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智能化软件测试技术

2019年01月11日   来源:中国人工智能学会     

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郝丹博士现为北京大学信息科学技术学院副教授。2002年于哈尔滨工业大学获学士学位,2007年获北京大学软件与理论方向博士学位,2008年博士毕业在北京大学信息科学技术学院开始任教。主要从事软件测试等方面的研究,累计在顶级学术会议期刊上发表代表性论文近30篇,研究成果投入到航天、电力、税务、搜索等软件系统的搭建过程。郝丹博士先后主持和承担了多项国家级科研项目,包括国家自然科学基金(国际(地区)合作与交流项目)、国家自然科学基金(面上项目)等。

  专家简介

  郝丹博士现为北京大学信息科学技术学院副教授。2002年于哈尔滨工业大学获学士学位,2007年获北京大学软件与理论方向博士学位,2008年博士毕业在北京大学信息科学技术学院开始任教。

  主要从事软件测试等方面的研究,累计在顶级学术会议期刊上发表代表性论文近30篇,研究成果投入到航天、电力、税务、搜索等软件系统的搭建过程。郝丹博士先后主持和承担了多项国家级科研项目,包括国家自然科学基金(国际(地区)合作与交流项目)、国家自然科学基金(面上项目)等。担任了国际会议SPLC 2018的General Co-Chair、AST 2015的PC Co-Chair等,参与ISSTA 2019、ICST 2019、SCAM 2017等组织委员会,以及国际会议ICSE 2018、ICSE 2019、ASE 2018等程序委员会委员。

  2015年获得国家自然科学基金(优青项目)资助,2016年度入选教育部“长江学者奖励计划”青年学者,2017年获得全国东软-NASAC青年软件创新奖,2018年获得牛顿高级学者基金计划资助。

  项目简介

  软件测试一直以来被认为是保障软件质量、减少软件故障的重要途径之一。软件测试,通过运行被测软件系统来发现软件故障,被广泛应用于商用/开源软件的开发过程。大量研究人员投入到软件测试的相关研究中,并在测试用例生成、测试用例执行、测试用例有效性度量三个方面取得了比较显著的研究成果。但是,软件测试领域仍然存在着开销大、自动化程度低的公认挑战。

  另一方面, 互联网的普及催生了资源共享的开源社区,使得大量开发过程的数据变得可利用。软件开发过程(包括软件测试过程)数据,蕴含了软件测试过程中的人类智慧,有助于将来的软件测试过程,可用于解决现有软件测试的上述挑战性问题。基于这一思想,郝丹、张路作为主要完成人研究了智能化软件测试技术,尝试解决软件测试领域开销大、自动化程度低的挑战。

  具体地,智能化软件测试,通过分析开源社区软件的测试数据,包括程序代码、测试代码、软件故障历史等,发现测试人员和被测软件的软件故障的特点和规律,产生“测试智能”;以此为基础支持未来的软件测试过程,涵盖了软件测试的全部过程,包括测试用例生成、测试用例执行,和测试用例有效性度量。智能化测试用例生成,根据演化代码的相似性和程序结构信息,产生新的测试智能来增强已有测试用例的揭错能力;利用软件的动态分析和静态分析结果智能化地实现测试预言的生成,部分解决测试预言这一软件测试的经典难题。智能化测试用例执行,统计分析软件项目的静态/动态特征与测试用例执行效率(即:测试用例执行过程中的揭错效率)之间的相关性,分析已有软件故障的特征信息信息,为软件项目智能化推荐更优的测试用例及其执行顺序,从而提高软件测试的执行效率。智能化测试用例有效性度量,针对准确度高的测试用例有效性度量效率低的缺点,基于历史数据学习测试用例有效性和软件项目的静态/动态信息之间的相关性,从而预测测试用例(集)的有效性,从而兼容了测试用例有效性度量的准确性和效率。上述技术的相关成果发表于CCF A类期刊会议IEEE TSE、ACM TOSEM、ICSE、FSE、ASE上,被得到包括美英法德加日等23个国家和地区的学者引用。引用源包括著名大学研究机构(如美国伊利诺香宾大学和美国Microsoft)的国际知名学者(如ACM\IEEE\AAAS\BCS Fellow)发表于国际期刊会议(如ACM TOSEM、IEEE TSE和ICSE)的重要论著。

  研究成果投入到中国航天科技集团公司第七一零研究所的面向航天XX型号的飞控软件研制、方欣科技有限公司的面向税务领域的纳税服务平台构建、北京国电联合商务网络有限公司的电力行业关键信息化系统“电力生产管理系统”开发环境构建,以及百度凤巢等系统的开发过程,将“首次揭示软件故障的时间由425秒降低到了184秒(性能提升超过50%)”,使得百度质量部调整了相关产品的软件开发测试流程,间接产生了“显著的经济效益和社会效益”,并被认为“提高了我们的工作效率和信息管理水平,提高了企业的市场竞争力”。

  实验室简介

  北京大学软件研究所长期从事基础软件技术的研究,在基础软件技术的诸多方面取得了重要而有影响力的研究成果,并逐步形成了具有较大影响力的基础软 件技术研究团队,1996年成立了软件工程国家工程研究中心,2007年成立了“高 可信软件技术教育部重点实验室”。早期专注于系统软件领域,在杨芙清院士的 带领下,1969年完成了我国第一台百万次集成电路计算机(150机)的操作系统 的设计,1974年独立设计完成了具有当时世界水平的大型计算机多道运行操作 系统,1981年完成我国第一个全部用高级语言编写的操作系统——240 机操作 系统。1980年代初,进入软件工程领域,从“六五”至“九五”,在国家科技攻关项目“青鸟工程”的支持下,先后研制成功了大型软件开发环境青鸟I、II、 III型系列系统,为国家软件产业建设提供了技术基础,也为推动我国软件工程研究做出了积极贡献。青鸟系统成果获得1998年国家科技进步二等奖。

  2000 年以来,在杨芙清院士、梅宏院士的带领下,研究团队逐步形成了软 件工程和系统软件并重的研究格局,并在软件理论研究方向形成特色。相关成果在包括 ACM/IEEE Transactions、Science in China、及 ICSE、FSE、ASE 等国际软件工程领域顶级会议和 WICSA、WWW、ICWS 等领域重要会议在内的重要学术期刊与会议上发表百余篇学术论文,被国内外同行他引上千次;获得ICSE、FSE、ASE、CBSE、APSEC、ICSS、CyberC等国际会议最佳论文奖10余次,获 ACM SIGSOFT 杰出论文奖4次。获 2010年高等学校自然科学一等奖、2012年国家自然科学二等奖、2008年国家技术发明二等奖等。

组织机构

主管单位
中华人民共和国科学技术部
国家科学技术奖励工作办公室
主办单位
中国人工智能学会

奖励资质