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基于符号执行和约束求解的程序验证与测试工具

徐辰  
【摘要】: 随着软件技术的发展,程序的规模逐渐增大,复杂度也逐渐增加。在软件的开发过程中,完全依靠人力进行分析测试效率太低,而且不能保证软件质量。测试过程中的一个主要问题是生成具有一定覆盖度的测试数据。如果有一种工具能自动地分析程序并且生成测试数据,将大大地提高软件的可靠性并且节约大量的人力。目前自动生成测试数据的工具已有很多,但是大多数都有一定的局限性,不能完全自动地生成测试数据,所能处理的数据类型也有限,也只能用于局部的单元测试。 针对上述情况,本文中提出了一种方法,它基于约束满足问题求解方法和扩展有限状态机上的符号执行算法,能够对C语言子集描述的程序进行分析。它可以近似地验证程序的正确性,也可以依据软件测试的标准,按某种覆盖度要求生成测试用例。我们同时也开发了相应的工具,可分析较复杂的程序,不仅可以完成单元测试,而且可以对包含多个函数的程序进行测试;可以处理整型、实型、数组类型等多种数据类型的变量;自动化程度相对较高。 最后,本文还讨论了数据库应用程序的白盒测试数据自动生成问题,并介绍了我们开发的辅助工具。与国外类似工作相比,我们工具的主要特点是能自动地处理SQL语言的一个子集,并结合测试中需要满足的断言,产生用于求解的约束条件,进而可以得到所需要的测试数据。


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