Génération automatique de test pour les contrôleurs logiques programmables synchrones

Automated test generation for logical programmable synchronous controllers

• Auteur / Autrice : Mouna Tka
• Direction : Ioannis Parissis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 02/06/2016
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de conception et d'intégration des systèmes (Valence ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Lydie du Bousquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Deleuze, Serge Zaninotti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Le Traon, Virginie Wiels

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation par contraintes

Programmation logique

Réseaux logiques programmables par l'utilisateur

Mots clés libres

Test logiciel

Contrôleurs synchrones

Génération automatique de données de test

Programmation logique par contraintes

Software testing

Synchronous controllers

Automatic test data generation

Constraint logic programming

Résumé

Ce travail de thèse, effectué dans la cadre du projet FUI Minalogic Bluesky, porte sur le test fonctionnel automatisé d'une classe particulière de contrôleurs logiques programmables (em4) produite par InnoVista Sensors. Ce sont des systèmes synchrones qui sont programmés au moyen d'un environnement de développement intégré (IDE). Les personnes qui utilisent et programment ces contrôleurs ne sont pas nécessairement des programmeurs experts. Le développement des applications logicielles doit être par conséquent simple et intuitif. Cela devrait également être le cas pour les tests. Même si les applications définies par ces utilisateurs ne sont pas nécessairement très critiques, il est important de les tester d'une manière adéquate et efficace. Un simulateur inclu dans l'IDE permet aux programmeurs de tester leurs programmes d'une façon qui reste à ce jour informelle et interactive en entrant manuellement des données de test. En se basant sur des recherches précédentes dans le domaine du test des programmes synchrones, nous proposons un nouveau langage de spécification de test, appelé SPTL (Synchronous Programs Testing Language) qui rend possible d'exprimer simplement des scénarios de test qui peuvent être exécutées à la volée pour générer automatiquement des séquences d'entrée de test. Il permet aussi de décrire l'environnement où évolue le système pour mettre des conditions sur les entrées afin d'arriver à des données de test réalistes et de limiter celles qui sont inutiles. SPTL facilite cette tâche de test en introduisant des notions comme les profils d'utilisation, les groupes et les catégories. Nous avons conçu et développé un prototype, nommé "Testium", qui traduit un programme SPTL en un ensemble de contraintes exploitées par un solveur Prolog qui choisit aléatoirement les entrées de test. La génération de données de test s'appuie ainsi sur des techniques de programmation logique par contraintes. Pour l'évaluer, nous avons expérimenté cette méthode sur des exemples d'applications EM4 typiques et réels. Bien que SPTL ait été évalué sur em4, son utilisation peut être envisagée pour la validation d'autres types de contrôleurs ou systèmes synchrones.

This thesis work done in the context of the FUI project Minalogic Bluesky, concerns the automated functional testing of a particular class of programmable logic controllers (em4) produced by InnoVista Sensors. These are synchronous systems that are programmed by means of an integrated development environment (IDE). People who use and program these controllers are not necessarily expert programmers. The development of software applications should be as result simple and intuitive. This should also be the case for testing. Although applications defined by these users need not be very critical, it is important to test them adequately and effectively. A simulator included in the IDE allows programmers to test their programs in a way that remains informal and interactive by manually entering test data.Based on previous research in the area of synchronous test programs, we propose a new test specification language, called SPTL (Synchronous Testing Programs Language) which makes possible to simply express test scenarios that can be executed on the fly to automatically generate test input sequences. It also allows describing the environment in which the system evolves to put conditions on inputs to arrive to realistic test data and limit unnecessary ones. SPTL facilitates this testing task by introducing concepts such as user profiles, groups and categories. We have designed and developed a prototype named "Testium", which translates a SPTL program to a set of constraints used by a Prolog solver that randomly selects the test inputs. So, generating test data is based on constraint logic programming techniques.To assess this, we experimented this method on realistic and typical examples of em4 applications. Although SPTL was evaluated on EM4, its use can be envisaged for the validation of other types of synchronous controllers or systems.