《程序分析技术》PPT课件.ppt

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1、-程序分析技术程序分析技术软件测试方法和技术软件测试方法和技术由安博测试空间技术中心由安博测试空间技术中心http:/ y是由程是由程序在输入序在输入x x处阻塞而产生的输出处阻塞而产生的输出。用输入用输入x x执行执行程序和观察它的输出程序和观察它的输出(如果有的话如果有的话)是一种分析是一种分析技术技术,该技术提供了程序在给定输入上的直接该技术提供了程序在给定输入上的直接证据。证据。计算流视角计算流视角 一一个个程程序序可可以以被被看看成成一一个个有有限限 计计算算集集 的的表表示示。一一个个计计算算是是当当程程序序执执行行特特定定输输入入时时产产生生的的数数据据状状态态的的轨轨迹迹。通通

2、过过一一次次执执行行来来促促使使一一个个程程序序的的计计算算流流被被完完整整分分析析,可可以以服服务务于于估估计计在在代代码码中中遗遗留留缺缺陷陷的的数数量量、测测试试数数据据捕捕捉捉缺缺陷陷的的能能力和程序隐藏缺陷的可能性。力和程序隐藏缺陷的可能性。变体分析变体分析变体分析变体分析(变异分析变异分析)使用故障插使用故障插入入来分析测来分析测试数据的属性试数据的属性。带有插入错误的程序称为一个带有插入错误的程序称为一个变体或变异。变体或变异。变变体分析在程序体分析在程序测试测试中的中的应应用是相当广泛的用是相当广泛的,并并且是一个相当重要的技且是一个相当重要的技术术,可以用于可以用于验证测试验

3、证测试的的充分性充分性。To be continue变体分析变体分析故障插入是一个统计的方法故障插入是一个统计的方法,用于评价遗留在用于评价遗留在一个程序中的故障数量和种类一个程序中的故障数量和种类。首先首先,故障被插入到一个程序中故障被插入到一个程序中,然后然后,程序被程序被测试测试,并且发现故障的数量可用来估计还没有并且发现故障的数量可用来估计还没有被发现故障的数量。被发现故障的数量。主要目的是为了评价系统的哪些模块、哪些代主要目的是为了评价系统的哪些模块、哪些代码是危险模块、危险代码码是危险模块、危险代码,容易出问题容易出问题,从而从而评价系统的容错能力。评价系统的容错能力。控制流分析控

4、制流分析程序流程图：程序流程图：程程序序流流程程图图是是一一种种程程序序控控制制结结构构的的图图形形表表示示方方式式。在在程程序序流流程程图图上上的的处处理理框框内内常常常常标标明明了了处处理要求或条件理要求或条件。To be continue控制流分析控制流图：控制流图：为为了了更更加加突突出出控控制制流流的的结结构构，需需要要对对程程序序流流程程图图做做些些简简化化，这这种种简简化化了了的的流流程程图图称称为为控控制制流流图，即流图。图，即流图。To be continue控制流分析控制流图中的符号：控制流图中的符号：节节点点：以以标标有有编编号号的的圆圆圈圈表表示示，代代表表程程序序流流

5、程程图图中中矩矩形形框框所所表表示示的的处处理理、菱菱形形表表示示的的分支及多选择结构点。分支及多选择结构点。控控制制流流线线：以以带带箭箭头头的的直直线线或或弧弧表表示示，与与程程序序流流程程图图中中的的数数据据流流线线是是一一致致的的，表表明明了了控控制制的的顺顺序序。控控制制流流线线通通常常标标有有名名字字，如如图图中中所所标标的的a、b、c等。等。To be continue控制流分析控制流分析为为便便于于表表示示和和处处理理控控制制流流图图，可可以以把把控控制制流流图图表表示示成成矩矩阵阵的的形形式式，称为控制流图矩阵。称为控制流图矩阵。控制流矩阵：控制流矩阵：nxn,nxn,n n

6、为控制流图中节点数量。为控制流图中节点数量。To be continue控制流分析控制流分析控制流图矩阵控制流图矩阵数据流分析数据流分析数数据据流流分分析析最最初初是是随随着着编编译译系系统统要要生生成成有有效效的的目目标标码码而而出出现现的的，这这类类方方法法主主要要用用于于代代码码优化。优化。数数据据流流分分析析方方法法在在确确认认系系统统中中也也得得到到成成功功的的运运用用，用用以以查查找找如如引引用用未未定定义义变变量量等等程程序序错错误误，以以及及用用来来查查找找对对未未曾曾使使用用的的变变量量再再次次赋赋值等数据流异常的情况。值等数据流异常的情况。数据流分析重要性数据流分析重要性在

7、在程程序序测测试试中中，找找出出这这些些错错误误是是很很重重要要的的。因因为为这这常常常常是是常常见见程程序序错错误误的的表表现现形形式式，如如错错拼拼名名字字、名名字字混淆或是丢失了语句。混淆或是丢失了语句。数据流分析的两个概念数据流分析的两个概念变变量量定定义义：如如果果程程序序中中某某一一语语句句执执行行时时能能够够改改变变某某个个变变量量V V的的值值，则则称称V V是是被被该该语句定义的。语句定义的。变变量量引引用用：如如果果程程序序中中某某一一语语句句的的执执行行引引用用了了内内存存中中变变量量V V的的值值，则则说说该该语语句句引用变量引用变量V V。数据流分析案例数据流分析案例

8、例如例如:1.1.语句语句 X X：Y Y十十Z Z定义了定义了X X，引用了，引用了Y Y和和Z Z；2.2.语句语句 if Y if YZ then Z then goto exit goto exit引用了引用了Y Y和和Z Z。3.3.输入语句输入语句 READ X READ X定义了定义了X X。4.4.输出语句输出语句 WRITE X WRITE X 引用了引用了X X。To be continue数据流分析案例每个语句定义和引用的变量的列表。每个语句定义和引用的变量的列表。To be continue数据流分析数据流分析程序中有两个错误：程序中有两个错误：语语句句2 2使使用用了

9、了变变量量W W，而而在在此此之之前前并并末末对对其定义。其定义。语语句句5 5、6 6使使用用变变量量V V，这这在在第第一一次次执执行行循环时也未对其定义过。循环时也未对其定义过。程序中还包含两个异常：程序中还包含两个异常：语句语句6 6对对Z Z的定义从未使用过。的定义从未使用过。语句语句8 8对对W W的定义也从未使用过。的定义也从未使用过。程序切片程序切片对于给定的一个程序行为的子集对于给定的一个程序行为的子集,通过切片技通过切片技术把程序减小到一个最小化形式术把程序减小到一个最小化形式,并且并且 仍旧能仍旧能产生给定的行为。这个简化后的程序就称为切产生给定的行为。这个简化后的程序就

10、称为切片片。To be continue程序切片程序切片对于一个中等复杂的程序来说对于一个中等复杂的程序来说,要进行比较完要进行比较完整的测试其成本是非常高的。那么使用切片技整的测试其成本是非常高的。那么使用切片技术术,可以把一个规模较大且较复杂的程序转换可以把一个规模较大且较复杂的程序转换成多个使用一定切片标成多个使用一定切片标 准而获得的切片程序准而获得的切片程序,这些切片相对原来的程序来说这些切片相对原来的程序来说,要简单且易于要简单且易于测试。测试。程序插装程序插装 程程序序插插装装是是一一种种基基本本的的白白盒盒测测试试手手段，在软件测试中有着广泛的应用。段，在软件测试中有着广泛的应

11、用。To be continue程序插装程序插装什么是程序插装？什么是程序插装？程序插装方法简单地说是借助在被测程序中插入检查点的方法，来实现白盒测试的目的。To be continue程序插装的目的程序插装的目的通通过过测测试试这这些些检检查查点点的的信信息息，可可以以了了解解执执行行过过程程中中程程序序的的动动态态特特性性，如如程程序序的的实实际际执执行行路路径径，或或是是特特定定变变量量在在特特定时刻的取值。定时刻的取值。To be continue程序插装程序插装从从这这一一思思想想发发展展出出的的程程序序插插装装技技术术能能够够按按用用户户的的要要求求，获获取取程程序序的的各各种种信

12、信息息，成成为为测测试试工作的有效手段。工作的有效手段。通通过过程程序序插插装装技技术术我我们们可可以以了了解解一一个个程程序序在在某某次次运运行行中中所所有有可可执执行行语语句句被被覆覆盖盖(或或称称被被经经历历)的的情情况况，或或是是每每个个语语句句的的实实际际执执行行次次数。数。To be continue程序插装的应用程序插装的应用测试覆盖率和测试用例有效性度量测试覆盖率和测试用例有效性度量;断言检测断言检测;数据流异常检测数据流异常检测;路径智能分解路径智能分解To be continue用于测试覆盖率和测试用例有效性度量的程序插装用于测试覆盖率和测试用例有效性度量的程序插装可能的测

13、试覆盖度量：可能的测试覆盖度量：程序中每个语句至少被执行一次程序中每个语句至少被执行一次;在流程图中的每个分支至少被经过一次在流程图中的每个分支至少被经过一次;每个可能被执行的路径至少被经过一次。每个可能被执行的路径至少被经过一次。可能途径：可能途径：在控制流中确定一个点集在控制流中确定一个点集;在程序中的这些点上插入软件计数器在程序中的这些点上插入软件计数器;用一组测试用例测试这个程序用一组测试用例测试这个程序;检查计数器的值以确定获得的覆盖率的范围。检查计数器的值以确定获得的覆盖率的范围。To be continue程序插装程序插装计计数数器器的的实实现现可可以以使使用用一一个个已已命命名

14、名的的子子程程序序或或子子 过程。过程。To be continue.程序插装程序插装以以计计算算整整数数x和和整整数数Y的的最最大大公公约数程序为例。约数程序为例。To be continue.程序插装程序插装图图中中虚虚线线框框并并不不是是原原来来程程序序的的内内容容，而而是是为为了了记记录录语语句句执执行行次数而插入的。次数而插入的。虚线框语句形式为：虚线框语句形式为：C(i)C(i)十十1 i1，2，6To be continue.程序插装程序插装程程序序从从入入口口开开始始执执行行，到到出出口口结结束束。凡凡经经历历的的计计数数语语句句都都能能记记录录下下该该程程序序点点的的执执行行

15、次数。次数。如如果果我我们们在在程程序序的的入入口口处处还还插插入入了了对对计计数数器器C(i)初初始始化化的的语语句句，在在出出口口处处插插人人了了打打印印这这些些计计数数器器的的语语句句，就就构构成成了了完完整整的的插插装装程序。程序。经经过过插插装装的的程程序序便便能能记记录录并并输输出出在在各各程程序序点上语句的实际执行次数。点上语句的实际执行次数。To be continue.程序插装程序插装插装后的程序：插装后的程序：To be continue.程序插装程序插装经经过过插插装装的的程程序序，一一方方面面可可检检验验测测试试的的结结果果数数据据，另另一一方方面面还还可可借借助助插插

16、入入语语句句给给出出的的信信息了解程序的执行特性。息了解程序的执行特性。所所以以，我我们们有有时时把把插插入入的的语语句句称称为为“探探测测器器”或或“探探针针”，借借以以实实现现“探探查查”或或“监监控控”的功能。的功能。To be continue.程序插装程序插装在在应应用用程程序序插插装装方方法法时时，需需要要考考虑虑的的问问题：题：探测哪些信息；探测哪些信息；在程序的什么部位设置探测点；在程序的什么部位设置探测点；需要设置多少个探测点。需要设置多少个探测点。需要结合具体程序分析。需要结合具体程序分析。需需要要考考虑虑如如何何设设置置最最少少探探测测点点，达达到到测测试试的目的。的目的

17、。To be continue.程序插装程序插装实实践践表表明明，程程序序插插装装方方法法是是应应用用很很广广的的技技术术，特别是在完成程序的测试和调试时非常有效。特别是在完成程序的测试和调试时非常有效。To be continue用于断言用于断言检测检测的程序插装的程序插装 在在程程序序的的特特定定部部位位插插入入某某些些用用以以判判断断变变量量特特性性的的语语句句,使使这这些些语语句句在在程程序序执执行行中中得得以以证证实实,从从而而使使程程序序的的运运行特性得以证实。行特性得以证实。把插入的把插入的这这些些语语句称句称为为断言断言。断言是程序插装技断言是程序插装技术术的一个典型使用。的一

18、个典型使用。程程序序员员必必须须在在程程序序的的正正确确位位置置放放人人正正确确的的断断言言,这这不不是一件容易的事情。是一件容易的事情。北京测试空间科技发展有限公司是注册于北京市海淀区高新技术园的软件企业，目前主要业务范围包括软件测试管理工具研发、软件测试项目外包和软件测试专业技术人才培养及派遣。在软件测试管理工具研发领域已成功开发具有自主知识产权的STMP管理软件。在软件测试项目外包领域已建立广泛的业务渠道，服务客户包括北大软件工程中心、东软股份、海辉高科、用友软件、莱博智科技、电子部5所、11所，航天704所、中国金融认证管理中心、国安创想、清华同方、中软融鑫、长峰科技等100余家企业，项目覆盖行业包括军工、航天、金融、通信等领域。由安博测试空间技术中心http:/ 62303260 62303230Thank You！