JP4631858B2 - 論理システムの障害検証方法、障害検証装置、および障害検証プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、ハードウェアおよびソフトウエアにより構成される論理システムのブラックボックス検証において、障害発生条件を効率的に見つける技術に関する。
ハードウェアおよびソフトウエアにより構成される論理システムに対して、検証対象の外部入出力仕様のみを用いて検証を行うブラックボックス検証において障害が見つかった場合、障害が発生する外部条件(障害要因)を明確化することが、より詳細な内部的障害原因の追求を開始するための必須作業である。従来は、障害が発生するテスト項目の入力値の単純な論理積をとることによりこれを行っていた(例えば、非特許文献1参照)。
山本、秋山"直交表を利用したSW製品評価(HAYST法の開発)"、第11回品質工学、研究発表大会発表資料、pp146−149(2003年)
しかしながら、上述の従来技術では、第一に、テスト項目の評価検証順序が明示されていないため試行錯誤的に評価を行わざるを得ず、一般的に障害発生条件の探索には長い時間を必要とするという問題があった。また、第二に、障害発生テスト項目の入力値間の単純論理積により障害発生条件を決定する方法では、多数の入力値の組み合せにより障害が発生するような複雑な障害発生条件の場合には、障害発生条件候補が全く存在しない、すなわち、空集合となってしまう可能性があるという問題があった。
本発明の第一の目的は、障害発生条件の絞込みを効率化し、少ないテスト項目評価で短時間に障害発生条件を明確化するテスト項目の評価検証順序の指摘機能を提供することである。
また、本発明の第二の目的は、多数の入力値の組み合せにより障害が発生する複雑な障害発生条件においても障害発生条件に関する情報が皆無となることなく、検証実施者による総合的判断に有益な情報出力機能を提供することである。
第一の発明は、論理システムにおける障害発生条件を検証する障害検証装置の障害検証方法であって、前記障害検証装置が、前記論理システムの複数の入力因子からなるテスト項目において、既検証テスト項目の入力因子の組合せに対する既検証組合せ情報を取得するステップと、前記既検証組合せ情報に基づいて、前記入力因子の組合せになる各テスト項目の組合せ障害発生確率指数と当該全指数の積算値を取得するステップと、前記論理システムの未検証テスト項目の入力因子の組合せになる組合せ障害発生積算値を取得するステップと、前記未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目を次の検証対象として抽出するステップを実行することを特徴とする障害検証方法に関する。
すなわち、第一の発明によれば、論理システムを検証する際の、障害が発生する入力の組み合せ条件を明確化する検証方法であって、既検証組合せ情報を取得するステップにおいて、論理システムの既検証テスト項目に対する、テスト項目内の複数の入力因子の各組み合わせ障害発生確率指数を取得し、当該全指数の積算値を取得するステップにおいて、既検証組み合せ障害発生積算値を取得し、未検証テスト項目の入力因子の各組合せになる組合せ障害発生積算値を取得し、次の検証対象として抽出するステップにおいて、論理システムの各未検証テスト項目の組み合せ障害発生積算値の取得し、当該未検証テスト項目の組み合せ障害発生積算値が、既検証組み合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じたものに最も近い未検証テスト項目を次の検証対象として抽出する構成とすることによって障害発生条件の絞込みを効率化し、少ないテスト項目評価で短時間に障害発生条件を明確化するテスト項目の評価検証順序の指摘機能が実現される。
第二の発明は、前記組合せ障害発生確率指数は、前記テスト項目の各入力組合せに対する既検証テスト項目内における出現回数と障害発生テスト項目内における出現回数に基づいて決定されることを特徴とする上記第一の発明に記載の障害検証方法に関する。
すなわち、第二の発明によれば、組合せ障害発生確率指数が、テスト項目の各入力組合せに対する既検証テスト項目内における出現回数と障害発生テスト項目内における出現回数に基づいて決定され、上記論理システムの既検証テスト項目に対する各組み合わせ障害発生確率指数を用いることによって、多数の入力値の組み合せにより障害が発生する複雑な障害発生条件においても障害発生条件に関する情報の出力が可能となる。
第三の発明は、前記既検証組合せ障害発生積算値は、前記既検証テスト項目内の出現回数と前記障害発生テスト項目内の出現回数に基づいて決定される各組合せ障害発生確率指数を積算して算出されることを特徴とする上記第一または第二の発明に記載の障害検証方法に関する。
すなわち、第三の発明によれば、既検証テスト項目の複数の入力因子の組合せになる既検証組合せ障害発生積算値が、既検証テスト項目内の出現回数と障害発生テスト項目内の出現回数に基づいて決定される各組合せ毎の障害発生確率指数を積算して算出された値とすることによって、次のテスト項目抽出に対する評価基準を与えるものとなる。
第四の発明は、前記未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値は、各テスト項目の入力因子の組合せ毎の前記組合せ障害発生確率指数を積算して算出され、次の検証対象となる未検証テスト項目を抽出する際に、当該未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目が抽出されることを特徴とする上記第一乃至第三の発明のいずれかに記載の障害検証方法に関する。
すなわち、第四の発明によれば、次の検証対象となる未検証テスト項目を抽出する際に、未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、各テスト項目の入力因子の組合せ毎の組合せ障害発生確率指数を積算して算出し、当該未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目が抽出する構成とすることによって、多数の入力値の組み合せにより障害が発生する複雑な障害発生条件においても、膨大なテスト項目の組合せの中から障害発生条件を素早く効率的に見出すことができる。
上記したように、本発明によれば、障害発生条件の絞込みを効率化し、少ないテスト項目評価で短時間に障害発生条件を明確化することが可能となる。さらに、多数の入力値の組み合せにより障害が発生するような複雑な障害発生条件においても障害発生条件に関する情報が皆無となることなく、検証実施者による総合的判断に有益な情報出力機能を提供することができる。
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態になるシステム検証の基本構成を示す。ハードウェアおよびソフトウエアから構成される論理システムの障害条件を検証する障害検証装置100は、パーソナルコンピュータ(PC)、ワークステーション(WS)等で代表される、メモリ、CPU(Central Processing Unit)を有するコンピュータ装置であり、内蔵する障害検証プログラムによって、(1)論理システムを障害条件を絞り込むための入力すべきテスト項目が抽出され、(2)抽出されたテスト項目が、サーバ、プリンタ、ソフトウエアモジュール等の検証対象200に適用され、(3)検証対象200に対する評価が実行され、(3)その評価結果がフィードバックされて、次のテスト項目が抽出される、というサイクルが繰り返される。
本発明では、ハードウェアおよびソフトウエアにより構成される論理システムに対して、検証対象の外部入出力仕様のみを用いて検証を行うブラックボックス検証において障害が見つかった場合、障害が発生する外部条件(障害要因)を明確化するために、より詳細な内部的障害原因の追求を、従来のように障害が発生するテスト項目の入力値の単純な論理積をとるのではなく、障害発生条件の絞込みを効率化し、少ないテスト項目評価で短時間に障害発生条件を明確化するテスト項目の評価検証順序の指摘機能を提供する。
図2は、本発明の実施の形態になるシステム検証におけるテスト計画表の構成例を示す。ここで、図中の各テスト項目は、論理システムの動作を制御する設定パラメータ(以下では、入力因子、または単に因子と表現。) と、それに対する設定値から構成される。一般的に、各因子に対する設定値は、論理システムの動作に適当と考えられる有限の種類の値の中から選択されて各テスト項目に設定される。ここで、図中のA(1)、A(2)、A(3)、・・・、A(n)には因子Aの設定値A1、A2、・・・、AmAのうち何れかの値が設定される。なお、mAはAの設定値の種類数である。その他の因子B、C、・・・についても同様である。
図2は、本発明の実施の形態になるテスト計画表に対する検証結果例を示す。本発明が目的とする障害発生入力組み合せ条件の明確化は、各テスト項目に対する検証結果がエラーとなる入力条件、すなわち、入力因子と設定値の対の組み合せの最小集合を見つけることを意味する。
以下では、便宜上、2 つの入力因子と設定値の対について説明を行うが、本発明は、2つ以下の組み合せに限定されるものではなく、3つ以上の組み合せについても同様に適用可能である。
既検証組み合せ情報は、各組み合せの全既検証テスト項目内の出現回数と、障害発生テスト項目内の出現回数から構成される。ここで、図2を用いて、各組み合わせの全既検証テスト項目内の出現回数と障害発生テスト項目内の出現回数を説明する。
全既検証テスト項目(この場合は、3テスト項目) 内の出現回数は、
A1−B1:1回、A1−B2:1回、A2−B1:1回、A1−C1:2回、A2−C2:1回、B1−C1:1回、B2−C1:1回、B1−C2:1回となり、
障害発生テスト項目内の出現回数は、
A1−B1:0回、A1−B2:1回、A2−B1:0回、A1−C1:1回、A2−C2:0回、B1−C1:0回、B2−C1:1回、B1−C2:0回
となる。
上記したように、組み合せ障害発生確率指数は、一例を挙げると、各組み合せに対する(全既検証テスト項目内の出現回数,障害発生テスト項目内の出現回数) が、(1,1)=10000、(2,1)=10、(1,0)=0、(2,0)=0のように、障害発生組み合せ条件の確からしさを表す指標となるように定義される。
また、既検証組み合せ障害発生積算値は、組み合せ障害発生確率指数を全組み合せについて積算したものである。
さらに、未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値は、各未検証テスト項目毎にそのテスト項目中に存在する組み合せについて組み合せ障害発生確率指数を積算することにより算出される。
つぎに、未検証テスト項目の組み合せ障害発生積算値が、既検証組み合せ障害発生積算値にある比率係数を乗じたものに最も近い未検証テスト項目を次に推奨すべき検証対象テスト項目として出力して、組み合せ条件明確化の1回の検証サイクルが完了する。
そして、さらに必要ならば、次の検証サイクルを繰り返す。ここで前述の比率係数値としては0以上、1以下の任意の値が選択可能であるが、2分岐探索法的な効果が得られると考えられる0.5付近の値が一例として適用される。
図4は、本発明の実施の形態になる未検証テスト項目中から次検証対象テスト項目を決定する方法を表す概念図を示す。図4では、既検証組み合せ障害発生積算値に対する比率=0.5と仮定した場合、未検証テスト項目1〜3の内、未検証テスト項目3の未検証組み合せ障害発生積算値が、所望の値に最も近いと考えられるので、未検証テスト項目3が、次の検証対象テスト項目として推奨されることを示している。
図5は、本発明の実施の形態になる障害発生の組合せ条件絞り込みの処理フローを示す。まず、ステップS11において、既検証テスト項目に対して既検証組合せ情報を取得する。つぎに、ステップS12において、組合せ障害発生確率指数と、既検証組合せ障害発生積算値を算出し、組合せ障害発生確率指数の大きい順に入力組合せを表示する。
そして、ステップS13において、障害発生条件が十分絞込まれたか否かを判定する。十分な絞り込みがなされていれば、本処理を終了する。
絞り込みが十分でないならば、ステップS14において、組合せ障害発生確率指数を積算した未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値を算出する。
さらに、ステップS15において、既検証組合せ障害発生積算値にある比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目を次の検証対象として選択する。これにて、1サイクルのテスト項目の評価を終了し、必要に応じ、ステップS11に戻って次のサイクルを繰り返す。
図6は、本発明の実施の形態になる障害発生条件を明確化するテスト計画表に対する検証結果例を示す。
図6に対応する検証対象の障害発生条件は、A2、B3、C1の3因子の組み合せであると仮定する。しかし、検証システムが2因子の組み合せを障害発生条件として仮定した場合、テスト項目2の検証結果がエラーとなることにより、A2−B3、A2−C1、B3−C1の組み合せが障害発生条件の候補としてリストされるが、テスト項目1に、A2−B3、テスト項目3に、A2−C1、テスト項目4に、B3−C1の2因子組み合せが存在し、かつ、それらのテスト項目の検証結果が正常であるため、単純な論理積をとっただけでは、障害発生条件の候補が空集合となってしまい、情報が全く得られない結果となる。
これに対して、本発明による方法では、A2−B3、A2−C1、B3−C1の3つの2因子の組み合せについて全既検証テスト項目内の出現回数が2、障害発生テスト項目内の出現回数が1となり、各組み合せに対する組み合せ障害発生確率指数を(全既検証テスト項目内の出現回数,障害発生テスト項目内の出現回数) の対に対応して、例えば、(2,1)=10、(1,0)=0、(2,0)=0のように決めることにより、それ以外の組み合わせ(組み合せ障害発生確率指数=0) よりも障害発生条件として可能性がより高いことが容易に判る。
上記した本発明により、多数の入力値の組み合せで障害が発生する複雑な障害発生条件において、エラーが発生するテスト項目の入力値の単純な論理積をとる従来の方法では障害発生条件に関する情報が皆無となる場合においても、障害発生条件に関する情報を得ることが可能となる。
さらに、上記発明における障害発生条件を絞り込むプロセスについて、表1〜7を用いて以下に説明する。
表1は、テスト項目を構成する入力因子を示すもので、因子名としてA、B、Cの3因子があり、因子AはA1、A2の2水準、因子BはB1、B2、B3の3水準、因子CはC1、C2の2水準の設定値をそれぞれ有していることを示している。
Figure 0004631858
表1の入力因子表にしたがって、以下に、テスト項目1、2、3評価時点における組合せ障害発生確率指数および当該確率指数の重み付け(比率係数)について、表2を用いて説明する。表2は、「テスト項目番号」、「対象テスト項目」(入力因子A、B、C)、○×による「評価結果」、2因子の組合せによる「網羅組合せ」、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」のフィールド項目から構成されている。
例えば、「テスト項目番号」4では、「対象テスト項目」入力因子A、B、Cの設定値は、A2、B1、C2であり、「網羅組合せ」は、A2−B1、A2−C2、B2−C2、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」は0となっている。また、「テスト項目番号」5では、「対象テスト項目」入力因子A、B、Cの設定値は、A1、B1、C1であり、「網羅組合せ」は、A1−B1、A1−C1、B1−C1、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」は、10000となっている。なお、障害を発生させる入力因子の組合せは、B2−C1(網掛け部分)と仮定している。
Figure 0004631858
さらに、表3に未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が示される。表3は、未検証の「組合せテスト項目」、「既検証テスト項目内出現回数」、「障害発生テスト項目内出現回数」、および「組合せ障害発生確率指数」のフィールド項目が示されている。例えば、A1−B2の「組合せテスト項目」では、「既検証テスト項目内出現回数」は1回、「障害発生テスト項目内出現回数」は1回、および「組合せ障害発生確率指数」は10000が示されている。未検証テスト項目組合せ障害発生積算値は30000である。
組合せ障害発生確率指数は、各因子組合せが障害発生テスト項目に現れる回数と確率により重み付け計算され、確率が100%以下では急激に減少させ、例えば、1/2=50%では重み付け値=10とする。また確率100%でも、評価結果が不具合(×) となる全体の障害発生テスト項目数よりも、その因子組合せの既検証テスト項目内出現回数が少ない場合、例えば、全体の障害発生テスト項目数=2、その因子組合せの既検証テスト項目内出現回数=1の場合も小さな重み付け値となる。
「組合せ障害発生確率指数」を積算した目標テスト項目の組合わせ障害発生積算値=30000*α(例:0.4)=12000となり、表2の例では、テスト項目5、7、8が、未検証テスト項目の組合わせ障害発生積算値が何れも10000なので、1番先頭のテスト項目5を選択することになる。
Figure 0004631858
つぎに、表4に、テスト項目5評価時点における組合せ障害発生確率指数および当該確率指数の重み付け(比率係数)について説明する。表4は、表2と同一のフィールド項目から構成されている。
例えば、「テスト項目番号」6では、「対象テスト項目」入力因子A、B、Cの設定値は、A2、B2、C2であり、「網羅組合せ」は、A2−B1、A2−C2、B2−C2、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」は0となっている。また、「テスト項目番号」7では、「対象テスト項目」入力因子A、B、Cの設定値は、A2、B2、C1であり、「網羅組合せ」は、A2−B2、A2−C1、B2−C1、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」は、10000となっている。
Figure 0004631858
さらに、表5に未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が示される。表5は、表3と同一のフィールド項目で構成されている。例えば、A1−C1の「組合せテスト項目」では、「既検証テスト項目内出現回数」は2回、「障害発生テスト項目内出現回数」は1回、および「組合せ障害発生確率指数」は10であり、「組合せ障害発生確率指数」を積算した未検証テスト項目組合せ障害発生積算値は、20010であることを示している。
目標テスト項目組合せ障害発生積算値=20010*α(例:0.4)=8004となり、テスト項目7 、8 は、未検証テスト項目組合せ障害発生積算値が何れも10000なので、1 番先頭のテスト項目7を選択することになる。
Figure 0004631858
つぎに、表6に、テスト項目7評価時点における組合せ障害発生確率指数および当該確率指数の重み付け(比率係数)について説明する。表6は、表2と同一のフィールド項目から構成されている。
例えば、「テスト項目番号」8では、「対象テスト項目」入力因子A、B、Cの設定値は、A2、B2、C2であり、「網羅組合せ」は、A2−B1、A2−C2、B2−C2、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」は0となっている。また、「テスト項目番号」7では、「対象テスト項目」入力因子A、B、Cの設定値は、A1、B2、C2であり、「網羅組合せ」は、A1−B2、A1−C2、B2−C2、および「未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値」は、20となっている。
Figure 0004631858
つぎに、表7に未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が示される。表7は、表3と同一のフィールド項目で構成されている。例えば、B2−C1の「組合せテスト項目」では、「既検証テスト項目内出現回数」は2回、「障害発生テスト項目内出現回数」は2回、および「組合せ障害発生確率指数」は10000であり、「組合せ障害発生確率指数」を積算した未検証テスト項目組合せ障害発生積算値は、10110であることを示している。
表7に示すように、組合わせ「B2−C1」だけが、障害発生テスト項目内出現回数=2(既検証テスト項目内出現回数に対する確率=100%)なので、この組み合わせ「B2−C1」が、障害を発生させる入力の組合せ条件と判断して操作を終了する。
Figure 0004631858
本発明の実施の形態になるシステム検証の基本構成を示す図である。 本発明の実施の形態になるシステム検証におけるテスト計画表の構成例を示す図である。 発明の実施の形態になるテスト計画表に対する検証結果例を示す図である。 本発明の実施の形態になる未検証テスト項目中から次検証対象テスト項目を決定する方法を表す概念図である。 本発明の実施の形態になる障害発生の組合せ条件絞り込みの処理フローを示す図である。 本発明の実施の形態になる障害発生条件を明確化するテスト計画表に対する検証結果例を示す図である。
符号の説明
100 障害検証装置(PC、WS等コンピュータ装置)
200 検証対象(サーバ、プリンタ、ソフトウエアモジュール等)

Claims (6)

  1. 論理システムにおける障害発生条件を検証する障害検証装置の障害検証方法であって、
    前記障害検証装置が、
    前記論理システムの複数の入力因子からなるテスト項目において、既検証テスト項目の入力因子の組合せに対する既検証組合せ情報を取得するステップと、
    前記既検証組合せ情報に基づいて、前記入力因子の組合せになる各テスト項目の組合せ障害発生確率指数と当該全指数の積算値を取得するステップと、
    前記論理システムの未検証テスト項目の入力因子の組合せになる組合せ障害発生積算値を取得するステップと、
    前記未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目を次の検証対象として抽出するス
    テップを実行することを特徴とする障害検証方法。
  2. 前記組合せ障害発生確率指数は、前記テスト項目の各入力組合せに対する既検証テスト項目内における出現回数と障害発生テスト項目内における出現回数に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載の障害検証方法。
  3. 前記既検証組合せ障害発生積算値は、前記既検証テスト項目内の出現回数と前記障害発生テスト項目内の出現回数に基づいて決定される各組合せ障害発生確率指数を積算して算出されることを特徴とする請求項1または2に記載の障害検証方法。
  4. 前記未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値は、各テスト項目の入力因子の組合せ毎の前記組合せ障害発生確率指数を積算して算出され、次の検証対象となる未検証テスト項目を抽出する際に、当該未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目が抽出されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の障害検証方法。
  5. 論理システムにおける障害発生条件を検証する障害検証装置であって、
    前記論理システムの複数の入力因子からなるテスト項目において、既検証テスト項目の入力因子の組合せに対する既検証組合せ情報を取得する手段と、
    前記既検証組合せ情報に基づいて、前記入力因子の組合せになる各テスト項目の組合せ
    障害発生確率指数と当該全指数の積算値を取得する手段と、
    前記論理システムの未検証テスト項目の入力因子の組合せになる組合せ障害発生積算値
    を取得する手段と、
    前記未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に
    所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目を次の検証対象として抽出する手
    段を有することを特徴とする障害検証装置。
  6. 論理システムにおける障害発生条件を検証する障害検証プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記論理システムの複数の入力因子からなるテスト項目において、既検証テスト項目の入力因子の組合せに対する既検証組合せ情報を取得するステップと、
    前記既検証組合せ情報に基づいて、前記入力因子の組合せになる各テスト項目の組合せ障害発生確率指数と当該全指数の積算値を取得するステップと、
    前記論理システムの未検証テスト項目の入力因子の組合せになる組合せ障害発生積算値を取得するステップと、
    前記未検証テスト項目の組合せ障害発生積算値が、前記既検証組合せ障害発生積算値に所定の比率係数を乗じた値に最も近い未検証テスト項目を次の検証対象として抽出するステップを実行させる障害検証プログラム。
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