Test generation and animation based on object-oriented specifications

par Matthias Krieger

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Burkhart Wolff.

Soutenue le 09-12-2011

à Paris 11 , dans le cadre de Ecole doctorale Informatique de Paris-Sud , en partenariat avec Laboratoire de recherche en informatique (Orsay, Essonne) (laboratoire) .

Le jury était composé de Catherine Dubois, Bernhard Rumpe, Christine Paulin-Mohring, Bruno Marre.

Les rapporteurs étaient Catherine Dubois, Bernhard Rumpe.

  • Titre traduit

    Génération de tests et animation à partir de spécifications orientées objet


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est l'assistance à la génération de tests et à l'animation de spécifications orientées objet. Nous cherchons en particulier à profiter de l'état de l'art des techniques de résolution de satisfaisabilité en utilisant une représentation appropriée des données orientées objet. Alors que la génération automatique de cas de tests recherche un large ensemble de valeurs à fournir en entrée d'une application, l’animation de spécifications effectue les calculs qui sont conformes à une spécification à partir de valeurs fournies par l'utilisateur. L'animation est une technique importante pour la validation des spécifications.Comme fondement de ce travail, nous présentons des clarifications et une formalisation partielle du langage de spécification OCL (Object Constraint Language) ainsi que quelques extensions, afin de permettre la génération de tests et l'animation à partir de spécifications OCL.Pour la génération de tests, nous avons implémenté plusieurs améliorations à HOL-TestGen, outil basé sur le démonstrateur de théorème Isabelle, qui engendre des tests à partir de spécifications en Logique d’Ordre Supérieure (Higher-Order Logic ou HOL). Nous montrons comment des solveurs SMT peuvent être utilisés pour résoudre différents types de contraintes en HOL et nous présentons une approche modulaire de raisonnement par cas pour dériver des cas de tests. Cette dernière approche facilite l'introduction de règles de decomposition par cas qui sont adaptées aux spécifications orientées objet.Pour l'animation de spécifications, nous avons développé OCLexec, outil d'animation de spécifications en OCL. A partir de contrats de fonctions OCLexec produit les implémentations Java correspondantes qui appellent un solveur de contraintes SMT lors de leur exécution.


  • Résumé

    The goal of this thesis is the development of support for test generation and animation based on object-oriented specifications. We aim particularly to take advantage of state-of-the-art satisfiability solving techniques by using an appropriate representation of object-oriented data. While automated test generation seeks a large set of data to execute an implementation on, animation performs computations that comply with a specification based on user-provided input data. Animation is a valuable technique for validating specifications.As a foundation of this work, we present clarifications and a partial formalization of the Object Constraint Language (OCL) as well as some extensions in order to allow for test generation and animation based on OCL specifications.For test generation, we have implemented several enhancements to HOL-TestGen, a tool built on top of the Isabelle theorem proving system that generates tests from specifications in Higher-Order Logic (HOL). We show how SMT solvers can be used to solve various types of constraints in HOL and present a modular approach to case splitting for deriving test cases. The latter facilitates the introduction of splitting rules that are tailored to object-oriented specifications.For animation, we implemented the tool OCLexec for animating OCL specifications. OCLexec generates from operation contracts corresponding Java implementations that call an SMT-based constraint solver at runtime.

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