基于模型的软件测试新工具——UPPAAL TRON
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郑 薇 玮
（ 福建 江夏 学 院 ，福 建福州 ，３ ０ ０ ） ５ １ ８
摘要 ：首先 由介绍基于模型测试方法产 生的必要性及其优 点，引出对 于 Ｔ Ｏ Ｒ Ｎ工具 的推荐 。结 合一个关于
Ｔ Ｏ 应用 的小 实例 ， 以更 好 地 说 明 Ｔ Ｏ 的 工作 原 理 ，并公 布 了实 例 的 运 行 结 果 ，务 求让 读 者 对 Ｔ Ｏ 的验 Ｒ Ｎ Ｒ Ｎ ＲＮ
作者简介：郑薇玮 ， ， 女 福建福州人 ， 福建江夏学院信患技术 系助教。
９ １
福建广播 电视大学学报 （ 总第 ８ ４期）
２１ ０ ０年 １ ２ ２月 ５日
性 。算 法 一 直 持 续 到 状 态 集 “ ” 中 不 再有 合法 状
态 ，或者 测试 的重 复次数 超过 限定 的最大 值 。
图 １ Ｉ Ｎ 产 生和 执 行 “ 线 ” 测试 的说 明 图 ： Ｒ０ 在
Ｕ Ｐ Ａ Ｒ Ｎ则随 机地 任 选 以下三 种 操作 当中 ＰＡ ＬＴ Ｏ
的任 意一 种执行 ，即是发送 输 入信 号 到 Ｉ Ｔ Ｕ 、等待 Ｉ —
比，从而判 定软件 错 误所 在 ， 以此确 保 软 件 的可 靠性 ３ １ ］
和 正确 性 。
动 验证工具 套装 ，是 由瑞 典 Ｕ ｐａ ｐｓｌ ａ大学与丹 麦的 Ａ ｌ ｒ 大学联合研发的，这款工具基于带有整形变 ａ ｏｇ ｂ 量、结构化数据和同步通道 的时间 自动机，已被成功
应用 于通 信 协议 和实 时 控制 器 的验 证 中 。 由于 文章 主 题 和 篇幅 的 限制 ，关 于 Ｕ Ｐ Ａ Ｐ Ａ Ｌ的语 法 和语 义 解释 ， 这里 不再 赘述 ，有 兴趣 的读者 可 以 自己进行 学 习。１ ３ １
错 能 力有 一 个 直 观 的 印 象 。 关 键 词 ：软 件 测试 ；基 于模 型 的 自动 测试 ；Ｕ Ｐ Ａ ；＂ Ｏ Ｐ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ；验 错 能 力 Ｒ 中图 分类 号 ：Ｔ ３ Ｐ１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ － ３ ６ ２ １ ）６－ ９ － ３ ０ ８ ７ ４ ｛０ ００ －０ １ ０ ０
试 。并且它使完全 自 动化测试成为可能。这些优点使 得它深受工业界的青睐。
Ｍ Ｔ之所 以适 合 工业 界是 因为 ：一 是 工业 界通 常 Ｂ
线 测试 。其 中，所谓 “ 虚拟外界环境 ”指的是对 被要求和被允许观察到的 ＩＴ的行为的联合阐释 （ Ｕ 在 ｕＰＡ Ｐ Ａ Ｌ中指的是建模） “ 。 在线”指的是测试用例产 生的同时就被执行。 根据 Ｕ Ｐ Ａ 实时系统测试 的依据理论——时间 ＰＡ Ｌ 输入腧 出一致 性理论 ［ 棚 ，结合上述 Ｔ Ｏ Ｒ Ｎ的工作原 理，建立如图 １ 所示的 Ｔ Ｏ 工作框架 圈 ＲＮ 。理论上，
一
、
引 言
二 、Ｕ Ｐ Ａ ＲＯ 工 具 介 绍 及 使 用 示 例 Ｐ Ａ ＬＴ Ｎ
在软件 开 发的 生命 周期 中，测 试 是一 个 非常 重要
说到 Ｔ Ｏ ，不 得不 提 Ｕ Ｐ Ａ 。 它 作为 一款 自 ＲＮ ＰＡ Ｌ 翻
的阶段。软件测试通过为特定测试 目的而设计的测试 用例的执行情况 ，与预期 的软件行 为进行一致性对
作为 Ｕ Ｐ Ａ Ｐ Ａ Ｌ的衍生产 品之一 ， ｍＯ ［ Ｎ】 ４ 适用于针
对 实 时嵌 入式 系统所 采 用 的 基于 模 型 的黑盒 一致性 测 试 。它 从 被 测 执 行 或 者 被 测 产 品 （ ｐｅ ｅｔ ｉ ｎ ｉ ｌ ｎａｏ ｕ － ｍ ｍ ｔｎ ｄｒｔ ｔ Ｕ ）及 其 虚 拟 外 界环 境 中产 生 和执 行 “ ｅ ｅ ，ＩＴ ｓ 在
２１ ０ ０年第 ６期 总第 ８ ４期
福 建 广 播 电 视 大 学 学 报
Ｊｕｎｌｏ ｕｉ ａｉ ｏ ｒａ ｆＦｊ ｎ Ｒ ｄｏ＆ Ｔ ｎｖｒｔ ａ Ｖ Ｕ ｉ ｓｙ ｅｉ
Ｎｏ． ２０１ ６， ０
Ｇｅ ｅ ａ ， ．４ ｎ ｒ ｌ Ｎｏ８
基于模型的软件测试新工具——Ｕ Ｐ Ａ Ｒ Ｎ ＰＡ ＬＴ Ｏ
一
需要验证软件产 品的系统行为 。在产 品设计 的早期， Ｍ Ｔ的使用有利于帮助找 出不清晰 的、易存在二义 Ｂ 性的软件系统规格说明 （即编码前 的分析设计模型， ‘ 文档阁’ ，。二是 ＭＢ Ｔ方法使得大量不重复的、有意义 的测试用例产生变得可能。三是使用 Ｍ Ｔ Ｂ ，一旦系统
规 格说 明发 生改变 ，只 需 要对 测试 模 型 进行 修 改就 可 以轻松 地达 到更新 测试 用例 的 目的 。
个完整的测试包括 ：测试用例的生成，测试用例的
执行和测试结果正误 的裁定 。如 图所示 ，Ｉ Ｔ Ｕ 是被测
方 ， 测 试 者 则 扮 演 虚 拟 环 境 的 角 色 阁 适 配 器 。 （ｄｐｅ 连接 了 ＩＴ和 Ｔ Ｏ ，它将 抽象 的输 入／ 出 Ａ ａｔ ） ｒ Ｕ ＲＮ 输 行 为 （ 号） 译 解 释 成 ＩＴ能 识别 的形 式 （ 信 翻 Ｕ 的信 号） ，
本文将通过对 ｓ ａ ｌ ｐ 小灯） ｍ ｒａ （ ｔｍ 进行基 于模 型测 试 （Ｂ ） Ｍ Ｔ 的功 能测试 的案例 ，向读者推 介一款基 于
模 型测 试 的新工 具— — Ｕ Ｐ
收稿 日期 ：２ １— １ ０ 源自００ １－ ５Ｔ ＯＮ。 Ｒ
并发送这些信号到 ＩＴ，从 ＩＴ接收这些信号。 Ｕ Ｕ
由于软件 产 品的 固有 的复 杂 性质 ，软件 测试 的难
度也就不言而喻 。传统 的测试方法被认 为是繁琐的、 强工作量且容易出错 。应运而 生的基于模型 的测试 （ 以下全文使用其英文全称的简写 “ Ｔ ＭＢ ”代替之） 开
始 受 到 日渐 广 泛 的关 注 。它 是 一 种 系 统 化 的 测 试 方 法 ，可 被 应 用 于 软 件 生 命 周 期 早 期 阶 段 的 产 品 的测
（ 福建 江夏 学 院 ，福 建福州 ，３ ０ ０ ） ５ １ ８
摘要 ：首先 由介绍基于模型测试方法产 生的必要性及其优 点，引出对 于 Ｔ Ｏ Ｒ Ｎ工具 的推荐 。结 合一个关于
Ｔ Ｏ 应用 的小 实例 ， 以更 好 地 说 明 Ｔ Ｏ 的 工作 原 理 ，并公 布 了实 例 的 运 行 结 果 ，务 求让 读 者 对 Ｔ Ｏ 的验 Ｒ Ｎ Ｒ Ｎ ＲＮ
作者简介：郑薇玮 ， ， 女 福建福州人 ， 福建江夏学院信患技术 系助教。
９ １
福建广播 电视大学学报 （ 总第 ８ ４期）
２１ ０ ０年 １ ２ ２月 ５日
性 。算 法 一 直 持 续 到 状 态 集 “ ” 中 不 再有 合法 状
态 ，或者 测试 的重 复次数 超过 限定 的最大 值 。
图 １ Ｉ Ｎ 产 生和 执 行 “ 线 ” 测试 的说 明 图 ： Ｒ０ 在
Ｕ Ｐ Ａ Ｒ Ｎ则随 机地 任 选 以下三 种 操作 当中 ＰＡ ＬＴ Ｏ
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比，从而判 定软件 错 误所 在 ， 以此确 保 软 件 的可 靠性 ３ １ ］
和 正确 性 。
动 验证工具 套装 ，是 由瑞 典 Ｕ ｐａ ｐｓｌ ａ大学与丹 麦的 Ａ ｌ ｒ 大学联合研发的，这款工具基于带有整形变 ａ ｏｇ ｂ 量、结构化数据和同步通道 的时间 自动机，已被成功
应用 于通 信 协议 和实 时 控制 器 的验 证 中 。 由于 文章 主 题 和 篇幅 的 限制 ，关 于 Ｕ Ｐ Ａ Ｐ Ａ Ｌ的语 法 和语 义 解释 ， 这里 不再 赘述 ，有 兴趣 的读者 可 以 自己进行 学 习。１ ３ １
错 能 力有 一 个 直 观 的 印 象 。 关 键 词 ：软 件 测试 ；基 于模 型 的 自动 测试 ；Ｕ Ｐ Ａ ；＂ Ｏ Ｐ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ；验 错 能 力 Ｒ 中图 分类 号 ：Ｔ ３ Ｐ１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ － ３ ６ ２ １ ）６－ ９ － ３ ０ ８ ７ ４ ｛０ ００ －０ １ ０ ０
试 。并且它使完全 自 动化测试成为可能。这些优点使 得它深受工业界的青睐。
Ｍ Ｔ之所 以适 合 工业 界是 因为 ：一 是 工业 界通 常 Ｂ
线 测试 。其 中，所谓 “ 虚拟外界环境 ”指的是对 被要求和被允许观察到的 ＩＴ的行为的联合阐释 （ Ｕ 在 ｕＰＡ Ｐ Ａ Ｌ中指的是建模） “ 。 在线”指的是测试用例产 生的同时就被执行。 根据 Ｕ Ｐ Ａ 实时系统测试 的依据理论——时间 ＰＡ Ｌ 输入腧 出一致 性理论 ［ 棚 ，结合上述 Ｔ Ｏ Ｒ Ｎ的工作原 理，建立如图 １ 所示的 Ｔ Ｏ 工作框架 圈 ＲＮ 。理论上，
一
、
引 言
二 、Ｕ Ｐ Ａ ＲＯ 工 具 介 绍 及 使 用 示 例 Ｐ Ａ ＬＴ Ｎ
在软件 开 发的 生命 周期 中，测 试 是一 个 非常 重要
说到 Ｔ Ｏ ，不 得不 提 Ｕ Ｐ Ａ 。 它 作为 一款 自 ＲＮ ＰＡ Ｌ 翻
的阶段。软件测试通过为特定测试 目的而设计的测试 用例的执行情况 ，与预期 的软件行 为进行一致性对
作为 Ｕ Ｐ Ａ Ｐ Ａ Ｌ的衍生产 品之一 ， ｍＯ ［ Ｎ】 ４ 适用于针
对 实 时嵌 入式 系统所 采 用 的 基于 模 型 的黑盒 一致性 测 试 。它 从 被 测 执 行 或 者 被 测 产 品 （ ｐｅ ｅｔ ｉ ｎ ｉ ｌ ｎａｏ ｕ － ｍ ｍ ｔｎ ｄｒｔ ｔ Ｕ ）及 其 虚 拟 外 界环 境 中产 生 和执 行 “ ｅ ｅ ，ＩＴ ｓ 在
２１ ０ ０年第 ６期 总第 ８ ４期
福 建 广 播 电 视 大 学 学 报
Ｊｕｎｌｏ ｕｉ ａｉ ｏ ｒａ ｆＦｊ ｎ Ｒ ｄｏ＆ Ｔ ｎｖｒｔ ａ Ｖ Ｕ ｉ ｓｙ ｅｉ
Ｎｏ． ２０１ ６， ０
Ｇｅ ｅ ａ ， ．４ ｎ ｒ ｌ Ｎｏ８
基于模型的软件测试新工具——Ｕ Ｐ Ａ Ｒ Ｎ ＰＡ ＬＴ Ｏ
一
需要验证软件产 品的系统行为 。在产 品设计 的早期， Ｍ Ｔ的使用有利于帮助找 出不清晰 的、易存在二义 Ｂ 性的软件系统规格说明 （即编码前 的分析设计模型， ‘ 文档阁’ ，。二是 ＭＢ Ｔ方法使得大量不重复的、有意义 的测试用例产生变得可能。三是使用 Ｍ Ｔ Ｂ ，一旦系统
规 格说 明发 生改变 ，只 需 要对 测试 模 型 进行 修 改就 可 以轻松 地达 到更新 测试 用例 的 目的 。
个完整的测试包括 ：测试用例的生成，测试用例的
执行和测试结果正误 的裁定 。如 图所示 ，Ｉ Ｔ Ｕ 是被测
方 ， 测 试 者 则 扮 演 虚 拟 环 境 的 角 色 阁 适 配 器 。 （ｄｐｅ 连接 了 ＩＴ和 Ｔ Ｏ ，它将 抽象 的输 入／ 出 Ａ ａｔ ） ｒ Ｕ ＲＮ 输 行 为 （ 号） 译 解 释 成 ＩＴ能 识别 的形 式 （ 信 翻 Ｕ 的信 号） ，
本文将通过对 ｓ ａ ｌ ｐ 小灯） ｍ ｒａ （ ｔｍ 进行基 于模 型测 试 （Ｂ ） Ｍ Ｔ 的功 能测试 的案例 ，向读者推 介一款基 于
模 型测 试 的新工 具— — Ｕ Ｐ
收稿 日期 ：２ １— １ ０ 源自００ １－ ５Ｔ ＯＮ。 Ｒ
并发送这些信号到 ＩＴ，从 ＩＴ接收这些信号。 Ｕ Ｕ
由于软件 产 品的 固有 的复 杂 性质 ，软件 测试 的难
度也就不言而喻 。传统 的测试方法被认 为是繁琐的、 强工作量且容易出错 。应运而 生的基于模型 的测试 （ 以下全文使用其英文全称的简写 “ Ｔ ＭＢ ”代替之） 开
始 受 到 日渐 广 泛 的关 注 。它 是 一 种 系 统 化 的 测 试 方 法 ，可 被 应 用 于 软 件 生 命 周 期 早 期 阶 段 的 产 品 的测