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软件互操作性和一致性
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软件互操作性和一致性
官方公共微信协议互操作性测试理论与方法研究--《中国科学技术大学》2007年博士论文
协议互操作性测试理论与方法研究
【摘要】：
协议测试是协议工程中的一个重要环节，其目的是为了保证协议实现按照协议描述稳定可靠地运行，对于通信产品的质量保证有着重要的意义。协议测试包括四个方面：一致性测试、互操作性测试、性能测试和坚固性测试。一致性测试是为了检测协议实现与协议规范符合的程度，互操作性测试旨在检测同一种或同一类协议的不同实现版本之间的互通互操作能力，此二者均是协议实现体可正确工作的基本保证。在过去的研究工作中，人们主要着重于一致性测试，而对互操作性测试的研究较少。虽然一致性是保证互操作性的一个必要的步骤，但通过一致性测试的协议实现体不一定能正确地互操作，对协议实现体进行直接的互操作性测试是必不可少的。
测试系统设计和测试套具的产生是协议测试中要解决的两大问题。测试系统设计重点解决测试方法和测试系统结构的问题，测试套具的产生要解决测试“彻底性”和“标准化”的问题，解决测试套具自动生成问题。互操作性测试的研究工作可以大致分成两类，第一类是对互操作性测试一般概念的研究和互操作性测试的实验，第二类是系统化的互操作性测试序列生成。本文工作的重点是围互操作性测试序列的自动生成和优化、测试覆盖、测试可靠性等相关问题展开的。
本文的研究工作主要集中在如下几个方面：
(1)基于复合有限状态机模型的最小代价互操作性测试序列生成算法
在测试序列生成算法中，测试代价是评估测试序列优劣的一个重要指标。但目前很多互操作性测试的研究工作均只讨论了对系统可以完全描述和完全控制的条件下如何生成满足转移覆盖的互操作性测试序列覆盖互操作系统的交互行为，很少考虑生成的测试序列的代价。本文将分析互操作系统中的测试代价的组成，通过对系统的可达性分析，构造复合有限状态机的加权转移图，采用带权图的边覆盖问题的算法生成最优互操作性测试序列，同时给出了该问题的一个贪心近似算法。该方法可有效地提高测试效率。
(2)局部描述系统的互操作性测试序列生成
互操作性测试在现实中经常会有这样的情况：需要测试待测系统和另一个现存系统的互操作能力，由于现存系统过于复杂或没有足够的信息，无法对整个互操作系统进行完整地建模描述。在这种情况下生成的测试序列需要满足路径覆盖方可保证互操作性测试的彻底性。本文讨论了在局部描述的互操作系统中基于有向图的单边互操作性测试序列生成算法，提出了互操作性测试的最小完全覆盖准则以指导测试序列的生成，并给出了相应的生成算法。采用该方法可以获得覆盖所有互操作转移序列的最小测试集，在保证测试覆盖率的前提下显著降低测试的代价。
(3)测试可靠性及动态测试方法
传统的测试序列生成算法都只从静态的角度考虑测试序列的效果，忽略了在测试过程中由于测试序列之间状态转移的相关性而造成的局部测试结果对测试序列执行的影响。引入动态测试方法可以在测试执行时根据测试过程绕过一些局部错误，对待测体实施更完善的测试，并可以避免一些不必要的测试执行。本文提出了基于局部错误诊断信息的动态测试方法，在测试过程中动态收集局部测试信息，采用错误诊断方法对局部错误进行准确定位，再根据诊断结果指导下一步的测试执行。该方法可以更有效地提高测试结果的可靠性和测试执行效率。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学技术大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2007【分类号】：TP393.04【目录】：
Abstract7-10
图目录13-15
表目录15-16
第一章 引言16-26
1.1 研究背景16-18
1.2 研究现状18-24
1.2.1 形式化技术18-20
1.2.2 互操作性测试方法20-24
1.3 研究目的和研究方案24-25
1.4 论文结构25-26
第二章 互操作性测试的一般理论26-52
2.1 有限状态机 FSM 的基本理论26-34
2.1.1 基本的 FSM 模型26-29
2.1.2 有限状机的扩展模型29-34
2.2 基于有限状态机模型的测试方法34-41
2.2.1 状态机测试的五个基本问题34-39
2.2.2 基于有限状态机的常用测试序列生成方法39-41
2.3 基于形式化模型的互操作性测试方法41-43
2.4 错误模型43-47
2.5.1 有限状态机的错误模型43-45
2.5.2 互操作性测试的错误模型45-47
2.5 测试覆盖47-50
2.5.1 基于错误模型的测试覆盖分析47-48
2.5.2 基于测试距离的测试覆盖度分析48-49
2.5.3 观察能力对互操作性测试覆盖的影响49-50
2.6 动态测试方法50
2.7 本章小结50-52
第三章 互操作性测试序列生成与优化方法52-72
3.1 引言52-53
3.2 互操作性测试序列生成方法53-57
3.2.1 全局状态生成53-55
3.2.2 互操作转移覆盖测试序列生成55-57
3.3 测试代价分析57-61
3.3.1 互操作性测试序列执行代价57-59
3.3.2 基于测试生成树的代价分析59-61
3.4 基于贪心算法的次优互操作序列生成算法61-67
3.4.1 算法思想61-62
3.4.2 算法实现描述62-66
3.4.3 算法复杂度分析66-67
3.5 应用实例67-70
3.6 结束语70-72
第四章 单边互操作性测试方法72-104
4.1 引言72-73
4.2 互操作性关系73-83
4.2.1 互操作性测试架构73-75
4.2.2 基于 IOLTS 的互操作性形式模型75-77
4.2.3 互操作性关系77-79
4.2.3 互操作性关系之间的关系79-83
4.3 集成系统的单边互操作性测试模型83-86
4.4 单边互操作性测试序列生成算法86-100
4.4.1 基于有向图的单边互操作性测试序列生成策略87-92
4.4.2 穷尽覆盖测试92-93
4.4.3 完全覆盖测试93-95
4.4.4 基本覆盖测试95-96
4.4.5 最小完全覆盖测试96-100
4.5 应用实例100-103
4.5.1 测试架构100-102
4.5.2 待测系统有限状态机模型102
4.5.3 不同测试覆盖准则下的测试集生成及比较102-103
4.6 结束语103-104
第五章 动态测试方法104-130
5.1 引言104-105
5.2 动态可测试性分析105-113
5.2.1 协议相关性106-109
5.2.2 测试相关性109-113
5.3 动态测试方法113-117
5.3.1 传统静态测试方法的问题113-114
5.3.2 动态测试方法114-117
5.4 基于局部错误诊断的动态测试方法117-127
5.4.1 错误诊断方法118-120
5.4.2 局部错误诊断方法120-122
5.4.3 基于局部错误诊断的动态测试方法122-127
5.5 实例分析127-128
5.6 结束语128-130
第六章 结束语130-134
6.1 论文工作总结130-132
6.1.1 最优互操作性测试序列生成方法130-131
6.1.2 单边互操作性测试方法131-132
6.1.3 动态测试方法132
6.2 进一步的研究工作132-134
参考文献134-144
参加的相关科研工作144-145
已发表的论文145
专利申请145-146
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南京邮电大学 自动化 学院
实 验 报 告
实验名称：
一致性和互操作性仿真测试实验
课程名称：
网络测试技术
所在专业：
学生姓名：
班级学号：
任课教师：
学年第 二 学期
一致性和互操作性仿真测试实验
●理解一致性实验和互操作实验的测试配置。
●理解一致性实验和互操作实验的测试过程。
本仿真实验的计算机来仿真一致性测试和互操作性测试，实验环境由一台计算机组成。其仿真的测试拓扑如图3.1所示。
图3.1 测试拓扑
实验内容及其规划
计算机运行从站程序和主站程序，根据从站的一致性声明，从主站程序上输入测试数据生成测试流发送给从站程序，从站接收到测试流后回应主站，由主站判断测试是否通过。
具体的测试项要包含针对读线圈的如下一致性测试：
测试编号 测试项
010 填充位测试
012 无效线圈数量测试
013 无效线圈地址测试
015 广播模式测试
016 错误地址测试
017 校验错误测试
具体的测试项还要包含针对除读线圈之外若干个功能不支持测试：
测试编号 测试项
022 读取输入状态
通常，一个完整的测试过程有以下几个阶段组成：测试环境的搭建、测试设置、测试运行、测试结果保存与分析。
1.测试环境的搭建和测试设置
运行从站程序如图3.2。
图3.2 从站运行程序图
在图3.2上修改主站IP地址和从站的MODBUS地址。
运行主站程序如图3.3。
图3.3 主站运行程序图
2.从站配置
从站的一致性声明的功能实现如下：
功能 该功能已经实现
01?读取线圈状态02?读取输入状态03?读取保持寄存器04?读取输入寄存器05?强置单线圈06?预置单寄存器07?读取异常状态08?诊断 11?读取通信事件记录 否
12?读取通信事件记录 15?强置多线圈16?预置多寄存器 17?报告从机标识 20?读 否
3.运行测试
（1）启动测试过程
在主站程序的发送内容内输入发送内容后，添加CRC校验，然后点击发送按钮。
填充位测试
主站发送的请求码 01 01 C02
主站接收的数据 01?01?03?1F?7D?00?2C?D8
判决准则 返回的线圈数量1f7d00是8的整数倍
测试是否通过 是
无效线圈数量测试
主站发送的请求码 01?01?ffff??
主站接收的数据 01?81?02??00? 90
判决准则 从站用功能码0x81给予一个异常响应，在响应帧中包含异常代码02表示读取的线圈数量无效
测试是否通过 是
无效线圈地址测试
主站发送的请求码 01?01?0013?ffff?CC7D?
主站接收的数据 01?81?03??00?50
判决准则 从站用功能码0x81给予一个异常响应，在响应帧中包含异常代码03表示非法的数据地址。
测试是否通过 是
广播模式测试
主站发送的请求码 8DD3
主站接收的数据 无?
判决准则 主站发送广播模式的读线圈请求，主站接收来自从站的响应。从站是不做任何回应的
测试是否通过 是
错误地址测试
主站发送的请求码 GG?01? F5C2?
主站接收的数据 无
判决准则 主站发送读线圈请求(地址不等于从站地址)，主站接收来自从站的响应，从站不做任何回应?
测试是否通过 是
校验错误测试
主站发送的请求码 01 01 0013 99DC?F5C2
主站接收的数据 无
判决准则 主站发送读线圈请求(使用错误的CRC校验)，主站接收来自从站的响应，从站不做任何回应
测试是否通过 是
功能不支持测试1
主站发送的请求码 01 02
主站接收的数据 01??82?01?81
判决准则 从站用功能码0x82给予一个异常响应，在响应帧中包含异常代码01表示是非法功能
测试是否通过 是
功能不支持测试2
主站发送的请求码 01?02?
主站接收的数据 01??82?01?81 50
判决准则 从站用功能码0x83给予一个异常响应，在响应帧中包含异常代码01表示是非法功能
测试是否通过 是
功能不支持测试
正在加载中，请稍后...上传用户：vzkahyiwfz资料价格：5财富值&&『』文档下载 ：『』&&『』学位专业：&关 键 词 ：&&&&权力声明：若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请点击。摘要:（摘要内容经过系统自动伪原创处理以避免复制，下载原文正常，内容请直接查看目录。）文章从测试的角度,以完成优越的蓝牙用户体验为目标,发明性的提出了一系列蓝牙运用标准的软件测试处理计划(分歧性和互操作性),包含测试办法、测试成果剖析与定位和Bug的剖析与处理办法等。今朝蓝牙技巧的迅猛成长正完全的转变着我们生涯的各个方面,智能挪动终端更是得益于蓝牙技巧获得了史无前例的普及。但因为传统蓝牙测试办法和测试对象的限制,蓝牙运用标准的软件测试一直是蓝牙装备开辟入市的最年夜瓶颈。个中,蓝牙运用标准的互操作性测试因其随机性、无限举性等缘由,至今仍未构成同一标准的测试办法,招致分歧蓝牙厂商的产物相干兼容性很差,障碍了蓝牙技巧的年夜范围运用和进一步成长,所以本文对蓝牙运用标准测试办法的摸索就显得尤其宝贵。为了便于对蓝牙运用标准的详细功效停止操作,作者经重复论证、试验,并终究介入开辟了公司基于Windows CE平台的一款名为BT-APP的UI软件运用对象。BT-APP作为一个可以经由过程易操作的可视界面,使得测试履行人员可以经由过程操作BT-APP的人机交互界面,更加简略、便利的对蓝牙运用标准的完成停止操作。作者经由过程对平常任务经历停止深刻剖析,针对分歧的蓝牙软件完成情况,应用BT-APP运用对象,并联合分歧的蓝牙运用测试战略制订出了一套完全的蓝牙运用标准分歧性与互操作性测试的测试办法。该测试办法实用于简直一切蓝牙运用标准的测试,而且具有优越的可移植性和跨平台操作性,已在作者地点单元获得普遍的运用,关于蓝牙测试的效力和测试成果的精确度都获得了年夜幅度的改良。Abstract:The from the perspective of the test, in order to complete the superior Bluetooth users experience as the goal, invention of the a series of Bluetooth using standard software test plan (consistency and interoperability), including test method, test results analysis and positioning and bug analysis and treatment measures of. At present the rapid development of Bluetooth technology is completely changing the various aspects of our career, intelligent mobile terminal is thanks to the Bluetooth technology has gained unprecedented popularity. But because of the limitation of traditional Bluetooth Test methods and test objects, Bluetooth application standard software testing has been the biggest bottleneck in the development of Bluetooth equipment. Medium, Bluetooth uses the standard interoperability testing because of its randomness, infinite give reasons, has not yet formed with a standard test method, lead to different Bluetooth vendor related product compatibility is poor, obstacle of Bluetooth are large-scale application and further development, so this paper of Bluetooth using standard test method of exploration is particularly valuable. In order to facilitate the use of Bluetooth standard for the details of the effectiveness of the operation, the author repeated demonstration, testing, and ultimately involved in the development of a company based on the CE Windows platform, a UI software using the object called BT-APP. As BT-APP a can through the visual interface, easy operation, making the test performance personnel can be through the human-computer interaction interface operation BT-APP and more simplicity and convenience of Bluetooth using standard complete stop operation. Author through the process of usual tasks experience profound analysis, according to the differences of Bluetooth software completion, application BT-APP using object, and combined with different Bluetooth using test strategy worked out a set of complete Bluetooth using standard consistency and interoperability testing of the test method. The test method practical in almost all Bluetooth using standard test, but also has superior accuracy of portability and cross platform operation, it has been widely used in author place unit, a Bluetooth test validity and test results have been greatly improved.目录:摘要3-4Abstract4引言5-7第一章 蓝牙技术7-17&&&&1.1 蓝牙的起源及规范的发展7&&&&1.2 蓝牙技术概括7-10&&&&1.3 蓝牙技术的应用10&&&&1.4 蓝牙协议10-16&&&&1.5 本章小结16-17第二章 测试对象的概述17-26&&&&2.1 CSR8311-A08芯片17&&&&2.2 Prima Ⅱ开发平台17&&&&2.3 Synergy软件栈17-18&&&&2.4 蓝牙应用规范测试工具：BT-APP18-24&&&&2.5 本章小结24-26第三章 蓝牙应用规范一致性测试方案研究及实例分析26-59&&&&3.1 蓝牙应用规范一致性测试定义26-27&&&&3.2 蓝牙应用规范一致性测试的解决方案研究27-33&&&&3.3 蓝牙应用规范一致性测试实例分析33-57&&&&3.4 蓝牙应用规范一致性测试方法的总结57-58&&&&3.5 本章小结58-59第四章 蓝牙应用规范互操作性测试方法研究及实例分析59-84&&&&4.1 蓝牙应用规范互操作性测试定义59&&&&4.2 蓝牙应用规范互操作性测试的发展与现状59&&&&4.3 蓝牙应用规范互操作性测试的解决方案研究59-62&&&&4.4 蓝牙应用规范互连性测试实例分析62-82&&&&4.5 蓝牙应用规范互操作性测试的方案的总结82-83&&&&4.6 本章小结83-84第五章 全文总结84-85参考文献85-87感谢87-88分享到：相关文献|