基于uml时序图的测试用例自动生成系统的设计与实现

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：基于UML时序图的测试用例自动生成系统的设计与实现论文作者：孙大成专业类别/领域：计算机技术指导教师：段娟副教授论文提交日期：2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201407120密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目:基于：UML时序图的测试用例自动生成系统的设计与实现英文题目:TH

2、EDESIGNANDIMPLEMENTATIONOF：TESTCASEAUTOMATICGENERATIONSYSTEMBASEDONUMLSEQUENCEDIAGRAM论文作者：孙大成专业类别/领域：计算机技术研究方向：计算机应用技术申请学位：工程硕士专业学位指导教师：段娟副教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

3、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：孙大成日期：2017年6月8日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：孙大成日期：2017年6月8日导师签名：段娟日期

4、：2017年6月8日摘要摘要随着计算机技术的发展，自动化测试已经是软件测试行业重要的一部分。在软件规模和复杂程度的日益增加的同时，手工测试面临着巨大的瓶颈，结合软件行业对于自动化测试的需求，在基于模型的软件测试方法研究基础上，对基于统一建模语言（UnifiedModelingLanguage，UML）的时序图模型研究，针对UML时序图的半形式化特性，结合形式化描述语法和语义，借助谓词集和集合论生成测试用例。测试用例生成系统主要包括测试路径生成和测试数据生成子系统。本文的主要工作与创新点如下：（1）

5、借助Papyrus插件，画出被测软件的UML时序图，从而得到特定谓词逻辑的UML文档。通过谓词逻辑和集合论的形式化定义解析规约文档，实现从UML文档到可扩展标记文件（XML—basedMetadataInterchang，XMI）的解析。通过设计XMI文档的解析工具，得到包含UML时序图中的对象、事件、消息以及约束的XML文件，再依照变异的深度优先遍历算法，自动生成测试路径。（2）扫描被测软件对外接口，存储消息参数类型，通过剖析源码，将软件数据流图抽象为结点路径，再对结点路径中消息参数随机生成，通

6、过遗传算法对初始化的数据进行适应性准则匹配，对不符合条件的数据集进行交叉和变异优化后，得到路径覆盖率为100%的测试数据集合，最终生成测试用例。（3）依据表述性状态传递（RepresentationalStateTransfer，REST）风格架构的SSH（SpringStrutsHibernate）框架，设计并实现测试用例自动生成系统各功能模块，实现对生成的消息集合、事件集合、数据集合、测试路径、测试数据和测试用例的维护和管理，为企业提供灵活的测试用例生成和管理工具。论文的主要成果在于：提出并实

7、现了基于UML时序图的测试路径生成方法和基于遗传的测试数据自动生成方法。它的理论意义在于：实现了对半形式化语言UML时序图的模型构建，自动生成测试路径。另外得到了基于遗传的路径覆盖率为100%的测试数据，有效地提高测试用例的覆盖率和准确性。其实际意义在于：当目标系统发生变化时，测试用例和计划都要发生改变，在实际项目中，受系统上线时间和预算的约束，测试人员往往凭经验和习惯等主观因素进行测试，导致测试的覆盖率和准确性都得不到保障。另外，目前的自动化测试工具只提供了测试用例管理的手段，追求软件市场强通用

8、性，自动化测试无法实现其真正价值。论文提出的方案，实现了测试用例自动生成在项目中高效灵活的实施。关键词：自动化测试；测试用例；UML时序图；深度优先遍历；遗传算法-I-AbstractAbstractWiththedevelopmentofthecomputertechnology,automatedtestinghasbeenanimportantpartofthesoftwaretestingindustry.Withtheincreaseofsoftwarescaleandc