2015 Fiscal Year Research-status Report
不具合特定能力を持つ実用的な組み合わせインタラクションテストの実現
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15K00098
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
土屋 達弘 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (30283740)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ソフトウェア工学 / テスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ソフトウェアシステムに対する組み合わせインタラクションテスト（CIT）を発展させ，高い不具合検出能力と低い実行コストに加え，不具合の特定能力をも持ち合わせるテストの自動設計実現を目的としている．そのためA) 実用上の制約や状況を反映した問題定式化，B)テスト生成アルゴリズムの開発と実装，C) 最小テスト集合の解明に基づく性能評価，という三つのサブテーマについて取り組む．平成２７年度では，これらのサブテーマについて以下のような実績が得られた．
まず，Aの問題定式化については，禁則条件と呼ばれる実用上の制約が存在した場合でも妥当な，CITの不具合特定能力の定式化を行った．これは，制約によって生じる区別不可能な不具合を定義し，それらを特定の対象から除くという，定義の一般化を通して実現した．
次に，Bのテスト生成アルゴリズムの開発と実装については，テストを一つずつテスト集合に追加していき，テスト集合が不具合特定能力を有した時点で生成を終了する貪欲手法に基づくアルゴリズムを開発した．また，テスト生成に必要な処理時間の削減を目指し，ZDDとよばれるデータ構造を用いて，不具合の候補であるインタラクションを管理する方法などについても，実験的なプログラミングを行い，予備的な結果を得た．
Cについては，性能評価におけるベースラインとして，最小テスト集合を求めることが必要である．そのため，ロケーティングアレイと呼ばれる不具合検出能力を有する既存のテスト集合の定義に基づいて，高速なツールが存在する充足可能性判定問題 (SAT)として最小テスト集合を求める問題の符号化を試みており，その過程で，直接SAT問題として表現するのではなく，制約記述用のドメイン特化言語を用いることで，問題記述の簡略化だけでなく，言語側でサポートされている符号化手法を利用できるため，高速化も図れるという知見を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記の，A) 実用上の制約や状況を反映した問題定式化，B)テスト生成アルゴリズムの開発と実装，C) 最小テスト集合の解明に基づく性能評価，という三つのサブテーマに関し，平成２７年度では，Bに関して計画を上回る進捗が見られた．具体的には，当初計画としては考慮していなかった，テスト生成における計算時間の問題が浮上したため，これに対する解決策を検討する過程で新しい技術を得ることができた．具体的には，データ構造にZDDを用いることで，検出対象とする不具合の数が膨大になった場合でも，通常のPCにおけるメモリ量で保存，管理が可能となる見通しを得られた．また，貪欲法における傾斜的な計算時間の割り当て，つまり，後半に計算時間を集中させテストの質を上げるという方法が有効なことも分かった．
一方，AとCに関しては，やや計画より遅延が生じている．Aに関しては，定式化において，テストで不具合が検出できない場合を想定した，テストの成否の確率事象としての考慮を当初予定していたが，これはまだ検討段階であり，具体的な式，モデルの形では得られていない．また，Cに関しては，最小ロケーティングアレイをSATソルバの利用によって，求める段階までを予定していたが，SAT問題へ直接符号化するのではなく，ドメイン特化言語を通した効率化が重要との認識が得られたため，このドメイン特化言語による表現法の検討から，再スタートを切っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度では，前年度の遅延分を取り戻し，当初の予定通り研究を進捗させることを目指す．
まず，A) 実用上の制約や状況を反映した問題定式化については，テストの成否を確率事象として考慮した定式化を行い，平成２７年度に行った禁則条件を反映した定式化と融合することで，不具合特定能力を有するCIT用テスト集合について，不具合特定能力の特徴付けとモデル化を完了し，テスト集合生成問題の最終的な定式化を行う
B)テスト生成アルゴリズムの開発と実装については，前年度に得られた禁則条件を考慮した定式化に基づき，テスト生成アルゴリズムを開発する．
C) 最小テスト集合の解明に基づく性能評価については，ロケーティングアレイの定義に基づいて，最小テスト集合を生成する問題を制約問題用のドメイン特化言語によって表現し，充足可能性判定問題 (SAT)へ還元した上で，PCクラスタシステム上でSATソルバを実行して問題を解く．
以上の方針により，当初予定していた平成２８年度までの計画が遂行できる見通しである．
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| Causes of Carryover |
初年度，研究に協力する大学院生が利用する目的でＰＣを１台購入予定であったが，既存のもので現時点では問題なかったため，この予算分が当初計画との差となっている．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度以降，成果発表による海外旅費の発生が予想される．１年度目における予定と実際の支出の差額である未使用分は，国際会議の開催場所，時期による旅費の変動の大きさ程度であり，本年度は予定通りの予算執行で問題は生じないと予想している．
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