Tải bản đầy đủ

KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN PHẦN mềm BẰNG PHƢƠNG PHÁP mô HÌNH hóa EVENT – b

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG

KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN PHẦN MỀM BẰNG PHƢƠNG PHÁP
MÔ HÌNH HÓA EVENT – B

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

HÀ NỘI, 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG

KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN PHẦN MỀM BẰNG PHƢƠNG PHÁP
MÔ HÌNH HÓA EVENT – B


Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm
Mã số: 60.48.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRƢƠNG NINH THUẬN

HÀ NỘI, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung bản luận văn là do tôi tìm hiểu, nghiên
cứu, tham khảo và tổng hợp từ các nguồn tài liệu khác nhau và làm theo hướng
dẫn của người hướng dẫn khoa học. Các nguồn tài liệu tham khảo, tổng hợp đều
có nguồn gốc rõ ràng và trích dẫn theo đúng quy định.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình. Nếu có
điều gì sai trái, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.

Hà Nội, tháng 06 năm 2016
Ngƣời cam đoan

Nguyễn Xuân Trường


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, các cô khoa Công nghệ
Thông Tin – Trường Đại học Công nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình
dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong
suốt quá thời gian học tập tại trường. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy
PGS.TS Trương Ninh Thuận – Phó chủ nhiệm khoa công nghệ thông tin –
Trường Đại học Công nghệ – ĐHQGHN đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, định
hướng cho em để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động
viên ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành luận văn này. Với việc tìm hiểu và nghiên cứu về lĩnh vực, công cụ còn
tương đối mới mẻ cùng với kiến thức còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của
thầy cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.


Hà Nội, tháng 06 năm 2016
Học viên

Nguyễn Xuân Trường


1

MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................ 1
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................. 3
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................. 5
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU..................................................................................... 7
1.1. Sự cần thiết của đề tài ............................................................................... 7
1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 9
1.3. Đóng góp của đề tài .................................................................................. 9
1.4. Cấu trúc của luận văn ............................................................................... 9
Chƣơng 2. TỔNG QUAN VỀ KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN PHẦN MỀM
VÀ PHƢƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA EVENT-B........................................ 11
2.1. Giao diện người dùng ............................................................................. 11
2.2. Các phương pháp kiểm chứng giao diện ................................................ 12
2.2.1. Phương pháp tĩnh ............................................................................. 14
2.2.2. Phương pháp động............................................................................ 14
2.3. Tổng quan về Event-B ............................................................................ 16
2.3.1 Context .................................................................................................... 17
2.3.2 Machine .................................................................................................. 18
2.3.3 Ký hiệu toán học trong Event-B ............................................................. 21
2.3.4 Tinh chỉnh ............................................................................................... 22
2.3.5 Mệnh đề chứng minh .............................................................................. 23
2.3.6 Công cụ Rodin ........................................................................................ 24


2
Chƣơng 3. KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN PHẦN MỀM BẰNG PHƢƠNG
PHÁP MÔ HÌNH HÓA EVENT-B ................................................................. 27
3.1. Phương pháp chung ................................................................................ 27
3.2. Phương pháp chi tiết ............................................................................... 28
3.3. Mô hình hóa giao diện phần mềm .......................................................... 31
3.4. Mệnh đề chứng minh .............................................................................. 32
Chƣơng 4. ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN ỨNG
DỤNG TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG VỚI EVENT-B .................................... 34
4.1. Tổng quan về các ứng dụng trên điện thoại di động .............................. 34
4.1.1.

Các thành phần cơ bản của một ứng dụng Android ........................ 35

4.1.2.

Cơ chế quản lý các Activity ............................................................ 35

4.2. Ứng dụng Note ....................................................................................... 38
4.2.1. Giới thiệu chung ............................................................................... 38
4.2.2

Ứng dụng Note ................................................................................. 38

4.3. Mô hình hóa và kiểm chứng giao diện ứng dụng Note .......................... 44
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ....................................................... 56
Kết luận ............................................................................................................ 56
Hướng phát triển .............................................................................................. 57
PHỤ LỤC ........................................................................................................... 58
A.

Đặc tả context Note_C của ứng dụng Note ............................................ 58

B.

Đặc tả machine Note_M của ứng dụng Note ......................................... 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 62


3
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

IDE

Integrated Development Environment

GUI

Graphical User Interface

POS

Proof Obligations

INV

Invariant

DLF

Deadlock Freeness

VAR

Variant

WD

well-definedness


4
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các phép toán logic ......................................................................... 21
Bảng 2.2 Luật chứng minh INV với sự kiện evt ............................................. 24
Bảng 3.1 Chuyển đổi từ GUI tới Event-B....................................................... 32
Bảng 4.1 Bảng CSDL ghi chú Note ................................................................ 38
Bảng 4.2 Mô tả cửa sổ giao diện MainActivity .............................................. 39
Bảng 4.3 Mô tả sơ bộ các đối tượng của cửa sổ giao diện CreateActivity ..... 40
Bảng 4.4 Mô tả sơ bộ các đối tượng của cửa sổ giao diện EditActivity ......... 41
Bảng 4.5 Mô tả sơ bộ các đối tượng của cửa sổ giao diện ViewActivity....... 43


5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1

Giao diện đồ họa người dùng ................................................ 11

Hình 2.2

Giao diện dòng lệnh .............................................................. 12

Hình 2.3 Cấu trúc và mối quan hệ của các thành phần mô hình trong EventB ................................................................................................................. 17
Hình 2.4

Cấu trúc context..................................................................... 18

Hình 2.5

Ví dụ về context trong Event-B ............................................ 18

Hình 2.6

Cấu trúc machine trong Event-B ........................................... 20

Hình 2.7

Cấu trúc của Event trong Event-B ........................................ 20

Hình 2.8

Ví dụ machine trong Event-B ............................................... 20

Hình 2.9

Ví dụ Event trong Event-B .................................................... 21

Hình 2.10

Ví dụ về mối quan hệ Refinement trong Event-B................. 22

Hình 2.11

Sơ đồ định nghĩa sự kiện ....................................................... 23

Hình 2.12

Định nghĩa sự kiện evt .......................................................... 24

Hình 2.13

Giao diện đồ họa của công cụ Rodin .................................... 25

Hình 2.14

Symbols View ....................................................................... 36

Hình 2.15

Event-B Explorer................................................................... 36

Hình 2.16

Menu bar................................................................................ 36

Hình 3.1

Quy trình kiểm chứng tổng quát ........................................... 27

Hình 3.2

Quy trình kiểm chứng chi tiết ............................................... 30

Hình 4.1

Cơ chế Back Stack ................................................................ 36

Hình 4.2

Activity State ......................................................................... 37

Hình 4.3

MainActivity.XML ............................................................... 40

Hình 4.4

CreateActivit.XML ............................................................... 41

Hình 4.5

EditActivit.XML ................................................................... 42

Hình 4.6

ViewActivity.XML ............................................................... 43

Hình 4.7

Quy trình xây dựng Activity Diagram .................................. 44

Hình 4.8

Sơ đồ Activity Diagram ........................................................ 45


6
Hình 4.9

Quá trình mô hình hóa từ đặc tả vào trong Event-B ............. 46

Hình 4.10

Context Note_C ..................................................................... 47

Hình 4.11

Một phần của machine Note_M ............................................ 49

Hình 4.12

Event thoát ứng dụng ............................................................ 50

Hình 4.13

Event chọn chức năng Create ................................................ 50

Hình 4.14

Event chọn chức năng Edit.................................................... 50

Hình 4.15

Event chọn chức năng View.................................................. 51

Hình 4.16

Event chọn chức năng Delete ................................................ 51

Hình 4.17

Các Event trên các đối tượng của các cửa sổ ........................ 51

Hình 4.18

Cửa sổ sinh kiểm chứng tự động ........................................... 53

Hình 4.19

Bảng kết quả Statistics .......................................................... 53

Hình 4.20

Thông báo mệnh đề chưa chứng minh được tự động............ 54

Hình 4.21

Cửa sổ Goal ........................................................................... 54

Hình 4.22

Cửa sổ Statistics trong trường hợp lỗi................................... 55

Hình 4.23

Cửa sổ Statistics trong trường hợp lỗi................................... 55


7
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU

1.1.

Sự cần thiết của đề tài
Ngày nay phần mềm có mặt trong hầu hết các lĩnh vực: Giáo dục, truyền

thông, ngân hàng, sản xuất chế tạo, quản trị, y tế, khoa học kỹ thuật, hàng không
vũ trụ, giải trí, … Giúp con người giải quyết hầu hết các công việc và dần thay
thế con người. Đại đa số phần mềm hiện nay được xây dựng với một giao diện
đồ họa người dùng Graphical User Interface (GUI) thân thiện và người sử dụng
chỉ việc tương tác với giao diện của phần mềm.
Việc phát triển phần mềm dần hướng tới đưa ra sản phẩm có giao diện dễ
sử dụng, có tính thẩm mỹ cao và đảm bảo được các chức năng cần thiết. Tuy
nhiên không phải lúc nào các GUI của phần mềm khi được xây dựng điều đảm
bảo được tính dễ dùng, bố cục hợp lý, các chức năng hoạt động một cách chính
xác như mong muốn. Lỗi phần mềm chủ yếu xuất hiện trong quá trình tương tác
như: Các phần tử trên GUI hiển thị bất thường khó quan sát và thao tác, các
chức năng thực hiện không như dự định, các thông báo hiển thị sai, thứ tự xuất
hiện của các cửa sổ không chính xác,…, dẫn tới thực hiện sai, gây mất mát dữ
liệu, gây mất an toàn thiệt hại về kinh tế và có thể nguy hại tới tính mạng của
người sử dụng,... Vì vậy, Cần phải thực hiện kiểm thử giao diện phần mềm để
kiểm tra các chức năng, sự nhất quán, khả năng tầm nhìn, khả năng tương thích
đảm bảo phù hợp với các thông số trong đặc tả thiết kế, phát hiện lỗi và sửa
chữa kịp thời hoặc bất cứ vấn đề bất thường nào có thể có của giao diện là vô
cùng quan trọng và là một thách thức lớn trong quá trình xây dựng phần mềm.
Kiểm chứng giao diện phần mềm là một quy trình gồm nhiều công việc
khác nhau trên nhiều đối tượng của giao diện. Trong đó việc kiểm chứng thứ tự
hiển thị của các cửa sổ giao diện là một yếu tố quan trọng và cần thiết, có thể
thấy người sử dụng làm việc với phần mềm chủ yếu thông qua các cửa sổ giao
diện qua đó người dùng có thể giao tiếp, tương tác, trao đổi nhập xuất thông tin
với phần mềm. Từ một chức năng trong cửa sổ này có thể gọi tới một hoặc nhiều


8
cửa sổ khác, tại mỗi một thời điểm chỉ có một cửa sổ được làm việc. Các trạng
thái và thứ tự xuất hiện của các giao diện cần đảm bảo chính xác với lời gọi tới
nó. Khi cửa sổ hiển thị không đúng với thứ tự ứng chức năng định sẵn sẽ đưa tới
người dùng những thông tin và hành động sai điều này gây ra những hậu quả
khó lường.
Từ trước tới nay có nhiều phương pháp kiểm chứng, kiểm thử được áp
dụng để kiểm chứng, kiểm thử các bản đặc tả thiết kế giao diện phần mềm như
kiểm chứng tĩnh, kiểm chứng động, kiểm thử hộp đen,.... Tuy nhiên mỗi phương
pháp lại bộc lộ những ưu và nhược điểm riêng. Với kiểm chứng tĩnh lại phụ
thuộc chủ yếu vào kiến thức với kinh nghiệm khả năng phân tích của người
kiểm thử và thường tốn nhiều thời gian. Trong khi đó kiểm chứng động thì lại
được áp dụng trong quá trình thực hiện của phần mềm và sử dụng các kỹ thuật
kiểm thử tùy theo cấp độ như kiểm thử modul hay kiểm thử đơn vị, phương
pháp này tốt cho việc tìm lỗi nhưng lại đòi hỏi thực hiện chương trình tức là việc
kiểm chứng chỉ thực hiện sau khi đã có mã nguồn. Phương pháp Event-B là một
phương pháp mô hình hóa cho phép mô hình hóa các thành phần, đối tượng của
hệ thống phần mềm dựa trên các ký hiệu toán học, logic mệnh đề và lý thuyết
tập hợp kết hợp với công cụ mã nguồn mở Rodin cho phép sinh và kiểm chứng
một cách tự động.
Nhận thấy được tầm quan trọng của việc kiểm chứng giao diện người
dùng của phần mềm mà cụ thể là kiểm chứng thứ tự xuất hiện của các cửa sổ
giao diện cùng với ưu điểm của phương pháp Event-B và công cụ Rodin, nên tác
giả đã mạnh dạn đề xuất đề tài “Kiểm chứng giao diện phần mềm bằng
phƣơng pháp mô hình hóa Event – B” nhằm nghiên cứu phương pháp kiểm
chứng giao diện chung và tập trung vào xây dựng phương pháp kiểm chứng thứ
tự xuất hiện của các cửa sổ giao diện phần mềm cho các ứng dụng trên thiết bị di
động.


9
1.2.

Nội dung nghiên cứu
Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu đặc điểm của giao diện phần mềm,

các vấn đề liên quan tới kiểm chứng giao diện phần mềm, các phương pháp
kiểm chứng giao diện. Nghiên cứu mô hình, cấu trúc, ký pháp của phương pháp
mô hình hóa Event-B. Tìm hiểu nguyên lý, chức năng của công cụ Rodin. Từ
những nghiên cứu có được xây dựng một phương pháp mô hình hóa và kiểm
chứng chung, xây dựng phương pháp kiểm chứng thứ tự xuất hiện của các cửa
sổ giao diện người dùng của các ứng dụng di động, toàn bộ quá trình nghiên cứu
được triển khai gồm các công việc: xây dựng quy trình thực hiện tổng quát, xây
dựng quy trình chi tiết, xây dựng các mô hình giao diện trừu tượng tổng quát
thông qua các định nghĩa, xây dựng các bộ quy tắc chuyển đổi tham chiếu tương
ứng từ mô hình trừu tượng vào trong Event-B.
Áp dụng vào kiểm chứng tự động thứ tự thực hiện của các cửa sổ giao
diện của ứng dụng tạo ghi chú Note chạy trên hệ điều hành Android của thiết bị
di động.
1.3.

Đóng góp của đề tài
Nghiên cứu đề xuất phương pháp để kiểm chứng giao diện người dùng

phần mềm ở giai đoạn thiết kế bằng phương pháp mô hình hóa Event-B, đó
chính là kiểm chứng sự tuân thủ về thứ tự của các cửa sổ giao diện, giúp các nhà
phát triển có thể phát hiện và tránh các lỗi không mong muốn của giao diện hoặc
những giả thiết không hợp lý của bản đặc tả thiết kế của giao diện trong quá
trình xây dựng phần mềm trước khi cài đặt.
1.4.

Cấu trúc của luận văn

Phần nội dung của luận văn được cấu trúc thành 4 chương chính như sau:
Chƣơng 1. Giới thiệu
Giới thiệu về các yêu cầu khách quan, chủ quan, cơ sở khoa học, thực tiễn
nghiên cứu và xây dựng đề tài.


10
Chƣơng 2. Tổng quan về kiểm chứng giao diện phần mềm và Phƣơng pháp
mô hình hóa Event-B
Giới thiệu một cách chi tiết về giao diện phần mềm cũng như các vấn đề
về kiểm chứng giao diện phần mềm, các phương pháp kiểm chứng giao diện.
Bao gồm những kiến thức tổng quan về phương pháp mô hình hóa Event-B, mô
tả cấu trúc của mô hình, các thành phần, giải thích ý nghĩa của các thành phần,
cấu trúc của mệnh đề chứng minh và phân loại. Nêu rõ tập các ký hiệu toán học
trong cú pháp của mô hình. Trình bày cách sử dụng và kiểm chứng tự động với
công cụ Rodin.
Chƣơng 3: Kiểm chứng giao diện phần mềm bằng phƣơng pháp Event-B
Tập trung vào việc xây dựng quy trình kiểm chứng tổng quát và chi tiết
cho các giao diện ứng dụng như: xây dựng quy trình thực hiện, xây dựng mô
hình chung trên các định nghĩa, xây dựng quy trình chi tiết, đưa ra các luật
chuyển đổi tổng quát và mệnh đề chứng minh tổng quát chung.
Chƣơng 4. Áp dụng phƣơng pháp kiểm chứng giao diện ứng dụng trên thiết
bị di động với Event-B
Trình bày tổng quan về ứng dụng trên thiết bị di động Android và ứng
dụng Note. Áp dụng phương pháp đã nghiên cứu được vào mô hình hóa và kiểm
chứng thứ tự các cửa sổ của ứng dụng Note. Soạn thảo, biên tập mô hình thu
được và kiểm chứng tự động với công cụ Rodin.
Kết luận và hƣớng phát triển
Kết luận tổng thể về các kết quả đã đạt được của luận văn và hướng phát
triển tiếp theo.
Phụ lục
Trình bày một cách chi tiết về các mô hình trong Event-B của ứng dụng
Note đã chuyển đổi và mô hình hóa


11
Chƣơng 2. TỔNG QUAN VỀ KIỂM CHỨNG GIAO DIỆN PHẦN MỀM
VÀ PHƢƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA EVENT-B

2.1.

Giao diện ngƣời dùng
Giao diện người dùng Graphical user interfaces (GUI) là giao diện đồ họa

của chương trình cho phép người sử dụng giao tiếp với máy tính và các thiết bị
điện tử thông qua tương tác với các đối tượng đồ họa như: nút ấn, menu, hộp
nhập,…, thay vì chỉ là các dòng lệnh đơn thuần như trong Hình 2.2. GUI được
sử dụng phổ biến trong máy tính, các thiết bị cầm tay, các thiết bị đa phương
tiện trong văn phòng hoặc nhà ở.
Con người tương tác với phần mềm thông qua các đối tượng đồ họa: cửa
sổ, biểu tượng và các menu. Có nhiều phương pháp để tương tác, điều khiển như
thông qua việc sử dụng một con chuột, bàn phím hoặc cũng có thể sử dụng
bằng cách sử dụng các phím tắt bàn phím, phím mũi tên, hoặc thông qua giao
diện cảm ứng.
GUI cung cấp cho người dùng một cách giao tiếp khác với các chương
trình máy, biến các chương trình phức tạp trở nên bắt mắt và dễ dùng hơn. Một
ví dụ minh họa về GUI thể hiện trong Hình 2.1.

Hình 2.1 Giao diện đồ họa người dùng


12

Hình 2.2 Giao diện dòng lệnh
2.2.

Các phƣơng pháp kiểm chứng giao diện
Kiểm chứng giao diện là quá trình gồm nhiều kỹ thuật kiểm tra, kiểm thử

giao diện phần mềm để đảm bảo các chức năng tương ứng của giao diện đồ họa
người dùng của phần mềm phải phù hợp với thông số kỹ thuật bằng văn bản tức
là các bản đặc tả, thiết kế của nó [1].
Kiểm chứng những khiếm khuyết trong giao diện rất khó khăn bởi vì một
số lỗi giao diện chỉ biểu lộ trong những điều kiện đặc biệt. Các lỗi thường xảy ra
trên giao diện khi: một thành phần gọi tới các thành phần khác và gây ra lỗi
trong khi sử dụng giao diện của nó, thành phần được gắn với các giả thiết về ứng
xử của nó với thành phần được gọi, nhưng thành phần này lại sai, các thành
phần gọi và thành phần được gọi thao tác với tốc độ khác nhau và những dữ liệu
cũ lại được truy nhập, .v.v.
Ngoài chức năng phát hiện lỗi, kiểm chứng giao diện còn đánh giá các
yếu tố thiết kế như bố cục, màu sắc, phông chữ, cỡ chữ, nhãn, hộp văn bản, định
dạng văn bản, ghi chú, các nút, danh sách, các biểu tượng, liên kết, xử lý các sự
kiện bàn phím, sự kiện chuột và nội dung.
Kiểm chứng giao diện có thể phân chia vào việc xem xét hai khía cạnh
chính [5]:
 Khả năng sử dụng của giao diện
 Tính thẩm mỹ, bắt mắt
 Màu sắc.


13
 Hình khối và biểu tượng (Icon).
 Vị trí, kích thước của các đối tượng nút ấn, hộp nhập, …
 Ngôn ngữ, các ký hiệu, từ viết tắt, chính tả.
 …
 Sự điều hướng
 Thông qua thao tác để truy cập qua công cụ hoặc thực đơn.
 Số lượng các thao tác chọn và các thao tác chọn kết hợp.
 Các phím tắt và các tùy chọn nâng cao.
 Tính logic của giao diện
 Phạm vi của vùng dữ liệu vào/ra
 Input box.
 Check box.
 Drop down window list.
 Button lựa chọn.
 …
 Hành vi của giao diện được cài đặt chặt chẽ với từng bối cảnh
 Khi người dùng gọi trình tự các chức năng trên GUI.
 …
Quá trình kiểm chứng giao diện người dùng của ứng dụng để phát hiện
nếu ứng dụng có chức năng không chính xác. Kiểm chứng giao diện áp dụng các
kỹ thuật kiểm thử, các kỹ thuật kiểm thử này đề cập đến việc thiết lập các nhiệm
vụ thực hiện và so sánh kết quả cùng với kết quả dự kiến và khả năng lặp lại
cùng một tập các nhiệm vụ nhiều lần với dữ liệu đầu vào khác nhau và cùng một
mức độ chính xác. Kiểm chứng giao diện thực hiện kiểm tra cách xử lý ứng
dụng bàn phím và chuột sự kiện, làm thế nào các thành phần GUI khác nhau
như: menubars, thanh công cụ, hộp thoại, nút nhấn, hình ảnh, sự kiện..., khi
người sử dụng tương tác có thực hiện theo đúng cách mong muốn hay không.
Thực hiện kiểm chứng giao diện cho ứng dụng sớm trong chu kỳ phát triển phần
mềm sẽ tăng tốc độ phát triển, cải thiện chất lượng và giảm thiểu rủi ro về phía


14
cuối của chu kỳ. Kiểm chứng giao diện có nhiều phương pháp khác nhau mỗi
phương pháp sẽ có những ưu nhược điểm riêng, có thể được thực theo hướng
tĩnh hoặc động và có thể áp dụng tương ứng nhiều kỹ thuật kiểm thử một cách
thủ công hoặc có thể được thực hiện tự động với việc sử dụng một chương trình
phần mềm.
2.2.1. Phương pháp tĩnh
Trong phương pháp này áp dụng kỹ thuật phân tích tĩnh, kiểm thử bằng
tay dựa trên kinh nghiệm và kiến thức của người kiểm thử, nó được thực hiện
bởi chính người kiểm thử. Phương pháp Heuristic được sử dụng trong kiểm thử
bằng tay, trong đó một nhóm các chuyên gia nghiên cứu các phần mềm để tìm ra
vấn đề. Màn hình giao diện được kiểm thử bằng tay bởi các người kiểm thử,
những hành động và phản hồi của giao diện được so sánh với mục tiêu thiết kế
và các yêu cầu của người sử dụng, sự khác biệt giữa mong đợi của người sử
dụng và các bước thiết kế thiết kế cần thiết bởi giao diện, khả năng sử dụng của
giao diện. Việc kiểm thử bằng tay giúp phát hiện nhiều lỗi qua mỗi ca kiểm thử,
lỗi được tìm thấy sẽ cung cấp gợi ý để tìm lỗi khác, có thể tìm được những lỗi
mà các phương pháp chứng tự động khó có thể tìm thấy. Kiểm thử bằng tay
thường được sử dụng tốt cho kiểm thử giao diện ứng dụng đầu, thăm dò. Mặt
khác kiểm chứng bằng tay thường tỏ ra không hiệu quả và gây tốn thời gian khi
việc kiểm chứng cần lặp lại ca kiểm thử nhiều lần, phụ thuộc vào kiến thức và
khả năng của người kiểm thử [1].
2.2.2. Phương pháp động
Phương pháp thường áp dụng một số kỹ thuật kiểm thử và kiểm thử giao
diện tự động như kỹ thuật kiểm thử black-box (hộp đen) với các mô hình blackbox được sử dụng để tạo các ca kiểm thử cho kiểm thử giao diện, phương pháp
động là quy trình áp dụng nhiều kỹ thuật và công cụ kiểm thử thực hiện một tập
hợp các nhiệm vụ kiểm chứng tự động và so sánh kết quả thu được với đầu ra
mong đợi. Kỹ thuật kiểm chứng giao diện tự động được áp dụng là một giải


15
pháp khắc phục cho tất cả các vấn đề mà kiểm thử giao diện bằng tay trong kiểm
chứng tĩnh còn chưa làm được. Phương pháp áp dụng kiểm thử tự động được
thực hiện thông qua các công cụ được xây dựng sẵn miễn phí hoặc mất phí:
 Công cụ Capture-Replay: là một công cụ nắm bắt và chạy lại các thử
nghiệm đã chụp của phiên làm việc của người sử dụng (đầu vào và các
sự kiện) và lưu trữ chúng trong các kịch bản (mỗi phiên) phù hợp sẽ
được sử dụng để chạy lại các phiên người dùng. Hoạt động bằng hai chế
độ tương tác thực hiện khác nhau và cung cấp lợi thế kiểm tra đầu ra,
đầu ra của ca kiểm thử được ghi lại [1].
 Unit-Testing frameworks: cung cấp sự linh hoạt, hỗ trợ kiểm tra hướng
phát triển và thực hiện công việc kiểm tra tự động.
 Model based testing: Một mô hình là một mô tả đồ họa hành vi của hệ
thống. Nó giúp người phát triển hiểu và dự đoán các hành vi hệ thống.
Mô hình giúp tạo các ca sử dụng kiểm thử hiệu quả các yêu cầu của hệ
thống. Theo nhu cầu sử dụng để được xem xét để thử nghiệm mô hình
này dựa trên thực thi phiên làm việc của người sử dụng lựa chọn từ một
mô hình của giao diện, quá trình này gồm: xây dựng mô hình, xác định
đầu vào cho mô hình, tính toán kết quả dự kiến cho các mô hình, chạy
thử nghiệm, so sánh kết quả thực tế với kết quả dự kiến, quyết định về
hành động khác trên mô hình.


16
2.3.

Tổng quan về Event-B
Event-B được phát triển bởi tác giả J.R Abrial, là một phương pháp hình

thức để mô hình hóa và phân tích hệ thống phân cấp, được phát triển từ phương
pháp B. Event-B sử dụng chủ yếu các ký hiệu toán học, logic mệnh đề, lý thuyết
tập hợp để mô hình hóa hệ thống. Cho phép tinh chỉnh mô hình hóa hệ thống
theo các mức từ trừu tượng tới cụ thể và sử dụng các chứng minh toán học để
xác minh tính nhất quán giữa các mức độ tinh chỉnh.
Các ký hiệu, cú pháp của Event-B có thể được soạn thảo và chứng minh
tự động bằng công cụ Rodin Platfrom được tích hợp trong Eclipse-IDE
(Integrated Development Environment), Công cụ Rodin hỗ trợ cho phép soạn
thảo các ký hiệu và chứng minh các tính chất toán học một cách hiệu quả, là một
công cụ mã nguồn mở được cập nhật liên tục tại trang web Event-B.org [9]. Một
mô hình Event-B thường mã hóa các hệ thống chuyển đổi trạng thái trong đó các
biến sẽ đại diện cho các trạng thái, các sự kiện event đại diện cho việc chuyển từ
trạng thái tới một trạng thái khác của hệ thống. Một mô hình trong Event-B
được tạo thành bởi hai loại thành phần cơ bản sau: machines và context.
Machines bao gồm các phần đặc tả động của mô hình, trong khi đó contexts
chứa các phần đặc tả tĩnh của mô hình.
Một mô hình có thể chỉ chứa các contexts hoặc các machines hoặc là cả
hai loại. Machines và contexts có các mối quan hệ qua lại với nhau: một
machine có thể refined bởi một machine khác và một context có thể extended
bởi một context khác, một machine có thể sees một hoặc một vài context. Mối
quan hệ và cấu trúc của machines và contexts được thể hiện trong Hình 2.3. [4].


17

refines

refines
Machine

Machine
sees

sees
extends

extends
Context

Context

CONTEXT
…..
EXTENDS
…..
SETS
…..
CONSTANTS
….
AXIOMS
…..
THEOREMS
…..
END

Sees

MACHINE
…..
REFINES
…..
SEES
….
VARIABLES
…..
INVARIANTS
…..
VARIANT
….
EVENTS
…..
END

Hình 2.3. Cấu trúc mối và quan hệ của các thành phần mô hình trong Event-B.
2.3.1 Context
Context dùng để đặc tả những phần tĩnh của một mô hình, mỗi context
trong Event-B có một tên duy nhất. Một context có thể tham chiếu tới các thành
phần được định nghĩa trong context mà nó extends. Context được tạo thành từ
các mệnh đề được mô tả trong Hình 2.4. các mệnh đề này được định nghĩa như
sau [4]:
 Mệnh đề “Extends” chỉ ra một danh sách các context mà context hiện
tại mở rộng
 Mệnh đề “Sets” chỉ một tập hợp các mô tả chìu tượng và liệt kê các
loại, kiểu.
 Mệnh đề “Constants” là một danh sách các hằng số được đưa vào
context. Hằng số trong các context và trong các context mà extends từ
nó phải có định danh khác nhau.
 Mệnh đề “Axioms” là một danh sách các vị từ (gọi là tiên đề) của các
hằng số trong các biểu thức logic. Các axioms sẽ được sử dụng làm giả
thuyết trong các mệnh đề chứng minh Pos (Proof obligations).
 Mệnh đề “Theorems” là một danh sách các biểu thức logic gọi là định
lý và là thành phần cần chứng minh trong context.


18
CONTEXT
…..
EXTENDS
…..
SETS
…..
CONSTANTS
….
AXIOMS
…..
THEOREMS
…..
END

Hình 2.4. Cấu trúc của một context.
Hình 2.5 là một ví dụ về một context có tên là Array dùng để tìm kiếm
một giá trị trong một mảng có kích thước n và a hằng số đại diện tên mảng, x là
giá trị cần tìm.
CONTEXT Array

CONSTANTS
n //array size
a //the array to search in
x //value to search in a
AXIOMS
axm1: n ∈

axm2: a ∈ 1 .. n
axm3: x ∈
END
Hình 2.5. Ví dụ context trong Event-B.
2.3.2 Machine
Dùng để đặc tả những thành phần động của mô hình, một machine trong
Event-B phải có một tên duy nhất và khác với tất cả các context và machine


19
trong mô hình. Một machine được cấu tạo bởi các thành phần là các mệnh đề
được mô tả trong Hình 2.6 và định nghĩa như sau [4]:
 Mệnh đề “Refines” gồm các machine trừu tượng mà machine hiện tại
tinh chỉnh từ các machine đó.
 Mệnh đề “Sees” là một danh sách các context mà machine tham chiếu
tới. Machine có thể sử dụng các tập hợp và các hằng số được định
nghĩa rõ ràng trong các context mà được khai báo trong mệnh đề sees
của nó
 Mệnh đề “Variables” là một danh sách các biến khác nhau được sử
dụng trong machine, các biến phải không được trùng tên. Tuy nhiên
không giống như trong context một số biến có thể trùng tên với các
biến trong machine trừu tượng.
 Mệnh đề “Invariants” là một danh sách các biểu thức logic toán học
khác nhau gọi là các vị từ mà các biến phải thỏa mãn. Mỗi invariants
sẽ được gán một nhãn.
 Mệnh đề “Events” gồm một danh sách các events của machine. Một
event tạo ra một hành động làm thay đổi giá trị và trạng thái của các
biến. Một event trong Event-B sẽ được cấu thành bởi một ràng buộc G
(t, v) và một hành động A (t, v) với t là một tham số nào đó và v là
biến. Hình 2.7 mô tả cấu trúc của event.


20
MACHINE
…..
REFINES
…..
SEES
….
VARIABLES
…..
INVARIANTS
…..
VARIANT
….
EVENTS
…..
END

Hình 2.6. Cấu trúc của machine trong Event-B.
EVENT
REFINES
ANY
WHERE
WITH
THEN
END

Hình 2.7. Cấu trúc của Event trong Event-B.
 Các hành động của sự kiện có thể biểu diễn dưới dạng xác định hoặc không
xác định, có thể có nhiều hành động trong một sự kiện. Hình 2.8 là một ví
dụ về machine và Hình 2.9 là ví dụ về event.

Hình 2.8 Ví dụ machine trong Event-B


21

Hình 2.9 Ví dụ Event trong Event-B
2.3.3 Ký hiệu toán học trong Event-B
Phương pháp mô hình hóa Event-B sử dụng ngôn ngữ toán học cơ sở để
mô hình hóa gồm logic bậc nhất và lý thuyết tập hợp cơ sở cùng với các kiểu dữ
liệu, có thể thấy ngôn ngữ toán học đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong
mô hình Event-B [4].
 Các phép toán logic bậc nhất cơ bản gồm: Phép tuyển , phép hội ,
phép phủ định , phép kéo theo , tương đương , lượng từ với mọi ,
lượng từ tồn tại . Bảng 2.1 mô tả các phép toán. Từ các phép toán logic cơ
sở tạo nên các biểu thức logic được gọi là các vị từ trong các invariants và
trong các ràng buộc (guards) của các event trong mô hình của Event-B.

Bảng 2.1: Các phép toán logic
Tên phép toán

Ký hiệu

Tuyển



Hội



Phủ định



Kéo theo



Tương đương



Lượng từ với mọi



Lượng từ tồn tại




Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×