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3.2.2 基于FSM的软件测试技术

1956年,Moore建立了一个有限状态测试的框架,定义了区别(Distinguishing)和引导(Homing)实验的概念,并给出了确定状态等价的算法和构造引导序列的算法,这是介绍基于有限状态机测试的最早的文献之一。

目前,基于有限状态机的测试方法中有四种经典测试方法,分别是T方法、U方法、D方法、W方法。

·T方法:假定一个有限状态机是强连通的。测试输入序列对应规约说明中的状态迁移随机地产生,直到所有的状态迁移都被覆盖。T方法较为简单,缺点是测试输入序列中存在大量冗余,甚至可能存在环。另外其检错能力也较差,只能检测迁移是否存在,而不能检测迁移所到达的状态。

·U方法:假定一个最小的、强连通的并且是完备的有限状态机。该方法需要得到该有限状态机中每一个状态的一个识别序列,该序列叫作单一输入/输出(Unique Input/Output,UIO)序列。UIO序列可以唯一标识有限状态机中的状态,不同的状态不能有相同的UIO序列。但并不是所有的有限状态机都存在UIO序列,如果一个有限状态机不存在UIO序列,则无法应用该方法构造测试输入序列。对于有限状态机中每一个状态之间的变化,可用以下方法生成每个迁移的测试子序列:①输入r(即reset,这里讨论的每个有限状态机都有重置功能)到有限状态机,使有限状态机回到初始状态;②找到从初态到状态S i 的最短路径SP(S i );③输入可以使有限状态机从状态S i 迁移到S j 的符号;④输入状态S j 的UIO序列。

·D方法:假定一个最小的、强连通的并且是完备的有限状态机。该方法首先对有限状态机构造一个区分序列DS(Distinguishing Sequence),然后根据该区分序列构造测试输入序列。和U方法一样,并不是所有的状态机都存在区分序列,所以该方法的应用也有一定的限制。

·W方法:假定一个最小的、强连通的并且是完备的有限状态机。该方法要求首先生成有限状态机的特征集W,然后在特征集W的基础上构造测试输入序列。只要状态机是最小的、完备的,就存在特征集,所以该方法的适用性较强。特征集W是由这样一组数据组成的:对于有限状态机中的每个状态,输入W中的数据α1,…,αk,得到的最后一位输出都不同,即M|S i (α1,…,αk)≠M|S j (α1,…,αk)(M即有限状态机),这里S i 和S j 是有限状态机中的两个不同状态。应用W方法进行测试的原理和U方法类似,特征集W的作用是识别有限状态机中的每个状态。对于有限状态机,可以按照以下步骤生成测试序列:①构造有限状态机的特征集W,W={α1,…,αk},这里αi是一个输入字符,1≤i≤k;②按照U方法中的步骤生成β序列,不同的是要将每个状态的UIO序列换成特征集W。 crAOvWC2JhQbzxzmX5G5BkPELzanUDIa4SgwEw47uadKP9pyGVP1cY7AqADZ19+W

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