Web應(yīng)用的驗證與測試方法研究.pdf

1、Internet的普及以及分布式計算、基于構(gòu)件的開發(fā)和Web Services等技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用使Web應(yīng)用滲透到國計民生的各個領(lǐng)域。Web應(yīng)用的質(zhì)量將直接影響人們的生活和工作。 驗證與測試是保證軟件質(zhì)量的最基本和最重要的手段。然而，Web應(yīng)用是一種具有多層結(jié)構(gòu)的分布式系統(tǒng)，異構(gòu)性、動態(tài)性、連接的多樣性和控制流程的可變性等特性給Web應(yīng)用的驗證和測試帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，必須改進傳統(tǒng)的或提出新的驗證和測試方法以適應(yīng)Web應(yīng)用的新

2、特性。 模型檢驗是一種自動化的、基于模型的性質(zhì)驗證方法，廣泛應(yīng)用于有限狀態(tài)系統(tǒng)的自動驗證。它通過有效地搜索有限狀態(tài)模型的整個狀態(tài)空間判定性質(zhì)是否得到滿足，在系統(tǒng)不滿足性質(zhì)時提供的反例可以用于診斷系統(tǒng)的錯誤。測試的目的在于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的實際行為與預期行為是否存在不一致。傳統(tǒng)的手工測試是低效的、易出錯的、盲目的和不可再生的，并且受制于測試工程師的創(chuàng)造力。應(yīng)用模型檢驗技術(shù)實現(xiàn)測試的自動化是當前的一個研究熱點。使用模型檢驗自動生成測試用例的

3、關(guān)鍵在于構(gòu)造能使模型檢驗器輸出反例的陷阱性質(zhì)，然后從反例構(gòu)造測試用例。 論文以模型檢驗器SMV為形式驗證工具，主要研究在模型檢驗的統(tǒng)一框架下Web應(yīng)用的形式驗證和功能測試方法。 Web應(yīng)用客戶端的功能主要體現(xiàn)在它的導航行為，Web應(yīng)用的質(zhì)量的一個重要方面是導航行為的一致性和安全性。論文給出了用對象聯(lián)系圖描述導航相關(guān)對象以及對象間聯(lián)系的結(jié)構(gòu)建模方法，提出了用Kripke結(jié)構(gòu)進行導航的行為建模的形式化方法并分別從驗證角度和測

4、試角度定義了導航行為與對象聯(lián)系圖之間的一致性關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，提出了基于模型檢驗的導航行為的一致性驗證方法和一致性測試方法，設(shè)計了從Kripke結(jié)構(gòu)到SMV程序的轉(zhuǎn)換算法，并分別實現(xiàn)了導航行為的驗證原型與測試原型。此外，根據(jù)常用的導航安全策略，給出了導航行為的安全性驗證方法。 Web應(yīng)用服務(wù)器通過構(gòu)件的組合提供業(yè)務(wù)邏輯和應(yīng)用服務(wù)，形式驗證構(gòu)件組合的行為是保證Web應(yīng)用質(zhì)量的一個有效手段。針對構(gòu)件組合驗證的狀態(tài)爆炸問題，論文結(jié)合組

5、合推理和反例引導的抽象精化思想，提出了組合式的抽象精化方法并設(shè)計了相應(yīng)的檢驗算法，使構(gòu)件組合的模型檢驗轉(zhuǎn)化為各成分構(gòu)件的局部抽象精化。提出并證明了組合確認定理，使構(gòu)件組合上的反例確認轉(zhuǎn)化為各構(gòu)件上的反例投影確認。 構(gòu)件組合的一個驗證問題是組合行為是否隱含了不安全的行為?論文提出了一種新的描述構(gòu)件交互行為的模型：構(gòu)件消息自動機。基于監(jiān)控理論的可控性概念，設(shè)計了一個驗證構(gòu)件組合行為安全性質(zhì)的算法。對象(網(wǎng)頁或構(gòu)件)是Web應(yīng)用導航和

6、構(gòu)件組合的基礎(chǔ)。結(jié)合模型檢驗技術(shù)和數(shù)據(jù)流測試準則，論文提出了Web應(yīng)用對象的自動測試生成方法。在對象的源代碼不可用的情況下，對象的動態(tài)狀態(tài)行為用對象狀態(tài)機建模，然后被轉(zhuǎn)換為描述控制流和數(shù)據(jù)流信息的對象流圖。提出了基于數(shù)據(jù)流測試準則的陷阱性質(zhì)生成方法，通過在對象流圖上模型檢驗這些陷阱性質(zhì)自動產(chǎn)生對象的數(shù)據(jù)流測試用例，實現(xiàn)了一個基于模型檢驗的對象數(shù)據(jù)流測試原型。 用模型檢驗自動產(chǎn)生測試的一個缺陷是模型檢驗往往會產(chǎn)生大量冗余的反例。為