JPH06149561A - ソフトウェア開発装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的はテスト工程におけるテストデー
タ作成作業を自動化でき、ソフトウェア開発の際の生産
性向上を図れるようにすることにある。 【構成】時間の概念も含む状態遷移モデルによって記述
したソフトウェア仕様を与える仕様記述手段１と、与え
られたソフトウェア仕様をもとに、この仕様における遷
移の列を記述したテストケースを生成するテストケース
記述手段２と、この得られたテストケースに対し、上記
仕様記述手段から得られる状態遷移によるソフトウェア
の仕様を用いて、テスト対象のソフトウェアに対し、外
部から与えるイベントとこれらイベントの間に存在する
時間制約を抽出する抽出機能、この抽出機能により抽出
したイベントに対応した時間制約を満たす時系列のデー
タを生成する生成機能とを有する時系列データ生成手段
３と、この生成された時系列データを用いてテスト対象
のソフトウェアを実行するテスト実行部４とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータを利用し
たソフトウェア開発装置にかかわり、特に制御用ソフト
ウェアのシステムテスト工程を効能率に実施できるよう
にしたソフトウェア開発装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】開発中のソフトウェアは、プログラミン
グ内容が仕様通りの動作をするかを確認するために、テ
ストを行う。この工程がテスト工程であるが、コンピュ
ータを用いたソフトウェア開発におけるシステムテスト
工程では、従来、テスト責任者がソフトウェアの仕様を
もとに、テストケース（テスト用に想定した各種状態や
状況）を作成し、さらにそのテストケースに対応したテ
ストデータ（テスト用の模擬情報）を作成してテスト対
象ソフトウェアに与えて実行させ、動作テストをしてい
た。

【０００３】このとき、実際にテスト対象ソフトウェア
に与えるテストデータは、制御用ソフトウェアの場合、
時系列の信号データであり、この場合、目的のテストケ
ースに対応した信号データを作成するのは困難な作業で
あった。

【０００４】また、従来のシステムテスト用のデータ生
成方式では、システムの仕様とプログラムの制御構造か
ら、システムの動作を網羅する形での入力データを生成
することは可能であるが、対象が制御用ソフトウェアで
ある場合は、入力の単純な組合せだけでなく、それらの
入力が時間的にどのように変化してゆくか、と云ったと
ころまで考慮して、時系列のデータを生成しなければ、
単体テスト以上の効果は期待できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】開発中のソフトウェア
が、仕様通りの動作をするかを確認するために行うシス
テムテスト工程では、従来、テスト責任者がソフトウェ
アの仕様をもとに、テストケースを作成し、さらにその
テストケースに対応したテストデータを作成してテスト
対象ソフトウェアに与えて実行させ、動作テストをして
いた。

【０００６】しかし、対象が制御用ソフトウェアである
場合はテストデータは時系列の信号データである。その
ため、テストデータ作成段階においてテストケースから
実際のテストデータを作成する作業は多大な労力を要す
るばかりでなく、入力が時間的にどのように変化してゆ
くかと云ったところまで考慮して時系列のデータを生成
する必要があるが、これを人手によって作成するのは極
めて困難なことである。

【０００７】ソフトウェアの信頼性を確保するには、現
実に起こり得る全ての状況に対して、どのような振る舞
いをするか確認すると共に、仕様に合致したものとなっ
ているかを確認しておく必要があるが、経時的変化を考
慮しなければならないケースでは実際上、そのようなテ
ストデータを作成することは、容易ではなく、十分な信
頼性を得ることは、困難なこととなる。

【０００８】そして、現状ではテストケースに対応する
想定したテストデータを作成して、テストを重ね、テス
ト結果から、バグを発見して修正を行い、再びテストし
てバグが解消されたと信じられる段階で出荷するように
していた。

【０００９】そこで、この発明の目的とするところは、
テスト工程におけるテストデータ作成作業を自動化で
き、しかも、テストケースに対応した時系列信号のテス
トデータを制御の実態に合う形でタイミングを合わせて
自動的に作成することが可能となり、ソフトウェア開発
における生産性の向上を図ることができると共に、ソフ
トウェア製品の信頼性の向上を図ることができるように
したソフトウェア開発装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、時間の概
念も含む状態遷移モデルによって記述したソフトウェア
仕様を与える仕様記述手段と、この仕様記述手段により
与えられたソフトウェア仕様をもとに、この仕様におけ
るある状態において、あるイベントに対し、あるアクシ
ョンを実行して、ある状態に至る遷移の列を記述したテ
ストケースを生成するテストケース記述手段と、このテ
ストケース記述手段から得られるテストケースに対し、
上記仕様記述手段から得られる状態遷移によるソフトウ
ェアの仕様を用いて、テスト対象のソフトウェアに対
し、外部から与えるイベントと、それらイベントの間に
存在する時間制約を抽出する抽出機能、この抽出機能に
より抽出したイベントに対応した時間制約を満たす時系
列のデータを生成する生成機能とを有する時系列データ
生成手段と、この時系列データ生成手段からの時系列デ
ータを用いてテスト対象のソフトウェアを実行するテス
ト実行部とを具備して構成する。

【００１１】

【作用】このような構成の本装置は、ソフトウェア開発
におけるテスト工程において、仕様記述手段からは、ソ
フトウェアの仕様を時間の概念も含む状態遷移モデルに
よって記述されたものが与えられ、テストケース記述手
段からは、この記述された仕様における遷移（ある状態
において、あるイベントに対し、あるアクションを実行
して、ある状態に至る）の列で記述されたテストケース
が与えられる。そして、時系列データ生成手段は、この
テストケースから実際にシステムのテストに用いる時系
列データを生成し、テスト実行手段は当該時系列データ
を用いてシステムのテストを実行する。時系列データ生
成手段での時系列データ生成処理は、テストケース記述
手段から得られるテストケースに対し、仕様記述手段か
ら得られる状態遷移によるソフトウェアの仕様を用い
て、テスト対象システムに対し、外部から与えるイベン
トとそれらイベントの間に存在する時間制約を抽出し、
抽出したイベントに対応した、時間制約を満たす時系列
のデータを生成すると云った処理である。この生成され
た時系列のデータを用いてテストを実施することによっ
て、実際のソフトウェア製品の動作状況でのシステムテ
ストが可能となる。

【００１２】遷移の生起時刻が決定されたなら、ソフト
ウェア仕様からその生起時点に遷移を引き起こす該当の
イベントを対応させることができる。そして、イベント
が決まれば、どのようなテストデータが必要であるかは
決まるので、遷移を引き起こす生起時刻に、その遷移を
引き起こす該当のイベントで定まるテストデータを生成
すれば、必要なタイミングにおいて、必要なテストデー
タを生成することができるようになり、制御の実態に対
応した時系列のデータを自動生成することができるよう
になる。

【００１３】本発明により、テストケースに対応した時
系列信号のテストデータを制御の実態に合う形で自動的
に作成することが可能となり、テスト工程における最適
なテストデータ作成作業が自動化できて、テストのため
の多大な労力が削減され、ソフトウェア開発における生
産性の向上が実現されるばかりでなく、テスト作業の容
易化にともない十分なテストの実現が可能となり、ソフ
トウェア製品の信頼性の向上を実現できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明のシステム構成を示すブロック図であ
り、１は仕様記述部、２はテストケース記述部、３は時
系列データ生成部、４はテスト実行部である。

【００１５】これらのうち、仕様記述部１はソフトウェ
アの仕様を、時間の概念も含む状態遷移モデルによって
記述したものを供給するものであり、テストケース記述
部２は、この仕様記述部１によって記述された仕様にお
ける遷移（ある状態において、あるイベントに対し、あ
るアクションを実行して、ある状態に至る）の列によっ
てテストケースを記述するものである。また、時系列デ
ータ生成部３はテストケース記述部２によって記述され
たテストケースから実際にシステムのテストに用いる時
系列データを生成するものであり、テスト実行部４は時
系列データ生成部３の生成した時系列データを用いてシ
ステムのテストを自動実行するものである。

【００１６】このような構成において、ソフトウェアの
仕様は状態遷移モデルに基づいて記述されたものが仕様
記述部１から入力される。この仕様記述部１はディスク
装置等のファイル記憶装置であっても良いし、また、キ
ーボードを備えたマンマシンインタフェースであるコン
ソールなどであっても良い。コンソールの場合はオペレ
ータがソフトウェアの仕様記述をキー入力することによ
り、時系列データ生成部３に与え、ファイル記憶装置の
場合は予めソフトウェアの仕様記述をファイルとして記
憶しておいたものを読出して時系列データ生成部３に与
える。

【００１７】また、時系列データ生成部３にはテストケ
ース記述部２よりテストケースが与えられる。テストケ
ースは状態遷移による仕様上の遷移の列として与えられ
る。これらが与えられると時系列データ生成部３は、与
えられたテストケースである遷移の列に対し、それら遷
移の生起時刻に関する時間的な制約を抽出し、この時間
的な制約を満たすように遷移の生起時刻を決定した上
で、各遷移にトリガをかける各イベントに対応したデー
タを、時系列のテストデータとして生成する（図２参
照）。そして、時系列データ生成部３により生成された
時系列のテストデータはテスト実行部４に与えられ、テ
スト実行部４はこれらの時系列のテストデータを用いて
ソフトウェアを実行し、テストを行う。

【００１８】次に本発明の重要な部分であるテストデー
タ生成処理について説明する。図２はこれを実施する部
分であるテストケース記述部２と時系列データ生成部３
のシステム構成図である。図において、２１はテストケ
ース記述部２を構成するテストケース作成部であり、状
態遷移モデルに基づくソフトウェア仕様の上で、テスト
ケースに対応した動作を指定するものである。２２はテ
ストケース作成部２１で作成されたテストケースであ
る。上記ソフトウェア仕様は、仕様記述部１より与えら
れる状態遷移ソフトウェア仕様２４から得る。時系列デ
ータ生成部３は、時間制約抽出部２３、遷移時刻決定部
２５、時系列信号生成部２６から構成される。

【００１９】時間制約抽出部２３は、テストケース２２
と状態遷移ソフトウェア仕様２４とから、遷移の起こる
時刻に関する時間制約を抽出するものである。遷移時刻
決定部２５は、この遷移時刻決定部２５の決定した制約
を満足する形で遷移時刻を決定するものである。また、
時系列信号生成部２６は、この遷移時刻決定部２５によ
り決定された遷移時刻に基づき、遷移に伴うイベントを
外部からの時系列信号として生成するものである。

【００２０】このような構成において、まず、テストケ
ース作成部２１では、状態遷移モデルに基づくソフトウ
ェア仕様の上で、テストケースに対応した動作を指定す
る。動作の指定は、状態遷移ソフトウェア仕様２４上の
遷移の系列として表現されることになる。

【００２１】テストケース２２の指定方法は、遷移図上
で人（オペレータ）が遷移列を指定するようにしても良
いが、一定のアルゴリズムに従って、自動的に生成させ
るようにすることも可能である。

【００２２】このようにして、生成されたテストケー
ス、即ち遷移列が２２である。時間制約抽出部２３は、
テストケース２２と状態遷移ソフトウェア仕様２４から
遷移の起こる時刻に関する時間制約を抽出する。さら
に、その制約を満足する形で遷移時刻決定部２５が遷移
時刻を決定する。最後に、時系列信号生成部２６が、決
定された遷移時刻に基づき、遷移に伴うイベントを外部
からの時系列信号として生成する。次に、時間制約抽出
部２３による時間制約の抽出処理及び遷移時刻決定部２
５による遷移時刻の決定処理について説明する。まず、
処理の流れを図３に示す。時間制約抽出部２３による時
間制約の抽出処理は時間軸遷移配置処理３１０と時間制
約の抽出処理３１１により実施される。

【００２３】時間軸遷移配置処理３１０では、テストケ
ースにより与えられた遷移列を時間軸へ配置する。この
時間軸への遷移の配置とは、テストケースにより与えら
れた遷移列を時間軸上に点列として配置することを意味
する。このとき、時間軸上での遷移の時刻は未定であ
る。時間軸への遷移の配置は図４に示す如きであり、こ
れは、各遷移が軸上に配置された例である。

【００２４】次に、時間制約の抽出処理３１１である。
具体的には、遷移に伴うタイマに関するイベント、アク
ションの組み合わせより、時間軸上でタイマの動作して
いる遷移の区間（時区間と呼ぶ）を抽出し、さらに、タ
イマの設定時間からその区間の時間制約を見い出す。こ
の様子を図５に示す。図５に示すように、タイマの“ス
タート、ウェイト”、“コンティニュ、タイムアウト”
の組み合わせにより、２つの時区間が抽出され、タイマ
の設定時間から時間制約が求められている。

【００２５】遷移時刻決定部２５による遷移時刻の決定
処理は、時区間の正規化処理３１２と遷移時刻決定処理
３１３により実現する。時区間の正規化処理３１２で
は、時間制約の抽出処理３１１によって得た時間制約の
中の冗長な部分を無くし、遷移時刻決定処理３１３に際
し、矛盾が生じないようにする。具体的には、図６のよ
うに時区間の包含関係を解消することに対応する。

【００２６】遷移時刻決定処理３１３においては遷移時
刻の決定を行うため、時間制約の抽出処理３１１、時区
間の正規化処理３１２によって与えられる時間制約を満
たすように、実際に各遷移の生起時刻を決定する。

【００２７】生起時刻の決定方法としては、本実施例で
は次の２通りの方法のいずれかを用いる。 (1) ・製品に関する知識に基づく方法。 (2) ・時間制約を配分する方法。

【００２８】このうち、(1) 「製品に関する知識に基づ
く方法」では、ある遷移の時刻を決定する際に、何の時
間制約も与えられていない場合、製品に関する知識か
ら、ある状態からその遷移を引き起こすためのイベント
がどれくらいの時間で起こるかを得て、その時間から遷
移時刻を決定する。

【００２９】また、(2) 「時間制約を配分する方法」で
は、時区間内に存在する遷移の数と、その時区間に与え
られた制約時間、および製品に関する知識とから得られ
るイベントが起こるまでに通常かかる時間、の３つの要
素をもとに、遷移が起こるまでの時間を配分し、遷移時
刻を決定するものである。

【００３０】図７は遷移時刻を決定する様子を示してい
る。この例では、時区間に与えられた制約時間Ｔを、各
遷移を引き起こすイベントが、通常起こるまでの時間
（状態滞留時間）の比で分配して、遷移時刻を決定して
いる。また、大域的には各タイマ毎の制約に基づく時刻
の決定を伝播させる形で、全体としての時刻の決定を進
めてゆく。時刻決定の伝播による大域的時刻決定の様子
を図８に示す。

【００３１】以上のようにして遷移時刻を決定すること
により、遷移を引き起こすイベントの生成時刻が決定さ
れ、そのイベントに対応するシステムの入力を、その時
刻に与えると云う操作の列として、時系列信号のテスト
データが生成できる。

【００３２】このように、本システムにおいては、状態
遷移モデルに基づいて記述されたソフトウェア仕様と、
状態遷移による仕様上の遷移の列として与えられるテス
トケースとを用い、この与えられたテストケースである
遷移の列に対し、それら遷移の生起時刻に関する時間的
な制約を抽出し、この時間的な制約を満たすように遷移
の生起時刻を決定した上で、各遷移にトリガをかける各
イベントに対応したデータを、時系列のテストデータと
して生成するようにしたものである（図２参照）。

【００３３】そして、生起時刻の決定では、まず、図４
に示されるように、テストケースに対応する遷移Tr1 ，
Tr2 ，〜Trn の列を配列し、次に、図５に示すように、
ソフトウェアの仕様から、タイマの動作に注目すること
により、遷移間の時間的な制約を抽出する。具体的に
は、タイマを動作させてから、タイマが終了するまでの
遷移の間には、タイマが動作している部分に注目する
と、経過時間（の和）はタイマの設定時間に一致してい
ると云う関係を用いている。例えば、図５に示す例で
は、タイマ設定値Ｔのとき、タイマが動作している時区
間を見付けて加算することにより、時間制約 Ｔ＝Ｔ１
＋Ｔ２ を抽出できる。

【００３４】このようにして、遷移の生起時刻に関する
制約を抽出した後は、時間制約の冗長性をなくすため
に、図６のように時間制約の正規化を行う。具体的に
は、時間制約を構成する、タイマの動作している区間の
重複をなくすことである。

【００３５】最後に、以上のようにして抽出した時間制
約を満足する形で、各遷移の生起時刻を決定する。決定
方法としては、図７のように製品に関する知識の一つで
ある、状態への平均的な滞留時間を用いて、時間の幅と
して与えられる時間制約を分配する形で決定する。

【００３６】これらの遷移時刻の決定は、図８のように
して、各タイマ毎の時間制約の関係を伝播する形で進め
られる。図８では矢印の方向に時刻の決定が伝播され
る。このようにして遷移の生起時刻が決定されたなら、
ソフトウェア仕様から各生起時点での遷移を引き起こす
イベントを対応させ、決定された生起時刻にそのイベン
トに対応するデータを生成してテスト対象システムに与
えることで、自動テストを可能とする。

【００３７】イベントが決まれば、どのようなテストデ
ータが必要であるかは決まるので、遷移を引き起こす生
起時刻に、その遷移を引き起こす該当のイベントで定ま
るテストデータを生成すれば、必要なタイミングにおい
て、必要なテストデータを生成することができるように
なり、制御の実態に対応した時系列のデータを自動生成
することができるようになる。なお、本発明は上記し、
かつ、図面に示す実施例に限定することなく、その要旨
を変更しない範囲内で適宜変形して実施し得るものであ
る。

【００３８】以上、本発明は、状態遷移モデルに基づい
て記述されたソフトウェアの仕様と、状態遷移による仕
様上の遷移の列として与えられるテストケースとを用
い、この与えられたテストケースである遷移の列に対
し、それら遷移の生起時刻に関する時間的な制約を抽出
し、この時間的な制約を満たすように遷移の生起時刻を
決定した上で、各遷移にトリガをかける各種イベントに
対応したデータを、時系列のテストデータとして生成す
るようにしたものであり、生起時刻の決定では、まず、
テストケースに対応する遷移の列を配列し、次に、ソフ
トウェアの仕様から、タイマの動作に注目することによ
り、遷移間の時間的な制約を抽出する。このようにし
て、遷移の生起時刻に関する制約を抽出した後は、時間
制約の冗長性をなくすために、制約の正規化を行い、最
後に、以上のようにして抽出した時間制約を満足する形
で、各遷移の生起時刻を決定する。決定方法としては、
製品に関する知識の一つである、状態への平均的な滞留
時間を用いて、時間の幅として与えられる時間制約を分
配する形で決定する。これらの遷移時刻の決定は、各タ
イマ毎の制約の関係を伝播する形で進める。

【００３９】このようにして遷移の生起時刻が決定され
たなら、ソフトウェア仕様からその生起時点に遷移を引
き起こす該当のイベントを対応させ、上記決定された生
起時刻にそのイベントに対応するデータを生成してテス
ト対象システムに与えることで、自動テストを可能にす
る。

【００４０】本発明により、テストケースを記述すれ
ば、そのテストケースに対応した時系列信号のテストデ
ータを制御の実態に合う形でタイミングを合わせて自動
的に作成することが可能となり、テストのための多大な
労力が削減されるとともに、タイミング的にも制御の実
態に合う形でテストを実施することができることから、
ソフトウェアの信頼性を向上させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
ソフトウェア開発におけるテスト工程において、テスト
ケースを容易に記述するとともに、記述したテストケー
スから自動的に制御の実態に合った時系列信号のテスト
データを生成することができる。このため、テストデー
タ生成に伴う作業が大幅に削減され、ソフトウェアの生
産性が向上するとともに、作業の量的な余裕から十分な
テストが可能となり、ソフトウェアの信頼性が向上する
等の特徴を有するソフトウェア開発装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すシステムブロック図。

【図２】図１における要部詳細を示すシステムブロック
図。

【図３】図１における要部詳細を示すシステムブロック
図。

【図４】本発明の実施例を説明するための図であって、
生起時刻の決定処理を説明するための図。

【図５】本発明の実施例を説明するための図であって、
遷移間の時間的な制約を抽出する処理を説明するための
図。

【図６】本発明の実施例を説明するための図であって、
制約の正規化を行う処理を説明するための図。

【図７】本発明の実施例を説明するための図であって、
各遷移の生起時刻を決定する処理を説明するための図。

【図８】本発明の実施例を説明するための図であって、
各遷移の生起時刻を決定する処理を説明するための図。

【符号の説明】

１…仕様記述部 ２…テストケー
ス記述部 ３…時系列データ生成部 ４…テスト実行
部 ２１…テストケース作成部 ２２…テストケ
ース ２３…時間制約抽出部 ２４…状態遷移
ソフトウェア ２５…遷移時刻決定部 ２６…時系列信
号生成部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間の概念も含む状態遷移モデルによっ
   て記述したソフトウェア仕様を与える仕様記述手段と、 この仕様記述手段により与えられたソフトウェア仕様を
   もとに、この仕様におけるある状態において、あるイベ
   ントに対し、あるアクションを実行して、ある状態に至
   る遷移の列を記述したテストケースを生成するテストケ
   ース記述手段と、 このテストケース記述手段から得られるテストケースに
   対し、上記仕様記述手段から得られる状態遷移によるソ
   フトウェアの仕様を用いて、テスト対象のソフトウェア
   に対し、外部から与えるイベントと、それらイベントの
   間に存在する時間制約を抽出する抽出機能、この抽出機
   能により抽出したイベントに対応した時間制約を満たす
   時系列のデータを生成する生成機能とを有する時系列デ
   ータ生成手段と、 この時系列データ生成手段からの時系列データを用いて
   テスト対象のソフトウェアを実行するテスト実行部と、 を具備することを特徴とするソフトウェア開発装置。