plami Imp keyin: ${ displaystyle C otimes W}$, qayerda ${ displaystyle otimes}$ belgisini bildiradi birlashtirilgan mahsulot ikki to'plamdan. Masalan, agar C = {⟨a⟩, ⟨b⟩} Va V = {⟨v⟩, ⟨d⟩}, Keyin ${ displaystyle C otimes W = { langle ac rangle, langle ad rangle, langle bc rangle, langle bd rangle }}$.

Barcha o'tishlarni sinab ko'rish

Yuqoridagi test to'plami minimal yoki yo'qligini aniqlaydi Imp bilan bir xil holatlarga ega Spec. Minimal yoki yo'qligini aniqlash uchun Imp kabi bir xil o'tish xatti-harakatlariga ega Spec, sinov qurilmasi o'tish qopqog'i, K. Bu har bir holatga etib boradigan va keyinchalik ushbu holatdan bir marta mumkin bo'lgan o'tishni sinab ko'radigan testlarning eng kichik ketma-ketligi. Endi kirish alifbosi every ning har bir funktsiyasidan iborat (yorliqlari). Φ dan tanlangan bitta funktsiyadan iborat uzunlik-1 sinov ketma-ketliklari to'plamini tuzamiz va buni call deb ataymiz₁. O'tish qopqog'i quyidagicha aniqlanadi ${ displaystyle K: = C kubok C otimes Phi _ {1}}$.

Bu har bir shtatdan mumkin bo'lgan har qanday o'tishga harakat qiladi. Muvaffaqiyatli bo'lganlar uchun biz maqsadlarni tasdiqlashimiz kerak. Shunday qilib, eng kichik test to'plami T₁ bu minimal harakatni to'liq tasdiqlaydi Imp tomonidan berilgan: ${ displaystyle T_ {1} :: = C otimes W cup C otimes Phi _ {1} otimes W}$. Ushbu formulani quyidagicha o'zgartirish mumkin:

${ displaystyle T_ {1} :: = C otimes chap ( Phi _ {0} cup Phi _ {1} right) otimes W}$,

qaerda Φ₀ bu bo'sh ketma-ketlikni o'z ichiga olgan to'plam {⟨⟩}.

Agar Imp ga qaraganda ko'proq shtatlarga ega Spec, yuqoridagi test to'plami takrorlangan holatlarning muvofiq harakatlarini kafolatlash uchun etarli bo'lmasligi mumkin Imp. Shunday qilib, barcha funktsiyalar juftlaridan tashkil topgan uzunroq sinov ketma-ketliklari to'plamlari tanlanadi₂, funktsiyalarning barcha uch baravarligi Φ₃ ba'zi bir chegaralarga qadar Φ_k, sinovchi bunga rozi bo'lganda Imp takrorlanadigan holatlar zanjirini o'z ichiga olmaydi k-1. Yakuniy test formulasi quyidagicha berilgan:

${ displaystyle T _ { mathrm {k}} :: = C otimes chap ( Phi _ {0} cup Phi _ {1} ldots cup Phi _ { mathrm {k}} o'ng ) otimes W}$.

Ushbu test to'plami minimal bo'lmagan harakatlarni to'liq tasdiqlaydi Imp takrorlanadigan davlatlar zanjirlari bundan ortiq bo'lmasligi kutilmoqda k-1. Amaliy maqsadlarning ko'pi uchun k= 2, yoki k= 3 juda to'liq bo'lib, haqiqatan ham yomon amalga oshirishda davlat bilan bog'liq barcha xatolarni ochib beradi.

Ilovalar

Ushbu bo'lim bo'sh. Siz yordam berishingiz mumkin unga qo'shilish. (2010 yil iyul)

Adabiyotlar