1、软件测试与系统随机测试的前沿探索

软件测试与系统随机测试的前沿探索

在当今软件和系统飞速发展的时代，测试的重要性日益凸显。它从曾经系统开发中临时且不受重视的领域，逐渐演变成一个活跃且关键的研究方向。本文将围绕软件随机测试展开，深入探讨相关的方法、算法以及应用。

1. 随机测试的背景与重要性

软件随机测试主要有三大类方法：基于被测系统输入域的方法、基于系统环境知识的方法以及基于系统行为模型的方法。我们重点关注基于系统行为模型的方法，通过在模型路径上进行随机游走，来实现对软件和系统的测试。

随机方法在测试大型程序或检查大型模型时具有吸引力，但设计具有良好故障检测能力且可评估的随机方法并非易事。为了确保对程序、模型或潜在故障位置的良好覆盖，并量化这种覆盖程度，需要精心设计输入或路径的概率分布。

2. 随机测试与随机游走的基础知识

随机测试的方法可分为以下三类：
- 基于被测系统输入域的方法
- 基于系统环境知识的方法
- 基于系统行为模型的方法

我们聚焦于基于系统行为模型的方法，在该模型的路径集合上进行随机游走。经典的随机游走方法（有时称为各向同性方法），从一个状态出发，均匀随机地选择其后续状态。这种方法的优点是易于实现，且只需要模型的局部知识；但缺点也很明显，在底层图的拓扑结构不规则时，从覆盖角度来看，均匀选择下一个状态并非最优，而且要估计随机游走后的覆盖程度，需要对模型的拓扑结构进行复杂的全局分析。

为了提高随机游走在各种覆盖标准下的质量，如有界路径覆盖、转换/分支覆盖、状态/语句覆盖和套索覆盖，需要一些非局部的模型知识，即基于计算从当前状态的每个后续状态可访问的待覆盖元素数量。借助强大的组合算法，以及