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Título: A family of coverage criteria based on patterns to the test of metaprograms
Autor(es): Antunes, Cleverton Hentz
Palavras-chave: Teste de software;Critérios de cobertura de teste;Casamento de padrões;Metaprogramas;Linguagens formais
Data do documento: 15-Dez-2017
Citação: ANTUNES, Cleverton Hentz. A family of coverage criteria based on patterns to the test of metaprograms. 2017. 137f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: Although there are several techniques for the automatic generation of test data based on grammars, few studies have been proposed to improve the test data generated by applying semantic restrictions. In this sense, we intend to contribute in this direction for the particular case of testing metaprograms, programs that have other programs as input. Currently, the natural alternative to testing this kind of program is using the grammar-based testing. That testing technique can be applied relatively easily, but with high costs, related to the generation and execution of the test set, and low effectiveness. Many researches and tools dedicated to the development of metaprograms make heavy use of pattern matching for their implementation and specification. In this case, the patterns offer an interesting source of information for creating tests that are syntactically valid and also satisfy semantic constraints. Given the limitation of grammar-based testing and pattern information on the metaprograms, we identified an opportunity to contribute to the improvement of the testing process for these programs. Therefore, the goal of this work is to evaluate the use of pattern information for the testing of pattern-based metaprograms and thus contribute to their testing process. In order to systematize the software testing process, a family of coverage criteria based on patterns is proposed to test pattern-based metaprograms efficiently and systematically. Four pattern-based coverage criteria are proposed, they are based on classical input space partitioning combination criteria. Furthermore, a hierarchical relationship between the criteria is presented. Therefore, different levels of rigor can be required by choosing the appropriate criterion. The validation of these contributions is made using a case study and empirical validation. The case study presents a reference instantiation for the test design process applied to a type checker implemented as metaprogram based on patterns. The type checker is tested using a test set generated by the pattern-based coverage criteria, and the quality of this set is evaluated using the mutation technique. The results obtained are compared with those produced by a test set generated by the grammar-based criteria. The experimental studies indicate the effectiveness of the application of these patternbased criteria and a gain of cost-return in relation to the grammar-based coverage criteria.
metadata.dc.description.resumo: Apesar da existência de várias técnicas para a geração automática de dados de teste baseados em gramáticas, poucos trabalhos foram propostos no sentido de melhorar os dados de teste gerados aplicando restrições semânticas. Nesse sentido, contribuimos neste trabalho, nesta direção para o caso particular do teste de metaprogramas, um programa que tem como dado de entrada um outro programa. Atualmente, a alternativa natural para o teste deste tipo de programa é a técnica de testes baseados em gramáticas. Essa técnica de teste pode ser aplicada de maneira relativamente simples, porém com um custo de geração e execução do conjunto de testes elevado e uma efetividade baixa. Por outro lado, diversas pesquisas e ferramentas de grupos interessados no desenvolvimento de metaprogramas fazem uso intenso do recurso de casamento de padrões durante a sua implementação e especificação. Neste caso, os padrões oferecem uma fonte de informação interessante para a criação de testes que são sintaticamente válidos e também satisfazem restrições semânticas. Dada a limitação dos testes baseados em gramáticas e considerando a informação embutida nos padrões existentes nos metaprogramas, temos a oportunidade de contribuir para a melhoria do processo de teste para esses programas. Logo, o objetivo deste trabalho é avaliar o uso da informação de padrões para o teste de metaprogramas e com isso contribuir no seu processo de teste. No intuito de sistematizar o processo de teste de software, o documento apresenta um processo de design de teste e também uma família de critérios de cobertura baseados em padrões para o teste eficiente e sistematizado de metaprogramas baseados em padrões. São propostos quatro critérios de cobertura baseados em padrões e nos critérios de particionamento do espaço de entrada. Também é apresentada uma hierarquia entre os critérios propostos. Com isso, diferentes níveis de rigor podem ser requeridos no processo através da escolha do critério adequado. A validação dessas contribuições é feita através de um estudo de caso e uma validação empírica. O estudo de caso apresenta uma instanciação de referência para o processo de design de testes de um verificador de tipos implementado como metaprograma baseado em padrões. O verificador de tipos é testado usando um conjunto de testes gerados pelos critérios de cobertura baseados em padrões. A qualidade desse conjunto é avaliada utilizando a técnica de mutação e através da comparação dos resultados obtidos com testes gerados por critérios baseados em gramáticas. Os estudos experimentais indicam a efetividade da aplicação dos critérios baseados em padrões e o ganho em custo-benefício em relação aos critérios baseados em gramáticas no contexto do teste de metaprogramas baseados em padrões.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25054
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