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基于动态符号执行的测试数据生成工具的设计与实现的开题报告
一、研究背景
随着软件系统的日益复杂，传统的手动测试方法已经无法满足测试的需求。自动化测试已经成为测试领域的热点之一。其中，基于动态符号执行的测试数据生成是一种比较有效的方法。动态符号执行能够通过执行程序中的每个分支路径和每个分支条件来生成测试数据，能够发现更多的程序错误。
本文将介绍一种基于动态符号执行的测试数据生成工具的设计与实现。
二、研究内容
该测试数据生成工具将使用动态符号执行来探查程序中的每个分支路径，以生成覆盖所有代码路径的测试数据。在动态符号执行中，程序没有预先给定的输入值，而是生成一组符号化输入值，然后进行程序执行。执行过程中，通过跟踪程序中的符号表达式，记录程序执行过程中的约束条件。通过约束求解器，可以求解这些约束条件，并生成具体的输入值。
本文将设计与实现一个基于动态符号执行的测试数据生成工具，能够检测程序中的错误并生成相应的测试数据。
具体研究内容包括：
1.设计符号执行引擎
设计符号执行引擎，探测程序的执行路径并记录执行过程中的约束条件。
2.实现约束求解器
实现基于约束求解器的测试数据生成，将记录的约束条件传递给求解器，求解得到符合条件的具体输入数据。
3.支持多种编程语言
支持多种编程语言，例如C/C++，Java等。
4.针对实际程序进行测试
将该测试数据生成工具应用到实际程序中进行测试，评估其性能和准确性。
三、研究意义
动态符号执行是一种有效的测试方法，对于软件测试中的错误检测和测试数据生成有着广泛的应用。本文的研究将设计与实现一个基于动态符号执行的测试数据生成工具，能够自动生成测试数据，实现全面的代码覆盖，提高测试效率和测试准确性，为软件测试和安全领域提供一种新的有效手段。
四、研究方法
本文的研究方法包括需求分析、方法设计、系统实现以及系统测试。其中，需求分析阶段主要确定测试数据生成工具的基本功能和技术实现要求；方法设计阶段主要设计测试数据生成方法和算法；系统实现阶段主要实现测试数据生成工具的软件系统；系统测试阶段主要测试系统的性能和准确性，验证其可行性和有效性。
五、预期成果
本文的预期成果包括：
1.设计与实现一个基于动态符号执行的测试数据生成工具。
2.在多种编程语言上进行测试，验证工具的可行性和有效性。
3.实验结果及分析，验证工具的准确性和性能。
六、进度安排
本文的进度安排如下：
1.2022年6月-2022年9月：需求分析与方法设计。
2.2022年10月-2022年12月：系统实现。
3.2023年1月-2023年3月：系统测试与结果分析。
4.2023年4月-2023年5月：论文撰写。
七、参考文献
1.Cadar,C.,Dunbar,D.,&Engler,D.R.(2008).KLEE:Unassistedandautomaticgenerationofhigh-coveragetestsforcomplexsystemsprograms.InProceedingsofthe8thUSENIXconferenceonOperatingsystemsdesignandimplementation(pp.209-224).
2.Childs,B.,Kruger,L.,&Leino,K.R.M.(2011,May).Precisemethodsummarization.InProceedingsofthe33rdInternationalConferenceonSoftwareEngineering(pp.281-290).
3.Tillmann,N.,&DeHalleux,J.(2008,September).Pex-white-boxtestgenerationfornet.InInternationalConferenceonTestsandProofs(pp.134-153).Springer.
4.Godefroid,P.,&Klarlund,N.(2005).PredicateabstractionofANSI-Cprogramsusingsat.InVerification,ModelChecking,andAbstractInterpretation(pp.191-202).Springer.
5.Kang,J.S.,&Byun,H.(2010).AnEfficientandPreciseTestGenerationTechniquebasedonSymbolicExecution.JournalofKoreanInstituteofInformationScientistsandEngineers,37(10),618-625.