Application of model-based approach for testing dynamic systems

• Autorzy: Skruch P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie podejścia opartego na modelach do testowania układów dynamicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an application of model-based approach for testing software systems with dynamic behavior. Model-based testing concept is introduced and explained. Mathematical model of the system under test is described by state space equations. Then, mathematical and implementation challenges associated with testing of the dynamic systems are briefly described. These challenges are related to notation of tests, calculation of test coverage, implementation of a test comparator and automatic generation of test cases. Some author's ideas and solutions are presented. An application example is given to illustrate theoretical analysis and mathematical formulation.

PL

Postęp technologiczny w dziedzinie elektroniki i informatyki spowodował w ostatnich latach zmiany w podejściu do projektowania systemów sterowania. Programowalne układy mikroprocesorowe stały się nieodłącznym elementem układów sterowania, zastępując rozwiązania analogowe, mechaniczne i elektromechaniczne. Modele matematyczne są nie tylko wykorzystywane w symulacjach komputerowych, w optymalnym doborze parametrów układu, w kalibracji układu, ale także z modeli generuje się kod źródłowy oraz testy. Testowanie układów sterowania polega na sprawdzeniu czy algorytm sterowania, który jest podany w postaci modelu, został prawidłowo zrealizowany w rzeczywistym układzie elektronicznym. Obecny stan wiedzy oferuje efektywne algorytmy i metody testowania dla systemów opisywanych przy użyciu algebry Boole'a, grafów czy też maszyn stanów, ale testowanie układów dynamicznych opisywanych za pomocą równań różniczkowych jest stosunkowo słabo wspierane przez odpowiednie narzędzia i metody. W pracy opisano podejście oparte na modelach, które może być wykorzystane do testowania układów dynamicznych implementowanych na maszynach cyfrowych. Rozważania teoretyczne zostały zilustrowane odpowiednim przykładem.

Słowa kluczowe

EN

model-based testing; dynamic system; system testing

PL

testowanie w oparciu o modele; system dynamiczny; testy systemowe

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 15, z. 1
• Strony: 99--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Skruch P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Electronics, Department of Automatics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland,

Bibliografia

• [1] Adrion W., Branstad M, Cherniabsky J. (1982). Validation, verification and testing of computer software. Computing Surveys, 14(2), 159-192.
• [2] Beizer B. (1990). Software Testing Techniąues. 2nd ed.. Van Nostrand Reinhold, Boston.
• [3] BeizerB. (1995). Techniąues for Functional Testing of Software and Systems. John Willey & Sons, New York.
• [4] Binder R. (1999). Testing Object-Oriented Systems: Models, Patterns, and Tools. Addison-Wesley, Boston.
• [5] Boehm B. (1981). Software Engineering Economics. Prentice Hall, Englewood Cliffs.
• [6] Dang T., Nahhal T. (2009). Coverage-guided test generation for continuous and hybrid systems. Formal Methods in System Design, 34(2), 183-213.
• [7] Gajski D.D., Vahid R, Narayan S., Gong J. (1994). Specification and Design of Embedded Systems. Prentice Hali, Englewood Cliffs.
• [8] Hahn G., Philipps L, Pretschner A., Stauner T. (2003). Tests for mixed discrete-continuous systems. Technical Report TUM-I0301, Institut fur Informatik, Technische Universitat Miinchen.
• [9] Helmerich A., Koch N., Mandel L. (2005). Study of worldwide trends and R&D programmes in embedded systems in view of maximising the impact of a technology platform in the area. Finał Report for the European Commission, November 18, Brussels, Belgium.
• [10] Julius A., Fainekos G.E., Anand M., Lee I., Pappas G. (2007). Robust test generation and coverage for hybrid systems. [in:] Proceedings of the 10th International Conference on Hybrid Systems: Computation and Control (HSCC), April 2007, Pisa, Italy, 329-342.
• [11] LaValle S.M., Kuffner J.J. (2001). Rapidly-exploring random trees: Progress and prospects. [in:] Donald B.R., Lynch K.M., Rus D. (Eds.), Algorithmic and Computational Robotics: New Directions, A K Peters, Welleslay. USA, 293-308.
• [12] Lions J.L. (1996). AR1ANE5. Flight 501 failure. Ariane501 Inquiry Board Report, Paris.
• [13] Leveson N.G., Turner C.S. (1993). An investigation of the Therac-25 accidents. IEEE Computer, 27(7), 18—41.
• [14] MathWorks™ : Model-based design. http://www.mathworks.com/model-based-design (accessed on December 08, 2010).
• [15] Mitkowski W. (1991). Stabilization of Dynamic Systems. WNT, Warszawa.
• [16] Myers G. (1979). The Art of Software Testing. John Willey & Sons, New York.
• [17] Skruch P. (2010). A coverage metric for the verification of discrete-time dynamic systems. [in:] Proceedings of the XII International PhD Workshop OWD 2010, 23-26.10.2010, Wisła, Poland, 43-46.
• [18] Skruch P. (2011). A coverage metric to evaluate tests for continuous-time dynamic systems. Central European Journal of Engineering, 1(2). 174-180.
• [19] Skruch R, Panek M., Kowalczyk B. (2011). Model-based testing in embedded automotive systems. [in:] Zander-Nowicka J., Schieferdecker L, Mosterman P.J. (Eds.), Model-Based Testing for Embedded Systems. CRC Press (accepted for publication).
• [20] Skeel R. (1992). Roundoff error and the Patriot missile. Societyfor Industrial and Applied Mathematies (SIAM) News, 25(4), p. 11.
• [21] National Institute of Standards & Technology, U.S. Department of Commerce: The economic impacts of inadequate infrastructure for software testing. Final Report, May 2002.
• [22] The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.: IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology, IEEE Std 610.12-1990. www.standards.ieee.org, 1990.
• [23] Utting M., Legeard B. (2006). Practical Model-Based Testing: A Tools Approach. Morgan Kaufmann, San Francisco.
• [24] Whitesitt J.E. (1995). Boolean Algebra and lts Applications. Dover Publications, New York.
• [25] Zander-Nowicka J., Schieferdecker I., Perez A.M. (2006). Automotive validation functions for on line test evaluation of hybrid real-time systems. [in:] Proceedings of the IEEE 41st Anniversary of the Systems Readiness Technology Conference (AutoTestCon 2006), September 2006. Anaheim, USA, 799-805.
• [26] Zander-Nowicka J. (2009). Model-based testing of embedded systems in the automotive domain. PhD thesis, Technical University Berlin, Fraunhofer IRB Verlag.