Modèle de test pour les tests d'applications mobiles

TEST MODEL FOR MOBILE APPLICATION TESTING

• Auteur / Autrice : Thi Thanh Binh Le
• Direction : Oum El Kheir Aktouf, Ioannis Parissis
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 06/12/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• 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
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CTSYS
• Jury : Président / Présidente : Lydie Du bousquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Oum-el-kheir Aktouf, Fabrice Bouquet, Virginie Wiels, Frederic Dadeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Bouquet, Virginie Wiels

Mots clés

Mots clés libres

Application mobile

Test logiciel

Modèles de test

Critères de test

Mobile application

Software testing

Test models

Test criteria

Résumé

Les applications mobiles sensibles au contexte font partie intégrante de notre vie quotidienne pour prendre en charge différentes applications dans les domaines social, de l'actualité, du tourisme, de la santé, des affaires... Ces applications utilisent des contextes pour fournir des informations et/ou des services pertinents correspondant aux besoins de l'utilisateur. Cela signifie que les applications mobiles contextuelles doivent accepter le contexte changeant comme entrée et réagir en produisant des sorties appropriées. Cette fonctionnalité conduit à de nouveaux défis pour tester les applications mobiles contextuelles liées à leurs facteurs de contexte. Le test basé sur des modèles s'appuie sur des modèles représentant le système sous test et/ou son environnement pour générer des cas de test. Les cas de test sont exécutés sur le système pour détecter des fautes. Le contexte de cette thèse est la génération de tests basés sur des modèles pour les applications mobiles sensibles au contexte. Sur la base de l'étude des caractéristiques du contexte, des fonctions, des exigences des applications mobiles, l'analyse des défis, des travaux connexes, des techniques de test actuelles et des modèles de test associés, des critères de couverture et les techniques de génération de test, la thèse propose un nouveau modèle de test pour les applications mobiles contextuelles, définit des critères de couverture et l'utilisation d'outils pour la génération automatique de cas de test. Précisément, tout d'abord, la thèse propose un nouveau modèle de test pour les applications mobiles sensibles au contexte en combinant un Bigraph de l'environnement de l’application et un réseau de Petri des fonctions de l’application. En particulier, la construction du modèle de test se fait en trois phases : Dans la phase 1, la thèse propose de modéliser l'environnement de l'application mobile contextuelle en utilisant des Bigraph avec partage, une extension des Bigraph qui peut modéliser la localité avec un graphe de lieu et la connectivité avec un hypergraphe de lien. Dans la phase 2, la thèse propose de modéliser les fonctions de l'application mobile contextuelle en utilisant un réseau de Petri. En effet, le réseau de Petri a la capacité de modéliser plusieurs activités et se différencie des machines à états finis. Dans une machine à états finis, un seul état courant détermine quelle action peut se produire ensuite. Dans un réseau de Petri, il peut y avoir plusieurs états dont chacun peut évoluer en changeant l'état global du réseau de Petri. Le réseau de Petri peut modéliser le contrôle et le flux de données pour observer les fonctions dynamiques d'un système. Dans la phase 3, la thèse propose de combiner les deux modèles pour générer des cas de test. Un algorithme est proposé pour générer des entrées de test à partir du réseau de Petri et du Bigraph. Ensuite, la thèse propose des critères de couverture de test en combinant la couverture de la partition du domaine d'entrée et du modèle d'application. Pour obtenir une couverture à 100 % de la partition du domaine d'entrée à l'aide de cette technique, les cas de test doivent exercer chaque partition au moins une fois. Dans le modèle d'application, la couverture est mesurée comme le nombre de fonctions de l'application exercées divisé par le nombre total de fonctions de l'application et est exprimée en pourcentage. De plus, pour générer automatiquement des cas de test, la thèse propose une méthode s'appuyant sur deux outils, BigraphER et MISTA. L'outil BigraphER prend en charge à la fois des Bigraphs et des Bigraphs avec partage pour simuler et calculer leurs systèmes de transition. L'outil MISTA prend en charge la génération et l'exécution automatisées de tests à l'aide d'un réseau de Petri et prend en charge la génération automatisée de tests pour divers critères de couverture du réseau de Petri. Enfin, la thèse expérimente et évalue l'approche proposée sur quelques études de cas.

Context-aware mobile applications are an integral part of our daily life for supporting different applications in social, news, tourism, health, business, and other domains. These applications use contexts to provide relevant information and/or services corresponding to user’s needs. That means context-aware mobile applications must accept the changing context as inputs and react by producing appropriate outputs. This feature leads to new challenges for testing context-aware mobile applications related to their context factors. Model-based testing relies on models representing the system under test and/or its environment to generate test cases. Test cases are executed on system under test to detect faults. The topic of this thesis is model-based test generation for context-aware mobile applications. Based on studying the characteristics of context, functions, and requirements of context-aware mobile applications, analyzing the challenges, related work, and current testing techniques of context-aware mobile applications, and focusing on test models, coverage criteria, and test case generation, the thesis proposes a new test model for context-aware mobile applications, defines coverage criteria and the use of test tools for automatic test case generation from the test model. First, the thesis proposes a new test model for context-aware mobile applications by combining a Bigraph model of the application environment and a Petri net model of the application functions. In particular, the test model consists of three phases: In phase 1, the thesis proposes modeling the environment of context-aware mobile application by using Bigraph with sharing, an extension of Bigraph which can model the locality with place graph and connectivity with link hypergraph. In phase 2, the thesis proposes modeling the functions of context-aware mobile applications by using Petri nets. Indeed, Petri nets can model multiple activities as opposed to finite state machines. In a finite state machine, a single current state determines which action can occur next. In a Petri net, there may be several states any of which may evolve and hence change the global state of the Petri net. Petri nets can capture control and data flow to observe a system’s dynamic functions. In phase 3, the thesis proposes combining the two models to generate test cases. To support this combination, an algorithm is proposed to generate test inputs for the Petri net model by reading test data from the Bigraph model. Then, the thesis proposes test coverage criteria for the test model by combining the covering of the input domain partition and the application model. To achieve 100% coverage of an input domain partition, test cases must exercise each partition at least once. In the application model, coverage is measured as the number of the application functions exercised divided by the total number the application functions and is expressed as a percentage. In addition, to generate automatically test cases from the test model, the thesis proposes a method based on two existing tools, BigraphER and MISTA. The BigraphER tool supports for both Bigraphs and Bigraphs with sharing for simulating and computing their transition systems. The MISTA tool supports for automated test generation and execution by using Petri nets and supports for automated test generation for various coverage criteria of Petri nets. Finally, the thesis experiments and evaluates the proposed approach on some case studies.