A Programação Orientada a Aspectos (POA) é uma técnica de desenvolvimento que apoia a separação de interesses transversais. Na POA, adendos são aplicados a pontos de junção do sistema por meio de uma construção especial chamada descritor de conjuntos de junção (ou simplesmente conjunto de junção). Esse mecanismo apoia a modularização de comportamentos transversais, entretanto, como as interações adicionadas não ficam explícitas no código-fonte, é difícil assegurar que estão corretas. Para lidar com esse problema, nesta tese é proposta uma abordagem rigorosa de teste estrutural de integração para programas orientados a aspectos. É definido um modelo de fluxo de controle e de dados baseado no bytecode Java chamado Grafo Def-Uso baseado em conjuntos de junção (ou PointCut-based Def-Use graph, PCDU) que modela as regiões de execução de um programa escrito em AspectJ que são afetadas por um conjunto de junção. Sobre este modelo são definidos três critérios de teste: todos-nós-baseados-em-conjunto-de-junção, todas-arestas-baseadas-em-conjunto-de-junção e todos-usos-baseados-em-conjunto-de-junção, que requerem a cobertura de todos os comandos, condicionais e pares def-uso no contexto de cada ponto de junção selecionado. Para automatizar o uso do modelo e critérios propostos, é implementada uma ferramenta chamada JaBUTi/PC-AJ. Além disso, para validar a abordagem proposta, são conduzidos estudos teóricos e experimentais que procuram avaliar os critérios tanto do ponto de vista do custo de aplicação quanto do ponto de vista da eficácia em encontrar defeitos. Os estudos oferecem indícios da aplicabilidade e da eficácia dos critérios para encontrar defeitos diretamente relacionados com a POA / Aspect-Oriented Programming (AOP) is a promising development technique that supports separation of crosscutting concerns. In AOP, advice is applied to join points in the system through a special construct called pointcut. This mechanism supports the modularization of crosscutting behavior; however, since the added interactions are not explicit in the source code, it is hard to ensure their correctness. To tackle this problem, this thesis proposes a rigorous structural testing approach for aspect-oriented programs. A control and data flow model based on Java bytecode the PointCut-based Def-Use Graph (PCDU) that models execution regions of a program affected by a pointcut is proposed. On top of this model three testing criteria are defined: all-pointcut-based-advice-nodes, all-pointcut-based-advice-edges, and all-pointcut-based-advice-uses, that require exercising all statements, branches and def-use pairs of each advice at the context of each affected join point. To automate the use of the proposed model and criteria, a tool named JaBUTi/PC-AJ is implemented. Moreover, to validate the proposed approach, both theoretical and experimental studies are presented. These studies provide evidence of the applicability and efficacy of the proposed criteria

Uma abordagem de teste estrutural de integração contextual para programas OO e OA escritos em Java e AspectJ é apresentada. A finalidade dessa abordagem é descobrir defeitos que possam existir nas interfaces entre uma determinada unidade (método ou adendo) e todas as outras que interagem diretamente com ela, bem como descobrir defeitos que possam ocorrer na hierarquia de chamadas dessas unidades. Para programas OO, esse tipo de teste envolve testar a interação entre métodos; já para programas OA, o teste estrutural de integração nível um (como também pode ser chamado) deve considerar as interações método-método, método-adendo, adendo-adendo e adendo-método. Para efetuar o teste estrutural de integração nível um deve-se considerar todo o fluxo de execução (fluxo de controle e de dados) que ocorre entre uma unidade chamadora e as unidades que interagem diretamente com ela. Para isso é definido o grafo Def-Uso IN1P, que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientado a Aspectos (AODU) da unidade chamadora e das unidades que ela chama ou que a afeta. Além disso, são propostos três critérios para derivar os requisitos de teste, dois baseados em fluxo de controle (todos-nós-integrados-N1 e todas-arestas-integradas-N1) e um baseado em fluxo de dados (todos-usos-integrados-N1). A ferramenta JaBUTi/AJ foi estendida para dar apoio à abordagem de teste de integração proposta. Exemplos são apresentados para ilustrar o uso da ferramenta para o teste de profundidade um e também seu uso no contexto de uma abordagem que leva em consideração também o teste de unidades e o teste baseado em conjuntos de junção / A Contextual structural integration testing for OO and OA programs written in Java and AspectJ is presented. The purpose of this approach is to discover faults that may exist in the interfaces between a particular unit (method or advice) and all others that interact directly with it, as well as to discover defects that may occur in the call hierarchy of these units. In OO programs, this type of test involves testing the interaction among methods. For OA programs, the structural integration testing at the depth of one (as it can also be called) should consider the method-method, method-advice, advice-advice and advice-method interactions. To perform structural integration testing at the depth of one level the whole execution flow (control and data flow) that occurs among a caller unit and the units that interact directly with it it must be considered. The IN1P Def-Use graph has been defined as an abstraction formed by the integration of the Aspect-Oriented Def-Use (AODU) graphs of the caller unit and of the units that it calls or affects it. Also, three criteria to derive test requirements are proposed, two of which are based on control flow all-integrated-nodes-N1 and all-integrated-edges-N1 and one is based on data flowall-integrated-uses-N1. The tool JaBUTi/AJ was extended to support the proposed integration testing approach. Examples are presented to illustrate the use of the tool for depth 1 testing as well as its use in the context of an approach that also takes into account unit testing and pointcut-based testing

O Teste de software é uma atividade de garantia da qualidade que tem por finalidade diminuir o número de defeitos do software. Esta atividade contribui para redução do custo de manutenção e para a melhora da qualidade do software, durante o processo de desenvolvimento. Isso tem motivado a investigação e proposta de estratégias, técnicas, critérios e ferramentas de teste para diferentes paradigmas de desenvolvimento, tais como procedimental, orientado a objetos e orientado a aspectos. Vários estudos experimentais têm sido desenvolvidos para avaliar e comparar critérios de teste. Grande parte desses experimentos foram realizados com programas construídos sob um mesmo paradigma ou desconsiderando a influência do mesmo sobre os resultados. Entretanto, é importante avaliar o impacto de um paradigma específico sobre a atividade de teste uma vez que alguns defeitos podem estar relacionados ao seu uso. Este trabalho apresenta um estudo experimental realizado para caracterizar e avaliar o custo de aplicação e a dificuldade de satisfação de critérios de teste, comparando dois paradigmas: o orientado a objetos e o procedimental. O estudo considera critérios de teste funcionais e estruturais e utiliza um conjunto de programas do domínio de Estrutura de Dados. Os termos e fases do processo de experimentação controlada foram usados, à medida em que estes se mostraram adequados, para definir e executar o presente estudo. Os objetivos com a execução dessa pesquisa foram obter resultados iniciais sobre as questões investigadas bem como gerar artefatos que sirvam de base para a definição e condução de futuros experimentos e a criação de pacotes de laboratório. Além disso, pretende-se apoiar, por meio dos materiais gerados, o treinamento e o ensino da atividade do teste de software / Software Testing is a quality assurance activity that aims at reducing the number of software faults. This activity contributes for the reduction of maintenance costs and for software quality improvement during the development process. These factors have motivated the investigation and proposal of several testing strategies, techniques, criteria and tools for different programming paradigms, such as procedural, object-oriented and aspect-oriented. Regarding testing criteria, many experimental studies have been performed to evaluate and compare them. In general, these experiments comprise programs developed under the same paradigm or this influence over the results. However, some faults can be paradigm-related and it is important to evaluate its impact on the testing activity. This work presents an experimental study developed to characterize and evaluate the application cost and strength of testing criteria, comparing two programming paradigms: object-oriented and procedural. This study considers functional and strutural testing criteria and uses a set of programs from the data structure domain. Terms and phases from controlled experimentation process were used, as long as they showed to be adequated, to define and execute the present study. The research aims at obtaining initial results about the questions investigated as well as generating artifacts which support the definition and conduction of future experiments and the creation of laboratory packages. In addition, it intends to support, through the materials generated, the training and teaching of software testing activity

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-03T20:33:15Z No. of bitstreams: 1 DissASA.pdf: 6143481 bytes, checksum: ae99305f43474756b358bade1f0bd0c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-04T13:50:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissASA.pdf: 6143481 bytes, checksum: ae99305f43474756b358bade1f0bd0c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-04T13:50:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissASA.pdf: 6143481 bytes, checksum: ae99305f43474756b358bade1f0bd0c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissASA.pdf: 6143481 bytes, checksum: ae99305f43474756b358bade1f0bd0c7 (MD5) Previous issue date: 2016-01-05 / Não recebi financiamento / Context: MDD (Model-Driven Development) is a software development paradigm in which the main artefacts are models, from which source code or other artefacts are generated. Even though MDD allows different views of how to decompose a problem and how to design a software to solve it, this paradigm introduces new challenges related to the input models, transformations and output artefacts. Problem Statement: Thus, software testing is a fundamental activity to reveal defects and improve confidence in the software products developed in this context. Several techniques and testing criteria have been proposed and investigated. Among them, functional testing has been extensively explored primarily in the M2M (Model-to-Model) transformations, while structural testing for M2T (Model-to-Text) transformations still poses challenges and lacks appropriate approaches. Objective: This work aims to to present a proposal for the structural testing of M2T transformations through the characterisation of input models as complex data, templates and output artefacts involved in this process. Method: The proposed approach was organised in five phases. Its strategy proposes that the complex data (grammars and metamodels) are represented by directed hypergraphs, allowing that a combinatorial-based traversal algorithm creates subsets of the input models that will be used as test cases for the M2T transformations. In this perspective, we carried out two exploratory studies with the specific purpose of feasibility analysis of the proposed approach. Results and Conclusion: The evaluation of results from the exploratory studies, through the analysis of some testing coverage criteria, demonstrated the relevance and feasibility of the approach for characterizing complex data for M2T transformations testing. Moreover, structuring the testing strategy in phases enables the revision and adjustment of activities, in addition to assisting the replication of the approach within different applications that make use of the MDD paradigm. / Contexto: O MDD (Model-Driven Development ou Desenvolvimento Dirigido por Modelos) e um paradigma de desenvolvimento de software em que os principais artefatos são os modelos, a partir dos quais o código ou outros artefatos são gerados. Esse paradigma, embora possibilite diferentes visões de como decompor um problema e projetar um software para soluciona-lo, introduz novos desafios, qualificados pela complexidade dos modelos de entrada, as transformações e os artefatos de saída. Definição do Problema: Dessa forma, o teste de software e uma atividade fundamental para revelar defeitos e aumentar a confiança nos produtos de software desenvolvidos nesse contexto. Diversas técnicas e critérios de teste vem sendo propostos e investigados. Entre eles, o teste funcional tem sido bastante explorado primordialmente nas transformações M2M (Model-to-Model ou Modelo para Modelo), enquanto que o teste estrutural em transformações M2T (Model-to-Text ou Modelo para Texto) ainda possui alguns desafios e carência de novas abordagens. Objetivos: O objetivo deste trabalho e apresentar uma proposta para o teste estrutural de transformações M2T, por meio da caracterização dos dados complexos dos modelos de entrada, templates e artefatos de saída envolvidos neste processo. Metodologia: A abordagem proposta foi organizada em cinco fases e sua estratégia propõe que os dados complexos (gramáticas e metamodelos) sejam representados por meio de hipergrafos direcionados, permitindo que um algoritmo de percurso em hipergrafos, usando combinatória, crie subconjuntos dos modelos de entrada que serão utilizados como casos de teste para as transformações M2T. Nesta perspectiva, realizou-se dois estudos exploratórios com propósito específico da analise de viabilidade quanto a abordagem proposta. Resultados: A avaliação dos estudos exploratórios proporcionou, por meio da analise dos critérios de cobertura aplicados, um conjunto de dados que demonstram a relevância e viabilidade da abordagem quanto a caracterização de dados complexos para os testes em transformações M2T. A segmentação das estratégias em fases possibilita a revisão e adequação das atividades do processo, além de auxiliar na replicabilidade da abordagem em diferentes aplicações que fazem uso do paradigma MDD.

Veículo autônomo inteligente (ou apenas veículo autônomo VA) é um tipo de sistema embarcado que integra componentes físicos (hardware) e computacionais (software). Sua principal característica é a capacidade de locomoção e de operação de modo semi ou completamente autônomo. A autonomia cresce com a capacidade de percepção e de deslocamento no ambiente, robustez e capacidade de resolver e executar tarefas lidando com as mais diversas situações (inteligência). Veículos autônomos representam um tópico de pesquisa importante e que tem impacto direto na sociedade. No entanto, à medida que esse campo avança alguns problemas secundários aparecem como, por exemplo, como saber se esses sistemas foram suficientemente testados. Uma das fases do teste de um VA é o teste de campo, em que o veículo é levado para um ambiente pouco controlado e deve executar livremente a missão para a qual foi programado. Ele é geralmente utilizado para garantir que os veículos autônomos mostrem o comportamento desejado, mas nenhuma informação sobre a estrutura do código é utilizada. Pode ocorrer que o veículo (hardware e software) passou no teste de campo, mas trechos importantes do código nunca tenham sido executados. Durante o teste de campo, os dados de entrada são coletados em logs que podem ser posteriormente analisados para avaliar os resultados do teste e para realizar outros tipos de teste offline. Esta tese apresenta um conjunto de propostas para apoiar a análise do teste de campo do ponto de vista do teste estrutural. A abordagem é composta por um modelo de classes no contexto do teste de campo, uma ferramenta que implementa esse modelo e um algoritmo genético para geração de dados de teste. Apresenta também heurísticas para reduzir o conjunto de dados contidos em um log sem diminuir substancialmente a cobertura obtida e estratégias de combinação e mutação que são usadas no algoritmo. Estudos de caso foram conduzidos para avaliar as heurísticas e estratégias e são também apresentados e discutidos. / Intelligent autonomous vehicle (or just autonomous vehicle - AV) is a type of embedded system that integrates physical (hardware) and computational (software) components. Its main feature is the ability to move and operate partially or fully autonomously. Autonomy grows with the ability to perceive and move within the environment, robustness and ability to solve and perform tasks dealing with different situations (intelligence). Autonomous vehicles represent an important research topic that has a direct impact on society. However, as this field progresses some secondary problems arise, such as how to know if these systems have been sufficiently tested. One of the testing phases of an AV is the field testing, where the vehicle is taken to a controlled environment and it should execute the mission for which it was programed freely. It is generally used to ensure that autonomous vehicles show the intended behavior, but it usually does not take into consideration the code structure. The vehicle (hardware and software) could pass the field testing, but important parts of the code may never have been executed. During the field testing, the input data are collected in logs that can be further analyzed to evaluate the test results and to perform other types of offline tests. This thesis presents a set of proposals to support the analysis of field testing from the point of view of the structural testing. The approach is composed of a class model in the context of the field testing, a tool that implements this model and a genetic algorithm to generate test data. It also shows heuristics to reduce the data set contained in a log without reducing substantially the coverage obtained and combination and mutation strategies that are used in the algorithm. Case studies have been conducted to evaluate the heuristics and strategies, and are also presented and discussed.

Uma abordagem de teste estrutural de integração contextual para programas OO e OA escritos em Java e AspectJ é apresentada. A finalidade dessa abordagem é descobrir defeitos que possam existir nas interfaces entre uma determinada unidade (método ou adendo) e todas as outras que interagem diretamente com ela, bem como descobrir defeitos que possam ocorrer na hierarquia de chamadas dessas unidades. Para programas OO, esse tipo de teste envolve testar a interação entre métodos; já para programas OA, o teste estrutural de integração nível um (como também pode ser chamado) deve considerar as interações método-método, método-adendo, adendo-adendo e adendo-método. Para efetuar o teste estrutural de integração nível um deve-se considerar todo o fluxo de execução (fluxo de controle e de dados) que ocorre entre uma unidade chamadora e as unidades que interagem diretamente com ela. Para isso é definido o grafo Def-Uso IN1P, que é uma abstração formada pela integração dos grafos Def-Uso Orientado a Aspectos (AODU) da unidade chamadora e das unidades que ela chama ou que a afeta. Além disso, são propostos três critérios para derivar os requisitos de teste, dois baseados em fluxo de controle (todos-nós-integrados-N1 e todas-arestas-integradas-N1) e um baseado em fluxo de dados (todos-usos-integrados-N1). A ferramenta JaBUTi/AJ foi estendida para dar apoio à abordagem de teste de integração proposta. Exemplos são apresentados para ilustrar o uso da ferramenta para o teste de profundidade um e também seu uso no contexto de uma abordagem que leva em consideração também o teste de unidades e o teste baseado em conjuntos de junção / A Contextual structural integration testing for OO and OA programs written in Java and AspectJ is presented. The purpose of this approach is to discover faults that may exist in the interfaces between a particular unit (method or advice) and all others that interact directly with it, as well as to discover defects that may occur in the call hierarchy of these units. In OO programs, this type of test involves testing the interaction among methods. For OA programs, the structural integration testing at the depth of one (as it can also be called) should consider the method-method, method-advice, advice-advice and advice-method interactions. To perform structural integration testing at the depth of one level the whole execution flow (control and data flow) that occurs among a caller unit and the units that interact directly with it it must be considered. The IN1P Def-Use graph has been defined as an abstraction formed by the integration of the Aspect-Oriented Def-Use (AODU) graphs of the caller unit and of the units that it calls or affects it. Also, three criteria to derive test requirements are proposed, two of which are based on control flow all-integrated-nodes-N1 and all-integrated-edges-N1 and one is based on data flowall-integrated-uses-N1. The tool JaBUTi/AJ was extended to support the proposed integration testing approach. Examples are presented to illustrate the use of the tool for depth 1 testing as well as its use in the context of an approach that also takes into account unit testing and pointcut-based testing