Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Cải tiến chất lượng kiểm thử đột biến bậc cao

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Cải tiến chất lượng kiểm thử đột biến bậc cao" được nghiên cứu với mục tiêu: Nghiên cứu tổng quan về kiểm thử đột biến và các kỹ thuật kiểm thử đột biến; Nâng cao kỹ thuật kiểm thử đột biến, đặc biệt là kiểm thử đột biến bậc cao; Đánh giá chất lượng của toán tử đột biến sử dụng để tạo ra các đột biến; Đề xuất giải pháp, mô hình để dự báo chất lượng kiểm thử đột biến sử dụng các thuật toán học máy Logistic Regression, Random Forest Classifier, XGBoost và LightGBM để thực hiện huấn luyện, dự báo tỷ lệ đột biến MS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Cải tiến chất lượng kiểm thử đột biến bậc cao ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỖ VĂN NHỎCẢI TIẾN CHẤT LƯỢNG KIỂM THỬ ĐỘT BIẾN BẬC CAO Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 9 48 01 01TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – 2023 Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS Nguyễn Thanh Bình 2. TS Nguyễn Quang VũPhản biện 1:............................................................................................Phản biện 2:............................................................................................Phản biện 3:............................................................................................ Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường, Trường Đại học Bách khoa Vào hồi . . . giờ . . . . ngày . . . tháng . . . năm 2023. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện quốc gia Việt Nam. - Trung tâm Thông tin - Học liệu & Truyền thông- Đại học Đà Nẵng. Đà Nẵng - 2023 1 MỞ ĐẦU Kiểm thử phần mềm là một hoạt động đóng vai trò rất quan trọng để bảo đảm chấtlượng phần mềm và là hoạt động mang không thể thiếu trong các dự án sản xuất hoặc giacông phần mềm. Phần mềm ngày càng phát triển phức tạp thì yêu cầu chất lượng ngàycàng cao, do đó vai trò của kiểm thử càng quan trọng. Hơn nữa, hầu hết các công ty phầnmềm có uy tín đều đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt là nếu một phần mềm không có tài liệukiểm thử đi kèm thì sẽ không được chấp nhận. Với mục đích phát hiện lỗi, kiểm thử phần mềm thường phải trải qua các bước: tạo dữliệu thử, thực thi phần mềm trên dữ liệu thử và quan sát kết quả nhận được. Trong cácbước này, bước tạo dữ liệu đóng vai trò quan trọng nhất, bởi vì chúng ta không thể tạo ramọi dữ liệu từ miền vào của chương trình, mà chúng ta chỉ có thể tạo ra các dữ liệu thửcó khả năng phát hiện lỗi cao nhất. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để đánh giá được khảnăng phát hiện lỗi của một bộ dữ liệu thử? Kiểm thử đột biến [1] là một kỹ thuật được đề xuất nhằm đánh giá chất lượng bộ cácca kiểm thử T được xây dựng sẵn của một chương trình P. Ý tưởng của kỹ thuật này làtạo ra các phiên bản khác P ′ của chương trình P bằng cách thay đổi một toán tử trongchương trình P bằng một toán tử khác. Sau đó, thực thi P và P ′ trên T để kiểm tra xemcác ca kiểm thử này liệu có thể phát hiện ra sự sai khác giữa hai chương trình hay khôngbằng cách so sánh kết quả đầu ra của P và P ′ . Nguyên tắc cơ bản của kiểm thử đột biến là các lỗi được sử dụng nhằm biểu diễn các saisót mà các lập trình viên thường phạm phải. Các lỗi như thế được chèn vào trong chươngtrình gốc cần được kiểm thử, bởi sự thay đổi nhỏ về cú pháp, nhằm tạo ra tập các chươngtrình lỗi được gọi là các đột biến, trong đó mỗi đột biến chỉ chứa một sự thay đổi cú pháp.Để khẳng định chất lượng của một tập dữ liệu thử, các đột biến được thực thi trên tậpcác dữ liệu thử nhằm kiểm tra các lỗi được chèn vào có bị phát hiện hay không. Dick Lipton [2] đề xuất ra phương pháp kiểm thử đột biến, sau đó lĩnh vực này đượcđánh dấu sự ra đời và phổ biến bởi các DeMillo [3] và AT Acree [1]. Kỹ thuật này đã đạtđược những kết quả đáng kể. Hiện nay, có nhiều công trình nghiên cứu phát triển hơn nữavề khả năng ứng dụng và làm cho kiểm thử đột biến trở thành một kỹ thuật kiểm thử thựctế hơn. Kỹ thuật kiểm thử đột biến truyền thống [4] (hay còn được gọi là kiểm thử đột biếnbậc một) là một phương pháp có sự tự động hóa và hiệu quả cao trong việc đánh giá chấtlượng của các bộ dữ liệu thử. Nó có thể được áp dụng cho kiểm thử phần mềm, với nhiềungôn ngữ lập trình khác nhau và tại nhiều mức kiểm thử khác nhau [4]. Tuy nhiên, nó vẫnchưa được áp dụng rộng rãi vì vẫn còn tồn tại ba hạn chế chính [5]: (1) Số lượng các độtbiến sinh ra quá nhiều; (2) Các đột biến có mô tả đúng các lỗi thực sự của phần mềm haykhông; (3) Vấn đề về đột biến tương đương. Kiểm thử đột biến bậc cao là kỹ thuật có thểcải tiến được ba hạn chế vừa nêu [5, 6]. Mục tiêu của kiểm thử là phát hiện các lỗi ở giai đoạn sớm nhất có thể vì chi phí choviệc sửa lỗi sẽ tăng theo thời gian từ khi bắt đầu có lỗi cho đến lúc phát hiện nó. Vì vậy,thay vì chỉ quan tâm đến việc kiểm thử ở mức mã nguồn, thì gần đây các nhóm nghiên cứuđặc biệt quan tâm vấn đề dự báo chất lượng kiểm thử mà không cần thực thi các đột biến 2trên toàn bộ các ca kiểm thử đã được xây dựng. Dự báo chất lượng kiểm thử trở thànhtiêu điểm của nhiều nỗ lực và nghiên cứu về sự kiểm chứng phần mềm hiện đại. Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên, đề tài “Cải tiến chất lượng kiểm thử độtbiến bậc cao” được chọn làm nội dung của luận án Tiến sỹ kỹ thuật nhằm đóng góp chosự phát triển cũng như đưa vào ứng dụng thực tế trong ngành công nghiệp phần mềm củakiểm thử phần mềm nói chung và kiểm thử đột biến nói riêng - một hướng đi hứa hẹnmang lại hiệu quả cao trong vấn đề đảm bảo chất lượng phần mềm.1. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Mục tiêu của luận án là nghiên cứu các kỹ thuật kiểm thử đột biến, cải tiến các kỹthuật kiểm thử đột biến bậc cao, dự báo chất lượng kiểm thử đột biến bậc cao. Trên cơsở đó đề xuất áp dụng kiểm thử đột biến để phân loại, đánh giá chất lượng đột biến, cácca kiểm thử và dự báo chất lượng kiểm thử đột biến bậc cao. Như vậy, đối tượng nghiêncứu của luận án là kỹ thuật kiểm thử đột biến và cải tiến chất lượng kiểm thử đột biếnbậc cao. Xác định mục tiêu và đối tượng nghiên cứu như trên, luận án tập trung vào giảiquyết các vấn đề sau: – Thứ nhất, luận án nghiên cứu tổng quan về kiểm thử đột biến v ...