Đ„I HÅC QC GIA HÀ NËI TRƯÍNG Đ„I HÅC CƠNG NGH› Chu Thà Minh Hu» KIšM THÛ DÜA TRÊN MÔ HÌNH VỴI CÁCH TI˜P CŠN MƠ HÌNH HĨA CHUN BI›T MI—N LUŠN ÁN TI˜N Sß CƠNG NGH› THƠNG TIN Hà Nëi - 2019 LÍI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luên ỏn Kim thỷ dỹa trờn mụ hỡnh vợi cỏch tiáp cên mụ hỡnh húa chuyờn biằt miÃn l cụng trình nghiên cùu cõa riêng tơi Các sè li»u, k¸t qu£ đưđc trình bày luªn án hồn tồn trung thüc chưa tøng đưđc cơng bè b§t k mởt cụng trỡnh no khỏc Tụi ó trớch dăn đ¦y đõ tài li»u tham kh£o, cơng trình nghiên cựu liờn quan nợc v quốc tá NgoÔi trø tài li»u tham kh£o này, luªn án hồn tồn cơng vi»c cõa riêng tơi Trong cơng trình khoa håc đưđc cơng bè luªn án, tơi thº hi»n rõ ràng xác đóng góp cừa cỏc ỗng tỏc giÊ v nhỳng gỡ tụi đóng góp Luªn án đưđc hồn thành thíi gian tụi lm Nghiờn cựu sinh tÔi Bở mụn Cụng nghằ phƯn mÃm, Khoa Cụng nghằ Thụng tin, Trớng Ôi hồc Cụng nghằ, Ôi hồc Quốc gia H Nởi Tỏc giÊ: H Nởi: i LI CM N Trợc hát, tụi muốn by tọ sỹ biát n án PGS TS Nguyạn Ngồc Bỡnh v TS ng ực HÔnh, cỏn bở hợng dăn, cỏc thƯy ó trỹc tiáp giÊng dÔy v nh hưỵng tơi st thíi gian håc cao håc, thüc hiằn luên thÔc s cng nh luên ỏn ny Mởt vinh dỹ lợn cho tụi ủc hồc têp, nghiờn cựu dợi sỹ hợng dăn cừa cỏc ThƯy Tụi xin by tọ sỹ biát n sõu s-c án cỏc ThƯy Cơ Bë mơn Cơng ngh» ph¦n m·m sü giúp đï cõa Th¦y Cơ v· đóng góp rĐt hỳu ớch cho luên ỏn Tụi xin trõn trồng cÊm n Khoa Cụng nghằ thụng tin, Phũng o tÔo v Ban giỏm hiằu trớng Ôi hồc Cụng nghằ ó tÔo iÃu kiằn thuên lủi cho tụi suốt quỏ trình thüc hi»n luªn án Tơi bày tä sü biát n án Trớng Ôi hồc S phÔm K thuêt Hng Yờn ó tÔo iÃu kiằn và thới gian v tài cho tơi thüc hi»n luªn án Tơi muèn c£m ơn đ¸n Ban chõ nhi»m, cán bë, giÊng viờn Khoa Cụng nghằ thụng tin - Trớng Ôi hồc S phÔm K thuêt Hng Yờn ó cờ v đëng viên sát cánh bên suèt trỡnh nghiờn cựu Tụi muốn cÊm n án tĐt cÊ nhỳng ngới bÔn cừa tụi, nhỳng ngới luụn chia s, ởng viờn tụi bĐt cự no tụi cƯn v tơi ln ghi nhỵ đi·u Ci cùng, tơi xin by tọ lũng biát n vụ hÔn ối vợi cha mà, chỗng, v gia ỡnh ó luụn ừng hở u thương tơi mët cách vơ đi·u ki»n N¸u khụng cú sỹ ừng hở cừa gia ỡnh v chỗng tơi khơng thº hồn thành đưđc luªn án ii iii TểM TãT Luên ỏn ny trỡnh by mởt sè phương pháp cho phép sinh tü đëng ca kiºm thû chùc mùc h» thèng tø ca sû dưng áp dưng kÿ thuªt kiºm thû düa trờn mụ hỡnh vợi hợng tiáp cên mụ hỡnh húa chuyên bi»t mi·n (Domain Specific Modeling - DSM ) Cö th, luên ỏn quan tõm án phng phỏp c tÊ rõ ràng ca sû döng ca kiºm thû b¬ng mơ hình ngơn ngú mơ hình hóa chun bi»t mi·n phương pháp chuyºn tü đëng mơ hình ca sû dưng sang mơ hình ca kiºm thû ngôn ngú đ°c t£ chuyên bi»t mi·n Các đóng góp cõa luªn án sau Đ· xu§t ngơn ngú USL (Use Case Specification Language) đº đ°c t£ rõ ràng ca sû dưng, hưỵng án khÊ nng sinh tỹ ởng cỏc chá tỏc phƯn m·m (software artifacts) khác quy trình phát triºn phƯn mÃm bơng cỏc chuyn ời mụ hỡnh Ngụn ngỳ ủc xõy dỹng vợi cỏch tiáp cên mụ hỡnh húa chuyên bi»t mi·n Xây düng ngôn ngú TCSL (Test Case Specification Language) đº đ°c t£ rõ ràng ca kiºm thỷ Ngụn ngỳ ủc xõy dỹng vợi cỏch tiáp cên mơ hình hóa chun bi»t mi·n Đ· xu§t mët phương pháp USLTG (USL-based Test Generation) đº sinh tü đëng ca kiºm thû tø ca sû dưng b¬ng cách chuyºn đêi tü đëng mơ hình USL vào mët mơ hình TCSL Xây düng bë cơng cư trđ USL hiằn thỹc húa nhỳng à xuĐt cừa luên án Bë cơng cư trđ USL cho phép tích hđp ngơn ngú USL vào phương pháp phát triºn phƯn mÃm hợng mụ hỡnh Cử th, bở cụng cử cung cĐp trỡnh soÔn thÊo tÔo cỏc mụ hỡnh USL mët trüc quan cung c§p bë sinh tü đëng ch¸ tác khác tø mơ hình Trång tâm cõa luªn án sinh ca kiºm thû tü đëng tø mơ hình USL Ngồi ra, luªn án trình bày ví dư nghiên cùu đưđc áp dưng cho phương pháp cừa luên ỏn, cung cĐp cỏc ỏnh giỏ cừa ngụn ngú USL vỵi ngơn ngú đ°c t£ khác, so sánh phương pháp USLTG vỵi mët sè phương pháp sinh ca kiºm thû tø ca sû döng khác Tø khóa: ca sû dưng, ca kiºm thû, sinh ca kiºm thû tü đëng, mơ hình hóa chun bi»t mi·n, USL, TCSL, USLTG Mưc lưc Líi cam đoan Líi c£m ơn i ii Tóm t-t iii Mưc lưc iv Danh mưc tø vi¸t t-t vii Danh mưc b£ng ix Danh mưc hình v³ x Danh mưc thuªt tốn xii Danh mưc đ°c t£ xiii Chương MÐ Đ†U 1.1 Đ°t v§n đ· 1.2 Möc tiêu nghiên cùu đóng góp cõa luªn án 1.3 CĐu trỳc luên ỏn Chương KI˜N THÙC CƠ SÐ 11 2.1 Kiºm thû düa ca sû döng 2.1.1 Kiºm thû ph¦n m·m 2.1.2 Ca sû döng 2.1.3 Xây düng ca kiºm thû tø ca sû döng 2.2 Mơ hình hóa chun bi»t mi·n 2.2.1 Mët sè khái ni»m b£n 2.2.2 Phương pháp xây düng DSML 2.2.3 Xây düng DSML Eclipse 2.3 Chuyºn đêi mơ hình 2.3.1 Chuyºn đêi mơ hình sang mơ hình 11 11 22 25 27 27 28 31 32 32 iv Nëi dung 2.3.2 Chuyºn đêi mơ hình sang văn b£n 2.4 Ngôn ngú ràng buëc đèi tưñng OCL 2.4.1 Cơ b£n v· OCL 2.4.2 Cơng cư trđ OCL 2.5 Têng k¸t chương Chng ãC T CA S DệNG THEO HẻNG MƠ 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 HÌNH HĨA CHUN BI›T MI—N Giỵi thi»u Các nghiên cùu liên quan Xác đành mi·n cho ngú c£nh đ°c t£ ca sû döng Cú pháp cõa USL 3.4.1 Cú pháp trøu tưñng cõa USL 3.4.2 Các luªt hđp l» siêu mơ hình cõa USL 3.4.3 Cú pháp cö thº cõa USL Ngú nghĩa hình thùc cõa mơ hình USL Chuyºn đêi mơ hình USL 3.6.1 Sinh ca kiºm thû 3.6.2 Sinh mô hình c§u trúc mơ hình hành vi 3.6.3 Sinh TUCDs Têng k¸t chương v 34 38 38 41 46 47 47 49 52 58 58 62 66 69 76 76 77 78 81 Chương PHƯƠNG PHÁP SINH TÜ ĐËNG CÁC CA KIšM THÛ TØ MƠ HÌNH CA SÛ DƯNG VÀ MƠ HÌNH KHÁI NI›M MI—N CÕA H› THÈNG 82 4.1 Giỵi thi»u 82 4.2 Các nghiên cùu liên quan 85 4.3 Têng quan phương pháp đ· xu§t 88 4.4 Ngôn ngú đ°c t£ ca kiºm thû TCSL 89 4.4.1 Xác đành mi·n cho ngú c£nh đ°c t£ ca kiºm thû chùc 90 4.4.2 Đành nghĩa siêu mơ hình TCSL 92 4.5 Chuyºn đêi mơ hình tø USL sang TCSL 96 4.5.1 Xác đành tiêu chí phõ 96 4.5.2 Sinh kàch b£n ca sû döng ràng buëc 97 4.5.3 Sinh bë dú li»u đ¦u vào kiºm thû 101 4.5.4 Sinh mô hình TCSL 106 4.6 Têng k¸t chương 109 111 Chương THÜC NGHI›M VÀ ĐÁNH GIÁ Nëi dung 5.1 Giỵi thi»u vi 111 5.2 Cơng cư trđ USL 5.3 Ví dư minh håa 5.4 Đánh giá 5.4.1 Đánh giá ngôn ngú USL 5.4.2 Đánh giá phương pháp sinh ca kiºm thû USLTG 5.5 Têng k¸t chương Chương K˜T LUŠN VÀ HƯỴNG PHÁT TRIšN 112 115 122 122 129 133 134 6.1 Các đóng góp cõa luªn án 6.2 Hưỵng phát triºn DANH MƯC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HÅC 135 137 140 TÀI LI›U THAM KHƒO 140 DANH MÖC CC Tỉ VIT TãT Tứ viát t-t ATL DÔng Ưy đõ ATLAS Transformation Di¹n gi£i Ngơn ngú chuyºn đêi ATLAS Language DSL Domain-Specific Language Ngôn ngú chuyên bi»t mi·n DSM Domain-Specific Modeling Mơ hình hóa chun bi»t mi·n DSML Domain-Specific Modeling Ngơn ngú mơ hình hóa Language chun bi»t mi·n EMF Eclipse Modeling Framework Khung mơ hình hóa eclipse GMF Graphical Modeling Khung mụ hỡnh húa Framework ỗ hồa Keyword-Driven Testing Khung kiºm thû Framework hưỵng tø khóa Labelled Transition System H» thèng chuyºn đưñc KDTF LTS gán nhãn MBT Model-Based Testing Kiºm thû düa mơ hình MDD Model-Driven Deverlop Phát triºn hưỵng mơ hình MDE Model-Driven Engineering Kÿ ngh» hưỵng mơ hình MOF Meta-Object Facility Phương ti»n siêu đèi tưđng M2M Model to Model Mơ hình sang mơ hình M2T Model to Text Mơ hình sang văn b£n NLP Natural Language Processing Xû lý ngôn ngú tü nhiên vii Danh mưc tø vi¸t t-t NTD RNL RSL viii Navigational Development Các kÿ thuªt phát triºn Techniques đi·u hợng Restricted-form of Natural nh dÔng b giợi hÔn Language cõa ngôn ngú tü nhiên Requirements Specification Ngôn ngú đ°c t£ u c¦u Language RUCM Restricted Use Case Mơ hình húa ca sỷ dửng Modeling ủc giợi hÔn OMG Object Management Group Nhóm qu£n lý đèi tưđng OCL Object Constraint Language Ngơn ngú ràng bc đèi tưđng TCSL Test Case Specification Ngôn ngú đ°c t£ Language ca kiºm thû TSL Test Specification Language Ngôn ngú đ°c t£ kiºm thû UCTM Use Case Test Model Mơ hình kiºm thû ca sû dưng UML Unified Modeling Language Ngơn ngú mơ hình hóa thèng nh§t USL Use Case Specication Ngơn ngú đ°c t£ ca sû döng Language USLTG USL-based Test Generation Sinh kiºm thû düa mơ hình USL XML eXtensible Markup Language Ngơn ngú đánh d§u mð rëng DANH MƯC CÁC BƒNG 2.1 2.2 2.3 2.4 Mởt mău mụ tÊ ca sỷ döng Các kàch b£n cõa ca sû dưng Đăng nhªp Các ca kiºm thû cho ca sû döng Đăng nhªp Các ca kiºm thû cõa ca sû döng ng nhêp vợi cỏc giỏ tr xỏc nh 3.1 Mơ t£ cõa ca sû dưng Lend book 24 25 26 3.2 3.3 3.4 4.1 66 72 74 91 Các ký hiằu ỗ hồa cừa cỏc khỏi niằm mụ hỡnh USL Danh sách hàm đưñc đành nghĩa D Ngú nghĩa düa LTS cõa khái ni»m USL b£n Hai ca kiºm thû cõa ca sû döng Lend book 5.1 Mô t£ ca sû döng Withdraw 26 54 115 5.2 Các bi¸n đ¦u vào đi·u ki»n gác đưđc xû lý cõa kàch b£n ca sû döng Withdraw 119 5.3 Các đèi tưñng EV đưñc sinh cõa kàch b£n ca sû döng Withdraw 119 5.4 Các ca kiºm thû đưñc sinh cõa ca sû döng Lend book 120 5.5 So sánh kh£ di¹n t£ giúa ngơn ngú đ°c t£ ca sû dưng 124 5.6 Sè kàch b£n đưñc sinh mët sè nghiên cùu 130 5.7 Sü so sánh thơng tin đưđc xác đành ngôn ngú đ°c t£ kiºm thû cõa phương pháp 131 ix Tài li»u tham kh£o 144 [43] Alexander Lorenz and Hans-Werner Six Tailoring uml activities to use case modeling for web application development In Proc 2006 Conf the Center for Advanced Studies on Collaborative Research, CASCON ’06, Riverton, NJ, USA, 2006 IBM Corp doi: 10.1145/1188966.1189001 URL http://dx.doi.org/10.1145/1188966.1189001 [44] Mercury QuickTest Professional User’s Guide 6.5 Mercury Interactive Corporation, Sunnyvale, CA 94089 USA, 2003 [45] Raghavendra Prasad MG Learning Selenium Testing Tools - Third Edi-tion: Raghavendra Prasad MG: 9781784396497: Amazon.com: Books, volume Third Edition Packt Publishing, 2015 [46] Chen Mingsong, Qiu Xiaokang, and Li Xuandong Automatic test case generation for uml activity diagrams In Proceedings of the 2006 International Workshop on Automation of Software Test, AST ’06, pages 2–8, New York, NY, USA, 2006 ACM ISBN 1-59593408-1 doi: 10.1145/1138929.1138931 URL http://doi.acm.org/10.1145/ 1138929.1138931 [47] Mohammed Misbhauddin and Mohammad Alshayeb Extending the UML Use Case Metamodel with Behavioral Information to Facilitate Model Analysis and Interchange Software & Systems Modeling, 14(2):813–838, May 2015 URL https://doi.org/10.1007/ s10270-013-0333-9 [48] Rajiv Murali, Andrew Ireland, and Gudmund Grov UC-B: Use Case Modelling with Event-B In Michael Butler, Klaus-Dieter Schewe, Atif Mashkoor, and Miklos Biro, editors, Abstract State Machines, Alloy, B, TLA, VDM, and Z, LNCS, pages 297–302, Switzerland, May 2016 Springer International Publishing [49] Glenford J Myers, Corey Sandler, and Tom Badgett The Art of Soft-ware Testing Wiley Publishing, 3rd edition, 2011 ISBN 1-11803196-2 978-1-118-03196-4 [50] Kshirasagar Naik and Priyadarshi Tripathy Wiley: Software Testing and Quality Assurance: Theory and Practice A JOHN WILEY & SONS, INC., Canada, August 2008 ISBN 978-0-471-78911-6 [51] Clémentine Nebut, Franck Fleurey, Yves Le Traon, and Jean-marc Jézé-quel Automatic Test Generation: A Use Case Driven Approach IEEE Transactions on Software Engineering, 32:140–155, 2006 [52] Obeo ATL - Documentation URL https://www.eclipse.org/atl/ documentation/ [53] OMG UML 2.5 OMG, May 2005 URL http://www.omg.org/spec/ UML/2.5/ Tài li»u tham kh£o 145 [54] OMG OCL 2.0 OMG, May 2006 URL http://www.omg.org/spec/ OCL/2.0/ [55] P E Patel and N N Patil Testcases Formation Using UML Activity Diagram In Proc Int Conf Communication Systems and Network Technologies, pages 884–889, 2013 [56] Olli-Pekka Puolitaival and Teemu Kanstrén Towards Flexible and Efficient Model-based Testing, Utilizing Domain-specific Modelling In Proc 10th Workshop on Domain-Specific Modeling, DSM ’10, pages 8:1–8:6, New York, NY, USA, 2010 ACM ISBN 978-1-4503-0549-5 [57] B Regnell, M Andersson, and J Bergstrand A Hierarchical Use Case Model with Graphical Representation In Proc IEEE Symposium and Workshop Engineering of Computer-Based Systems, pages 270–277, March 1996 [58] Edgar Sarmiento, Julio Cesar Sampaio Prado Leite, Eduardo Almentero, and Guina Sotomayor Alzamora Test scenario generation from natural language requirements descriptions based on petri-nets Electr Notes Theor Comput Sci., 329:123–148, 2016 [59] Duˇsan Savi´c, Siniˇsa Vlaji´c, Saˇsa Lazarevi´c, Ilija Antovi´c, Vojislav Sta- nojevi´c, Miloˇs Mili´c, and Alberto Rodrigues da Silva Use Case Specification Using the SILABREQ Domain Specific Language Computing and Informatics, 34(4):877–910, February 2016 ISSN 1335-9150 [60] Geri Schneider and Jason P Winters Applying Use Cases: A Practical Guide Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, USA, 1998 ISBN 0-201-30981-5 [61] Sabnam Sengupta and Swapan Bhattacharya Formalization of uml use case diagram-a z notation based approach In Proc 6th Int Conf Computing & Informatics, pages – IEEE, 2006 doi: 10.1109/ ICOCI.2006.5276507 [62] Sanna Sivonen Domain-specific modelling language and code generator for developing repository-based Eclipse plug-ins IEEE, 2008 [63] Michal Smialek and Wiktor Nowakowski From Requirements to Java in a Snap: Model-Driven Requirements Engineering in Practice Springer, Switzerland, January 2015 [64] Ian Sommerville Software Engineering (6th Ed.) Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, USA, 2001 ISBN 9780-201-39815-1 ´ [65] T Straszak and M Smialek Automating acceptance testing with tool support In Pro 2014 Federated Conf Computer Science and In-formation Systems, pages 1569–1574, September 2014 URL https: //www.doi.org/10.15439/2014F342 Tài li»u tham kh£o 146 [66] Jitendra Singh Thakur and Atul Gupta Automatic Generation of Sequence Diagram from Use Case Specification In Proc 7th India Conf Software Engineering (ISEC), pages 20:1–20:6 ACM, 2014 URL https://doi.org/10.1145/2590748.2590768 [67] Saurabh Tiwari and Atul Gupta An Approach of Generating Test Requirements for Agile Software Development In Proc 8th on India Conf Software Engineering (ISEC), pages 186–195 ACM, 2015 ISBN 978-14503-3432-7 URL https://doi.org/10.1145/2723742.2723761 [68] Saurabh Tiwari and Atul Gupta A Systematic Literature Review of Use Case Specifications Research Inf Softw Technol., 67(C):128– 158, November 2015 ISSN 0950-5849 URL https://doi.org/10.1016/ j.infsof.2015.06.004 [69] Emina Torlak and Daniel Jackson Kodkod: A Relational Model Finder In Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems, Lecture Notes in Computer Science, pages 632–647 Springer, Berlin, Heidelberg, March 2007 ISBN 978-3-540-71208-4 978-3-540-71209-1 [70] Jan Tretmans Formal methods and testing chapter Model Based Testing with Labelled Transition Systems, pages 1–38 SpringerVerlag, Berlin, Heidelberg, 2008 ISBN 3-540-78916-2, 978-3-54078916-1 URL http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1806209.1806210 [71] Mark Utting and Bruno Legeard Practical Model-Based Testing: A Tools Approach Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA, 2007 ISBN 978-0-12-372501-1 978-0-08-046648-4 [72] Nhuan D.Lai Vu Y.Nguyen, Tho T.Quan and Thuan D.Le FATS: A Framework For Automated Testing Scenarios In Ho Chi Minh City Software Testing Conf January 2015, VietNam, HCM, February 2015 Technology [73] Chunhui Wang, Fabrizio Pastore, Arda Goknil, Lionel Briand, and Zo-haib Iqbal Automatic Generation of System Test Cases from Use Case Specifications In Proc Int Symposium Conf Software Tes-ting and Analysis (ISSTA), pages 385–396 ACM, 2015 URL http: //doi.acm.org/10.1145/2771783.2771812 [74] Jos Warmer and Anneke Kleppe The Object Constraint Language: Getting Your Models Ready for MDA Addison-Wesley Longman Pu-blishing Co., Inc., Boston, MA, USA, edition, 2003 ISBN 9780-321-17936-4 [75] Tao Yue, Lionel C Briand, and Yvan Labiche Facilitating the Transition from Use Case Models to Analysis Models: Approach and Experiments ACM Trans Softw Eng Methodol., 22(1):5:1– 5:38, March 2013 ISSN 1049-331X URL http://doi.acm.org/10.1145/ 2430536.2430539 Tài li»u tham kh£o 147 [76] Hong Zhu, Patrick A V Hall, and John H R May Software unit test coverage and adequacy ACM Comput Surv., 29(4):366–427, December 1997 ISSN 0360-0300 doi: 10.1145/267580.267590 URL http://doi acm.org/10.1145/267580.267590 ... luªt ràng bc siêu mơ hình Mët siêu mơ hình mët mơ hình đưđc sû dưng đº đ°c t£ mët ngơn ngú mơ hình hóa Mët siêu mơ hình thưíng đưđc đành nghĩa mơ hình cõa mơ hình [35] Siêu mơ hình cho phép biºu... AssocEnd, Class hình (c) Mơ hình (a) mët thº hi»n cõa siêu mơ hình (c) Thº hi»n đưđc mơ t£ hình (b) (hình (b) mơ hình cú pháp trøu tưđng cõa siêu mơ hình) Hình 2.7: Mët ví dư v· siêu mơ hình Chng... mơ hình Ý tưðng phỏt trin hợng mụ hỡnh l têp trung vo mơ hình phát triºn ph¦n m·m mơ hình s³ đưđc tü đëng sinh sang mã trin khai Mởt hợng tiáp cên phỏt trin hợng mơ hình mơ hình đưđc mơ hình hóa