Luận Án Tiến Sĩ Công Nghệ Thông Tin: Kiểm Thử Dựa Trên Mô Hình Với Cách Tiếp Cận Mô Hình Hóa Chuyên Biệt Miền

• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Bình
• Trường học: Đại học Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm
• Đề tài: Kiểm thử dựa trên mô hình với tiếp cận mô hình hóa chuyên biệt miền
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC THUẬT TOÁN
• DANH MỤC CÁC ĐẶC TẢ
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 2. CHƯƠNG 2: KIẾN THỨC CƠ SỞ
• 2.1. Kiểm thử dựa trên ca sử dụng
• 2.1.1. Kiểm thử phần mềm
• 2.1.2. Ca sử dụng
• 2.1.3. Xây dựng các ca kiểm thử từ ca sử dụng
• 2.2. Mô hình hóa chuyên biệt miền
• 2.2.1. Một số khái niệm cơ bản
• 2.2.2. Phương pháp xây dựng DSML
• 2.2.3. Xây dựng DSML trong Eclipse
• 2.3. Chuyển đổi mô hình
• 2.3.1. Chuyển đổi mô hình sang mô hình
• 2.3.2. Chuyển đổi mô hình sang văn bản
• 2.3.3. Ngôn ngữ ràng buộc đối tượng OCL
• 2.3.3.1. Cơ bản về OCL
• 2.3.3.2. Công cụ hỗ trợ OCL
• 2.4. Tổng kết chương
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC TẢ CA SỬ DỤNG THEO HƯỚNG MÔ HÌNH HÓA CHUYÊN BIỆT MIỀN
• 3.1. Các nghiên cứu liên quan
• 3.2. Xác định miền cho ngữ cảnh đặc tả ca sử dụng
• 3.3. Cú pháp của USL
• 3.3.1. Cú pháp trừu tượng của USL
• 3.3.2. Các luật hợp lệ trên siêu mô hình của USL
• 3.3.3. Cú pháp cụ thể của USL
• 3.4. Ngữ nghĩa hình thức của mô hình USL
• 3.5. Chuyển đổi mô hình USL
• 3.5.1. Sinh các ca kiểm thử
• 3.5.2. Sinh các mô hình cấu trúc và mô hình hành vi
• 3.6. Tổng kết chương
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP SINH TỰ ĐỘNG CÁC CA KIỂM THỬ TỪ MÔ HÌNH CA SỬ DỤNG VÀ MÔ HÌNH KHÁI NIỆM MIỀN CỦA HỆ THỐNG
• 4.1. Các nghiên cứu liên quan
• 4.2. Tổng quan phương pháp đề xuất
• 4.3. Ngôn ngữ đặc tả các ca kiểm thử TCSL
• 4.3.1. Xác định miền cho ngữ cảnh đặc tả ca kiểm thử chức năng
• 4.3.2. Định nghĩa siêu mô hình TCSL
• 4.4. Chuyển đổi mô hình từ USL sang TCSL
• 4.4.1. Xác định tiêu chí phủ
• 4.4.2. Sinh các kịch bản ca sử dụng và các ràng buộc
• 4.4.3. Sinh các bộ dữ liệu đầu vào kiểm thử
• 4.4.4. Sinh mô hình TCSL
• 4.5. Tổng kết chương
• 5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
• 5.1. Công cụ hỗ trợ USL
• 5.2. Ví dụ minh họa
• 5.2.1. Đánh giá ngôn ngữ USL
• 5.2.2. Đánh giá phương pháp sinh các ca kiểm thử USLTG
• 5.3. Tổng kết chương
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Các đóng góp của luận án
• 6.2. Hướng phát triển
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu

Luận án tiến sĩ này tập trung vào kiểm thử dựa trên mô hình với tiếp cận mô hình hóa chuyên biệt miền. Mục tiêu chính là sinh tự động các ca kiểm thử chức năng từ các ca sử dụng, áp dụng các kỹ thuật kiểm thử dựa trên mô hình và mô hình hóa chuyên biệt miền. Luận án đề xuất các phương pháp đặc tả rõ ràng các ca sử dụng và ca kiểm thử bằng các ngôn ngữ mô hình hóa chuyên biệt, đồng thời chuyển đổi tự động các mô hình ca sử dụng sang mô hình ca kiểm thử. Các đóng góp chính bao gồm việc xây dựng ngôn ngữ USL và TCSL, cùng với phương pháp USLTG để sinh tự động ca kiểm thử.

1.1. Bối cảnh và thách thức

Trong bối cảnh phát triển phần mềm hiện đại, kiểm thử phần mềm đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng. Tuy nhiên, việc sinh và thực thi các ca kiểm thử thường tốn nhiều thời gian và chi phí. Kiểm thử dựa trên mô hình (MBT) được xem là giải pháp tối ưu để tăng tính tự động hóa, giảm chi phí và nâng cao chất lượng. Thách thức chính là việc sinh tự động các ca kiểm thử từ các mô hình ca sử dụng, đặc biệt khi các yêu cầu thay đổi liên tục.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Luận án hướng đến việc giải quyết các thách thức trong kiểm thử dựa trên mô hình bằng cách đề xuất các phương pháp mô hình hóa chuyên biệt miền để đặc tả ca sử dụng và ca kiểm thử. Mục tiêu cụ thể là xây dựng các ngôn ngữ USL và TCSL, cùng với phương pháp USLTG để sinh tự động ca kiểm thử từ ca sử dụng.

II. Phương pháp và công cụ đề xuất

Luận án đề xuất các phương pháp và công cụ để thực hiện kiểm thử dựa trên mô hình với tiếp cận mô hình hóa chuyên biệt miền. Cụ thể, ngôn ngữ USL được xây dựng để đặc tả rõ ràng các ca sử dụng, trong khi TCSL được sử dụng để đặc tả các ca kiểm thử. Phương pháp USLTG được đề xuất để chuyển đổi tự động các mô hình USL sang TCSL, từ đó sinh ra các ca kiểm thử tự động. Bộ công cụ hỗ trợ USL được xây dựng để tích hợp các phương pháp này vào quy trình phát triển phần mềm.

2.1. Ngôn ngữ USL và TCSL

Ngôn ngữ USL (Use Case Specification Language) được thiết kế để đặc tả rõ ràng các ca sử dụng, hướng đến khả năng sinh tự động các chế tác phần mềm khác nhau. TCSL (Test Case Specification Language) được sử dụng để đặc tả các ca kiểm thử, đảm bảo tính rõ ràng và đầy đủ thông tin cần thiết cho việc thực thi kiểm thử tự động.

2.2. Phương pháp USLTG

Phương pháp USLTG (USL-based Test Generation) được đề xuất để sinh tự động các ca kiểm thử từ ca sử dụng. Phương pháp này chuyển đổi tự động các mô hình USL sang TCSL, từ đó sinh ra các ca kiểm thử chức năng. Quá trình này bao gồm việc xác định các kịch bản ca sử dụng, sinh dữ liệu đầu vào kiểm thử, và tạo mô hình TCSL.

III. Thực nghiệm và đánh giá

Luận án tiến hành các thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của các phương pháp và công cụ đề xuất. Các ví dụ nghiên cứu được áp dụng để minh họa quy trình sinh tự động ca kiểm thử từ ca sử dụng. Kết quả thực nghiệm cho thấy khả năng tích hợp kiểm thử dựa trên mô hình vào quy trình phát triển phần mềm, đồng thời đánh giá tính hiệu quả của ngôn ngữ USL và phương pháp USLTG.

3.1. Ví dụ minh họa

Các ví dụ nghiên cứu được sử dụng để minh họa quy trình sinh tự động ca kiểm thử từ ca sử dụng. Các mô hình USL được tạo ra để đặc tả ca sử dụng, sau đó chuyển đổi sang TCSL để sinh ca kiểm thử. Kết quả cho thấy tính khả thi và hiệu quả của phương pháp đề xuất.

3.2. Đánh giá kết quả

Kết quả thực nghiệm được đánh giá dựa trên khả năng sinh tự động ca kiểm thử và tính chính xác của các ca kiểm thử được sinh. So sánh với các phương pháp khác, phương pháp USLTG cho thấy ưu điểm trong việc tích hợp mô hình hóa chuyên biệt miền vào quy trình kiểm thử dựa trên mô hình.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Luận án đã đề xuất các phương pháp và công cụ để thực hiện kiểm thử dựa trên mô hình với tiếp cận mô hình hóa chuyên biệt miền. Các kết quả thực nghiệm cho thấy tính khả thi và hiệu quả của các phương pháp đề xuất. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc mở rộng ứng dụng của các phương pháp này trong các lĩnh vực khác nhau, cải tiến các công cụ hỗ trợ, và tích hợp sâu hơn vào quy trình phát triển phần mềm.

4.1. Đóng góp chính

Luận án đã đóng góp vào lĩnh vực kiểm thử phần mềm bằng cách đề xuất các phương pháp mô hình hóa chuyên biệt miền và kiểm thử dựa trên mô hình. Các ngôn ngữ USL và TCSL, cùng với phương pháp USLTG, đã được xây dựng và thử nghiệm thành công.

4.2. Hướng phát triển

Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc mở rộng ứng dụng của các phương pháp này trong các lĩnh vực khác nhau, cải tiến các công cụ hỗ trợ, và tích hợp sâu hơn vào quy trình phát triển phần mềm. Ngoài ra, việc nghiên cứu thêm về khả năng sinh tự động các mô hình cấu trúc và hành vi từ ca sử dụng cũng là một hướng đi tiềm năng.