CN105022864B - 一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法 - Google Patents

Abstract

一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法，首先根据测试点能够检测到的故障模式，获取扩展依赖矩阵D_x；然后按顺序分别获取模糊测试点对集、隐藏测试点对集和等效测试点对集，并得到最简测试点集合，最后根据故障隔离贡献率、最简测试点集合得到最高检测率的最终测试点集合，完成综合测试点推荐。本发明方法与现有技术相比，克服了现有技术对所有测试点未加分类处理、统一低效处理的缺陷，指导如何添加测试点，在保证故障覆盖率的同时，精简了最终测试点集合。

Description

一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法

技术领域

本发明涉及系统性能测试领域，特别是一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法。

背景技术

传统的测试性领域中测试点布局并使得满足一定的故障检测率、故障隔离率要求为了，在出现故障时能够在一定的检测率将故障检测出来，并能够使得能够将出现故障的原因定位、隔离到某个故障或者某几个故障。在航空、航天等军事应用领域，进行测试点合理布局，是定位故障、排查原因的必要手段。

现阶段对测试点优化的方法主要有两类：第一类专利是基于给定测试点布局计算故障检测率、故障隔离率结果，如北京航空航天大学CN201110217872.X号专利“一种测试性一阶相关性综合模型建立方法”、中国人民解放军63908部队的CN201010545014.3号专利“一种电子产品测试性分析与诊断决策系统的实现方法”、电子科技大学CN201410273011.7号专利“一种板级电路测试性指标计算方法”，这类方法主要针对测试性设计人员添加好的测试点进行分析，给出故障检测率、故障隔离率的计算结果，难以从合理进行测试点布局的全局系统设计出发进行测试点的推荐，无法对测试点的推荐给出正面的、建设性意见，测试人员进行测试点的布局只是用一种低效的试错的方式。第二类专利是基于设计好的测试点设计进行用于故障诊断的测试优选，从用户添加的测试点集中搜索最优测试点且具有满意的快速性，如中国民航大学的CN201310025908.3号专利“航电组件功能维护测试点选取方法”、华北电力大学的CN201210366367.6号专利“一种复杂系统测试优选的实现方法”，这类方法也是针对设计完的测试点布局进行分析，得到如果测试点用于故障诊断，怎样利用最少的测试点定位故障，得到的是测试点的最优序列，区别与第一类专利，第二类专利的测试点的优选基于已经添加号的测试点集，也不会改善覆盖率、隔离率等指标。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通过根据各个测试点能够检测到的故障模式建立扩展依赖矩阵，进而按顺序分别获取模糊测试点对、隐藏测试点对和等效测试点对得到最简测试点集合，再结合故障隔离贡献率评价测试点在集合中的优先级，得到最终测试点集合的基于扩展依赖矩阵的性能测试点选取方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法，包括如下步骤：

(1)获取所有可以放置测试的测试点，将测试点记为T_i，进而得到测试点的集合T_psb，然后获取所有故障模式，将故障模式记为F_j，进而得到故障模式的集合F，其中，i＝1，2，3…N，j＝1，2，3…M，N为测试点的数量，M为故障模式的数量；

(2)判断测试点T_i能否检测故障模式F_j，如果测试点T_i能够检测故障模式F_j，则扩展依赖矩阵D_x中第i行第j列的量为1，如果如果测试点T_i不能够检测故障模式F_j，则扩展依赖矩阵D_x中第i行第j列的量为0，遍历所有的测试点及故障模式，得到M行N列的扩展依赖矩阵D_x；

(3)在扩展依赖矩阵D_x中，获取与测试点T_i对应列完全相同的列，进而得到完全相同的列对应的测试点[T_k,…,T_m]，得到模糊测试点对[T_i,T_k,…,T_m]，遍历所有测试点得到所有的模糊测试点对；

(4)在各个模糊测试点对中，分别取一个测试点代表当前模糊测试点对，得到一个测试点集合，遍历该测试点集合中测试点在扩展依赖矩阵D_x中对应的列，如果测试点T_i所在列按位分别逻辑或测试点T_k所在列、…、测试点T_m所在列的结果是测试点T_i所在列，则得到隐藏测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，遍历该测试点集合，得到所有的隐藏测试点对；

(5)在隐藏测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>中，如果测试点T_i能够测试到的所有故障均能测试点集合[T_k,…,T_m]中至少一个测试到，则得到等效测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，遍历所有的隐藏测试点对，得到所有的等效测试点对；

(6)遍历所有测试点，将所有的等效测试点对、能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏且也未隐藏任何测试点能够检测到的故障模式的测试点、不是等效测试点对的部分隐藏测试点对加入最简的测试点集合，得到最简测试点集合；

(7)对于最简测试点集合中的等效测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，计算测试点T_i、测试点集合[T_k,…,T_m]的隔离贡献率，如果测试点T_i的隔离贡献率大于测试点集合[T_k,…,T_m]的隔离贡献率，则将T_i加入最终测试点集合，否则将测试点集合[T_k,…,T_m]加入最终测试点集合，然后将最简测试点集合中的每个能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏且也没有隐藏任何测试点的测试点、不是等效测试点对的部分隐藏测试点对加入最终测试点集合，遍历最简测试点集合，形成最终测试点集合；所述的隔离贡献率为：如果m个测试点在测试时能测试出某个故障模式，且另外的n个测试点在测试时不能测试出该故障，则m个测试点的故障隔离贡献率为m/(m+n)，n个测试点的故障隔离贡献率为n/(m+n)；

(8)将最终测试点集合中的测试点作为当前系统测试时的测试点。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法克服了传统方法针对添加好的测试点集合进行故障检测率、故障隔离率进行计算分析，而不能指导如何添加有利于提高故障检测率、故障隔离率的测试点的缺陷，通过根据各个测试点能够检测到的故障模式建立扩展依赖矩阵，进而按顺序分别获取模糊测试点对、隐藏测试点对和等效测试点对得到最简测试点集合，再结合故障隔离贡献率评价测试点在集合中的优先级，得到最终测试点集合；

(2)本发明方法，克服了现有技术对所有测试点未加分类处理、统一低效处理的缺陷，按顺序分别获取模糊测试点对、隐藏测试点对和等效测试点对，通过对这些冗余测试点对的合并处理得到最终测试点集合；

(3)本发明方法，克服了现有技术将故障检测率、故障隔离率严格区别对待，没有将两个属性有效关联起来为设计测试点提供有效信息的缺陷，结合故障检测率贡献值、故障隔离贡献率评价测试点在集合中的优先级，在保证故障覆盖率的同时，精简了最终测试点集合。

附图说明

图1为本发明一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法原理图；

图2为本发明方法获取模糊测试点对集流程图；

图3为本发明方法获取隐藏测试点对集流程图；

图4为本发明方法最终测试点集合生成原理流程图。

具体实施方式

本发明针对测试点选取不够优化的问题，提供了一种正面的、高效的方式进行测试点自动推荐的一种可行方法，首先根据测试点能够检测到的故障模式，获取扩展依赖矩阵D_x；然后按顺序分别获取模糊测试点对集、隐藏测试点对集和等效测试点对集，并得到最简测试点集合；最后根据故障隔离贡献率、最简测试点集合得到最高检测率的最终测试点集合，完成综合测试点推荐。下面结合附图及实施例进行详细说明。

如图1所示，本发明方法的具体实现如下：

(1)建立扩展依赖矩阵D_x

首先，从外界获取所有可以放置测试的测试点，记为T_i，进而得到测试点的集合T_psb，然后从外界获取所有故障模式，记为F_j，进而得到故障模式的集合F，其中，i＝1，2，3…N，j＝1，2，3…M，N为测试点的数量，M为故障模式的数量，最后通过判断测试点T_i能否检测故障模式F_j得到M行N列的扩展依赖矩阵D_x，如果测试点T_i能够检测故障模式F_j，则扩展依赖矩阵D_x中第i行第j列的量为1，如果如果测试点T_i不能够检测故障模式F_j，则扩展依赖矩阵D_x中第i行第j列的量为0，其中，扩展依赖矩阵D_x存储故障模式F和测试T_i的依赖关系。

(2)获取冗余测试点对

定义测试点检测率贡献值为：对于至少2个测试点组成的集合，该集合添加T_i后的检测率与该集合贡献率的差值。根据检测率贡献值的定义，本发明方法定义冗余测试点对定义为：

测试点T_i和测试点T_k组成测试点对，如果测试点集合添加测试点T_i与添加测试点T_k的测试点检测率贡献值相同，则T_i和T_k为冗余测试点对。根据扩展依赖矩阵D_x的列进行测试点分析，冗余测试点对的表现方式包括三种：模糊测试点对、隐藏测试点对和等效测试点对。

获取冗余测试点对的具体实施方式如下：

(2.1)获取模糊测试点对

模糊测试点对中的每个测试点能够测试到的故障是完全一样的，即模糊测试点对中任一个测试点能够代表整个模糊测试点对。

因为模糊测试点对中每个T_i能够测到的故障模式F_j是一样的，所以对应到扩展依赖矩阵D_x中，相同的列构成模糊测试点对，获取扩展依赖矩阵D_x中与测试点T_i所在列完全相同的列，进而得到完全相同的列对应的测试点[T_k,…,T_m]，进而得到测试点对[T_i,T_k,…,T_m]，遍历所有的测试点，得到所有模糊测试点对，其中，如果在扩展依赖矩阵D_x中，没有与测试点T_i所在列完全相同的列，则测试点T_i对应的模糊测试点对为[T_i]。如图2所示为获取模糊测试点对的流程图。

(2.2)获取隐藏测试点对

隐藏测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>表示测试点T_i能够测试到测试点对[T_k,…,T_m]能够测试到的所有的故障模式，其中，k≠m≠i，k＝1，2，3…N，m＝1，2，3…N，i＝1，2，3…N。

对应到扩展依赖矩阵D_x中，测试点T_i所在列按位分别逻辑或测试点T_k所在列、…、测试点T_m所在列的结果是测试点T_i所在列，据此获取隐藏测试点对。扩展依赖矩阵D_x中，如果第i列的第j行是1，则表示测试点T_i能够检测故障模式F_j，在扩展依赖矩阵D_x中，两个测试点T_i、T_j所在列进行按位逻辑或能够得到两个测试点能够测试到的故障模式。在各个模糊测试点对中，分别取一个测试点代表其对应的模糊测试点对，得到测试点集合，然后遍历新得到的测试点集合在扩展依赖矩阵D_x中对应的列，如果测试点T_i所在列按位分别逻辑或测试点T_k所在列、…、测试点T_m所在列的结果是测试点T_i所在列，则得到隐藏测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，遍历新得到的测试点集合，得到所有的隐藏测试点对。如图3所示为获取隐藏测试点对的步骤。

(2.3)获取等效测试点对

等效测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>表示测试点T_i能够测试到测试点对[T_k,…,T_m]能够测试到的所有故障模式，并且测试点T_i同样测试不到测试点对[T_k,…,T_m]测不到的故障模式，即T_i能够测试到的所有故障，都必须被测试点集合[T_k,…,T_m]中至少一个测试测到，在扩展依赖矩阵D_x中，即测试点T_i所在列中所有的1没有一个不能被测试点集合[T_k,…,T_m]所在列覆盖掉。在各个隐藏测试点对中，分别取一个测试点代表其对应的模糊测试点对，得到测试点集合。

(3)获取测试点故障隔离贡献率

本发明定义测试点故障隔离贡献率：如果m个测试点在测试时能(或不能)测试出某个故障，而且另外的n个测试点在测试时不能(或能)测试出该故障，那么m个测试点的故障隔离贡献率为m/(m+n)，n个测试点的故障隔离贡献率为n/(m+n)。

例如，如果一个测试点能(或不能)测试出某个故障，另外t个测试点不能(或能)测试出某个故障，则此测试点的故障隔离贡献率为1/(1+t)，对应到扩展依赖矩阵D_x中，如果测试点T_i所在列均为1，m列为1，n列为0，则测试点T_i的隔离贡献率为：(m+1)/(m+n+1)，其中，t＝1，2，3…N，n＝1，2，3…N。

(4)完成综合测试点集合推荐

本发明方法在测试点推荐过程中，能够将满足最高检测率、隔离率的最精简测试点推荐出来，具体测试点推荐方法如图4所示，步骤如下：

(4.1)从测试点集合中选取能够满足最大故障检测率的最简测试点集合

根据步骤(2.3)获取得到的等效测试点对、未被任何等效测试点对包含的测试点(包括两个部分：能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏，也未隐藏任何测试点的测试点；不是等效测试点对的部分隐藏测试点对)，得到能够满足最大故障检测率的最简测试点集合，加上之前冗余测试点获取策略规则，该集合能够保证获取的测试点集合是最简的测试点集合，其中，最简测试点集合中包含所有的等效测试点对、能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏且也未隐藏任何测试点的测试点、不是等效测试点对的部分隐藏测试点对。

(4.2)在最简的测试点集合中，对于每个等效测试点对，选取具有最大故障隔离贡献率的测试点对的元素，加入最终测试点集合，遍历所有等效测试点对；先按照步骤(3)更新所有测试点的隔离贡献率，然后对于所有等效测试点对，分别获取具有最大隔离贡献率的测试点或测试点集合。例如对于等效测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，如果T_i的隔离贡献率大于[T_k,…,T_m]的隔离贡献率，则取T_i加入最终测试点集合，否则取[T_k,…,T_m]加入最终测试点集合。

(4.3)将最简测试点集合中的能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏且也未隐藏任何测试点的测试点、不是等效测试点对的部分隐藏测试点对加入最终测试点集合，遍历最简测试点集合得到最终测试点集，该测试点集合为能够达到最高检测率、覆盖率的最简化集合。最终测试点结果集合，即为能够达到最高检测率、隔离率的最简化测试点集合。

(5)将最终测试点集合中的测试点作为当前系统测试时的测试点。本发明一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法，通过对测试点检测率、隔离贡献率的定量评价，实现冗余测试点对的分组和隔离测试点对的优先排序，对测试点进行定量分析，为系统性能测试领域中的测试点推荐提供了一种参考方法。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种基于扩展依赖矩阵的系统测试点选取方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)获取所有可以放置测试的测试点，将测试点记为T_i，进而得到测试点的集合T_psb，然后获取所有故障模式，将故障模式记为F_j，进而得到故障模式的集合F，其中，i＝1，2，3…N，j＝1，2，3…M，N为测试点的数量，M为故障模式的数量；

(2)判断测试点T_i能否检测故障模式F_j，如果测试点T_i能够检测故障模式F_j，则扩展依赖矩阵D_x中第i行第j列的量为1，如果测试点T_i不能够检测故障模式F_j，则扩展依赖矩阵D_x中第i行第j列的量为0，遍历所有的测试点及故障模式，得到M行N列的扩展依赖矩阵D_x；

(3)在扩展依赖矩阵D_x中，获取与测试点T_i对应列完全相同的列，进而得到完全相同的列对应的测试点[T_k,…,T_m]，得到模糊测试点对[T_i,T_k,…,T_m]，遍历所有测试点得到所有的模糊测试点对；

(4)在各个模糊测试点对中，分别取一个测试点代表当前模糊测试点对，得到一个测试点集合，遍历该测试点集合中测试点在扩展依赖矩阵D_x中对应的列，如果测试点T_i所在列按位分别逻辑或测试点T_k所在列、…、测试点T_m所在列的结果是测试点T_i所在列，则得到隐藏测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，遍历该测试点集合，得到所有的隐藏测试点对；

(5)在隐藏测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>中，如果测试点T_i能够测试到的所有故障均能测试点集合[T_k,…,T_m]中至少一个测试到，则得到等效测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，遍历所有的隐藏测试点对，得到所有的等效测试点对；

(6)遍历所有测试点，将所有的等效测试点对、未被任何等效测试点对包含的测试点加入最简的测试点集合，得到最简测试点集合；所述的未被任何等效测试点对包含的测试点包括能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏、且未隐藏任何测试点的测试点，以及不是等效测试点对的部分隐藏测试点对；

(7)对于最简测试点集合中的等效测试点对<T_i,[T_k,…,T_m]>，计算测试点T_i、测试点集合[T_k,…,T_m]的隔离贡献率，如果测试点T_i的隔离贡献率大于测试点集合[T_k,…,T_m]的隔离贡献率，则将T_i加入最终测试点集合，否则将测试点集合[T_k,…,T_m]加入最终测试点集合，然后将最简测试点集合中的未被任何等效测试点对包含的测试点加入最终测试点集合，遍历最简测试点集合，形成最终测试点集合；所述的隔离贡献率为：如果m个测试点在测试时能测试出某个故障模式，且另外的n个测试点在测试时不能测试出该故障，则m个测试点的故障隔离贡献率为m/(m+n)，n个测试点的故障隔离贡献率为n/(m+n)；所述的未被任何等效测试点对包含的测试点包括能够检测到的故障模式不能被任何测试点隐藏、且未隐藏任何测试点的测试点，以及不是等效测试点对的部分隐藏测试点对；

(8)将最终测试点集合中的测试点作为当前系统测试时的测试点。