Für komplexe Softwaresysteme mit hohen
Zuverlässigkeitsanforderungen werden im Rahmen dieses
Vorhabens unterschiedliche Konzepte für das modellbasierte
Testen untersucht mit den Zielen, neue relevante
Verhaltensaspekte bzw. Kontexte zu identifizieren, die zur
Realisierung weiterer Forschungsvorhaben Anlass geben, sowie
Effizienz und Konsistenz im Erkenntnisaustausch zwischen
bestehenden und künftigen Einzelvorhaben zu diesem Thema zu
gewährleisten. Kontrollfluss und Datenfluss auf Code-Ebene. Im Rahmen
des Vorhabens "Automatische Testfallerzeugung für objekt-
orientierte Softwaresysteme mittels evolutionärer Verfahren"
wurde zunächst die automatische Testfallerzeugung auf Code-
Ebene für klassische Kontrollfluss- und
Datenflussüberdeckungskriterien erfolgreich umgesetzt.
Darauf aufbauend wurde anschließend untersucht, inwieweit
sich die hierbei gewonnenen Erkenntnisse auf höhere
Abstraktionsstufen übertragen lassen. Dabei wurden die
anfänglichen Überlegungen um weitere Gesichtspunkte ergänzt
bzw. auf neue Abstraktionsebenen übertragen, was schließlich
zu folgenden neuen eigenständigen Vorhaben führte.
Kommunizierende Zustandsmaschinen auf Komponentenebene. So
entstand u.a. das vom Bayerischen Wirtschaftsministerium
geförderte Projekt UnITeD ("Automatische
Testdatengenerierung zur Unterstützung inkrementeller
modell- und codebasierter Testprozesse für hochzuverlässige
Softwaresysteme"), das sich mit der automatischen
Realisierung modellbasierter Teststrategien zur
kontrollflussbasierten Überdeckung von Komponentenmodellen
bzw. Interaktionsmodellen befasste.
Modellierung des Nutzungsprofils. Die Modellierung des
Betriebsprofils als Basis der automatischen
Testfallerzeugung bildete andererseits die Grundlage für
eine mit der Industrie durchgeführte Machbarkeitsstudie zur
Anwendung statistischer Testverfahren bei
Getriebesteuerungen mittels Auswertung und Analyse von
Anwendungsdaten sowie für die preisgekrönte Promotionsarbeit
"Softwarezuverlässigkeitsbewertung unter Berücksichtigung
der mit vorgefertigten Komponenten gewonnenen
Betriebserfahrung".
Nutzungs- und Interaktionsmodellierung. Die Kombination
struktureller und operationaler Modellelemente war
anschließend das Ziel einer weiteren industriellen
Kooperation zum Thema "Entwicklung von Verfahren zur
Bewertung der Softwarezuverlässigkeit mittels
herstelleradäquater Architekturmodellierung", die beim
Testen die Überdeckung der Komponenteninteraktionen und die
Bewertung ihrer Zuverlässigkeit gleichzeitig verfolgte und
erzielte.
Modellierung der Kooperation autonomer Systeme. Die
Erfassung nebenläufigen Verhaltens bei der Verifikation
kooperierender autonomer Entitäten, typischerweise mobiler
Roboter, war Gegenstand des europäischen Vorhabens R3-COP
(Resilient Reasoning Robotic Co-operating Systems). Hier
wurden gefärbte Petri-Netze als geeignete
Modellierungssprache identifiziert und mittels automatisch
generierter Testfälle auf unterschiedlichen Ebenen
erfolgreich überdeckt.
Modellierung der Rekonfigurierbarkeit und der kontextuellen
Variabilität kooperierender autonomer Systeme. Im
europäischen Nachfolgeprojekt R5-COP werden derzeit die in
R3-COP entwickelten Ansätze derart erweitert, dass sie durch
Erfassung von Rekonfigurationsstrategien und
Umgebungsvariabilität durch Generierung betrieblich
repräsentativer Szenarien zu einer fundierten Bewertung der
Systemzuverlässigkeit beitragen können.
Modellbasierter Nachweis der Gültigkeit relevanter
Eigenschaften. Die Untersuchung der Gültigkeit
anwendungsrelevanter Eigenschaften, auf deren Basis
Heuristiken zur verifikativen Programmanalyse hergeleitet
werden sollen, wird weiterhin im Vorhaben "Modellbasierte
Verifikation relevanter Eigenschaften komplexer
Softwaresysteme" untersucht mit dem Ziel, zur formalen
Verifikation bzw. zum Testen spezieller temporallogischer
Eigenschaften geeignete Überdeckungskriterien zu ermitteln
und deren Erfüllung automatisch zu unterstützen.
Weitere modellbasierte Testkonzepte. Weitere Anwendungen,
die in den vergangenen Jahren in Kooperation mit der
Industrie und im Rahmen studentischer Abschlussarbeiten
untersucht wurden, betrafen transaktionsorientierte Systeme
sowie mit Funktionsbausteinen realisierte leittechnische
Systeme.
Modellbasierte Überprüfung der IT-Sicherheit. Im
Berichtszeitraum 2018 wurde die Einsetzbarkeit
modellbasierter Testverfahren zur Überprüfung der IT-
Sicherheit vernetzter leittechnischer Systeme weiter
untersucht. Dabei wurde die Zielsetzung verfolgt, die
Chancen für die frühe Offenbarung eventueller im Code
verbliebener Schwachstellen mittels intelligenter
Teststrategien zu maximieren, um dadurch potentielle
Angriffsszenarien vor Inbetriebnahme zu antizipieren und
deren Ursachen anschließend zu beheben. Diese Arbeit führte
schließlich zur erfolgreichen Beantragung des vom BMWi
bewilligten Verbundprojekts SMARTEST, das zwischenzeitlich
in Kooperation mit einem industriellen und zwei akademischen
Partnern gestartet hat.