Modellbasierter Test mit der UML. Vortragender: Lars Westmeier Seminar: Spezifikationsbasierter Softwaretest

Transkript

1 Modellbasierter Test mit der UML Vortragender: Lars Westmeier Seminar: Spezifikationsbasierter Softwaretest

2 Inhalt Einleitung und Motivation UML Testgenerierung Fazit

3 Inhalt Einleitung und Motivation UML Testgenerierung Fazit

4 Was ist die UML? Unified Modeling Language Booch: UML ist eine grafische Sprache... [zum] Visualisieren, Spezifizieren, Konstruieren und Dokumentieren eines softwareintensiven Systems. Booch, Rumbaugh, Jacobson: Das UML-Benutzerhandbuch

5 Diagrammarten in UML UML-Diagramm Strukturdiagramm Klassendiagramm - zeigt Klassen und ihre Beziehungen untereinander Objektdiagramm - zeigt Objekte mit beispielhaften Werten / Inhalten Anwendungsfalldiagramm - zeigt Akteure, Anwendungsfälle und ihre Beziehungen Paketdiagramm - zeigt Ablagestruktur und Abhängigkeiten der Modellelemente Zusammenarbeits- Diagramm - Zusammenarbeit und Rollen von Klassen Architekturdiagramm Kompositionsstrukturdiagramm - Zusammensetzung und Schnittstellengruppierung von Komponenten Komponentendiagramm - zeigt Komponenten und ihre Verbindungen Subsystemdiagramm - zeigt architektonische Zusammenhänge von Komponenten u. Ä. Einsatz- und Verteilungsdiagramm - zeigt Artefakte und ihre Verteilung auf Knoten und Komponenten Verhaltensdiagramm Aktivitätsdiagramm - beschreibt Abläufe mit Hilfe von Aktionen, Transitionen, Verzweigungen u. a. Zustandsdiagramm - beschreibt Objektzustände und mögliche Zustandsübergänge Protokollautomat -definiert zulässige Reihenfolge von Operationen Interaktionsdiagramm Sequenzdiagramm - zeigt zeitlich geordnet den Nachrichtenaustausch zwischen Objekten Kommunikationsdiagramm - zeigt topologisch geordnet den Nachrichtenaustausch zwischen Objekten Zeitdiagramm - beschreibt zeitliche Bedingungen im Kontext von Objektzuständen Interaktionsübersicht - Kombination von Sequenz- und Aktivitätsdiagramm

6 Diagrammarten in UML

7 Definition: Zustandsdiagramm State Chart Mathematische Definition: (Σ,S,s 0,δ,F) UML-Definition: Behavior (from BasicBehaviors) Namespace (from Kernel) NamedElement (from Kernel) StateMachine Region Vertex Transition State PseudoState ConnectionPointReference FinalState

8 Zustandsdiagramm State Chart Besonderheiten von UML-State-Charts: Hierarchie Vererbung Parallelität Historisierung

9 Notation Zustandsdiagramm State Chart

10 Inhalt Einleitung und Motivation UML Testgenerierung Fazit

11 Methoden Model-Checking (Labelled Transition Systems)...

12 Übersicht: Testgenerierung mit Model-Checking Temporallogik CTL symbolischer Model Checker SMV Statecharts specification translate SMV program SMV Test suite Test coverage criterion Instantiate CTL formulas

13 Testgenerierung mit Model-Checking

14 Testgenerierung mit Model-Checking Spezifikation: Statechart-Semantik als Kripke Struktur K = (Q, Q 0, L, R) Statecharts specification translate SMV program SMV Test suite Test coverage criterion Instantiate CTL formulas

15 Testgenerierung mit Model-Checking gs 1 : ({OFF}, m=0, {power-on}, Ø) step gs 2 : ({IDLE, EMPTY}, m=0, {light-on},{t 1 }) tick gs 3 : ({IDLE, EMPTY}, m=0, {inc},ø) step gs 4 : ({IDLE, NOTEMPTY}, m=1, Ø, {t 5 }) tick gs 5 : ({IDLE, NOTEMPTY}, m=1, {coffee},ø) step gs 6 : ({BUSY, EMPTY}, m=1, {start, dec}, {t 3 }) step gs 7 : ({BUSY, EMPTY}, m=0, Ø, {t 8 })

16 Überdeckungskriterien Kontrollfluss: Zustandsüberdeckung Konfigurationsüberdeckung Transitionsüberdeckung Statecharts specification translate SMV program SMV Test suite Test coverage criterion Instantiate CTL formulas

17 Überdeckungskriterien Datenfluss: def(m), c-use(m), p-use(m) all-def-coverage, all-use-coverage Statecharts specification translate SMV program SMV Test suite Test coverage criterion Instantiate CTL formulas

18 Testgenerierung mit Model-Checking

19 Überdeckungskriterien als CTL-Formeln: Zustandsüberdeckung { EF( in( s) EFstable) s BS} All-def-Überdeckung: { EF( t EX E[ d( v) U( u( v) EF exit)]) v V, t def ( v) } Statecharts specification translate SMV program SMV Test suite Test coverage criterion Instantiate CTL formulas

20 Testgenerierung mit Model-Checking Test Suites für CVM z. B. Konfigurationsüberdeckung Statecharts specification translate SMV program SMV Test suite Test coverage criterion Instantiate CTL formulas

21 Inhalt Einleitung und Motivation UML Testgenerierung Fazit

22 Fazit......

23 FRAGEN?

24 Literatur Booch, Rumbaugh, Jacobson: Das UML-Benutzerhandbuch. München: Addison- Wesley, Weilkiens: UML 2 Zertifizierung. Intermediate-Stufe. Dpunkt Verlag, Gnesi, Latella, Massink: Formal Test-case Generation for UML Statecharts. In: 9th IEEE International Conference on Engineering of Complex Computer Systems Proceedings. S Latella, Massink: A Formal Testing Framework for UML Statechart Diagram Behaviors: From Theory to Automatic Verification. In: Proceedings of the 6th International Symposium on High Assurance Systems Engineering (HASE 01)