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Previous issue date: 2016-09-05 / Software Engineering faces challenges such as difficulty in understanding the user needs, ambiguous specifications, poorly defined requirements and therefore problems in interpreting the system requirements. Model-based testing (MBT) is presented as an alternative for solving these problems by using (semi-)formal methods, in the specification, modelling or analysis of requirements, as well as by automatically generating test cases. This work proposes and implements a test generation strategy from Natural Language (NL) requirements via translation into Coloured Petri Nets (CPN), an extension of Petri Nets that supports model structuring. This strategy extends previous work on the NAT2TEST framework, which involves syntactic and semantic analyses of NL requirements and the generation of Data-Flow Reactive System (DFRS) as an intermediate representation, from which target formal models can be obtained for the purpose of test case generation. Our contributions include a
systematic translation of DFRSs into CPN models, besides a strategy for test generation. We illustrate our overall approach with a running example. Therefore, this work presents a variant for the NATural Language Requirements to TEST Cases (NAT2TEST) strategy, in which the Coloured Petri Nets (CPN) is used as an intermediate model. The NAT2TEST strategy, which is applicable to discrete or continuous systems, consists of five phases: syntactic and semantic analyses, DFRS generation, CPN generation, and generation of test cases. The approach proposed here, which is based on Petri Nets simulation, has as benefit the maturity of the theory and tools related to CPN. Moreover, there are available resources for analysing structural and behavioural properties of the model. The process is automated by the NAT2TEST tool until the DFRS generation. The model translation from the DFRS to the CPN is automated by Spoofax framework. Finally, the test cases generation occurs automatically via simulations held in the CPN Tools. Our strategy was evaluated considering examples from the literature (Vending Machine and Nuclear Power Plant) and the aerospace industry (Priority Control). We analysed performance and the ability to detect defects generated via mutation. In general, our strategy outperformed the considered baseline: random testing. We also compared our strategy with the CSP version. / A Engenharia de Software possui desafios clássicos como dificuldade no entendimento das necessidades dos usuários, especificações ambíguas, requisitos mal definidos e, portanto, problemas na interpretação destes. A utilização de testes baseados em modelos (MBT) apresenta-se como alternativa para solução destes problemas, através do uso de métodos (semi)formais, seja na especificação, modelagem ou análises de requisitos, bem como na geração automática de casos de testes. Este trabalho propõe e implementa uma estratégia de geração de testes a partir de requisitos escritos em linguagem natural (NL) através da tradução para modelos em Redes de Petri Colorida (CPN), uma extensão de Redes de Petri que incorpora estruturação de modelos. Esta estratégia estende um trabalho anterior (NAT2TEST framework), que envolve análises sintática e semântica de requisitos em linguagem natural (NL) e geração do modelo de sistemas reativos baseados em fluxos de dados (DFRS) como uma representação intermediária, a partir do qual outros modelos formais podem ser obtidos com o propósito de geração de casos de testes. Nossa contribuição inclui uma tradução sistemática de DFRSs para modelos CPN, assim como uma estratégia para geração de testes. Ilustramos nossa abordagem através de um exemplo prático. Assim sendo, este trabalho apresenta uma variante da estratégia NAT2TEST, na qual formalismo intermediário é Redes de Petri Colorida (CPN), sendo aplicável a sistemas discretos e contínuos, e que consiste de cinco etapas: análises sintática e semântica, gerações dos modelos DFRS e CPN e de casos de testes. A abordagem empregada, através da simulação de Redes de Petri, tem como benefícios a maturidade da teoria e das ferramentas associadas a CPN, além de permitir a análise de propriedades estruturais e comportamentais do modelo. A ferramenta NAT2TEST já automatiza a tradução de requisitos em linguagem natural na notação do DFRS. A tradução do modelo DFRS para o formalismo CPN é uma primeira contribuição do presente trabalho e foi automatizada através do ambiente Spoofax. A geração dos casos de testes foi desenvolvida, de forma automatizada, através de simulações realizadas na ferramenta CPN Tools. A estratégia aqui proposta foi avaliada considerando exemplos da literatura (Vending Machine (VM) e Nuclear Power Plant (NPP)) e da indústria aeroespacial (Priority Control (PC)). Foram analisados o desempenho e a capacidade de detectar defeitos gerados através de operadores de mutação. Em geral, a nossa estratégia apresentou melhores resultados do que a referência adotada: testes aleatórios. A estratégia também foi comparada com a versão que utiliza Communicating Sequential Processes (CSP) como modelo formal intermediário e apresentou melhor desempenho nos três estudos realizados. Em um deles, encontrou a mesma quantidade de defeitos, sendo superior nos demais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/22471 |
| Date | 05 September 2016 |
| Creators | SILVA, Bruno Cesar Ferreira |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3977760354511853, SAMPAIO, Augusto Cezar Alves |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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