ユビキタスシステムの実装の正しさをテストするためのフレームワークUbiTESTの提案

本稿では,スマートスペースやスマートホームなどのユビキタスアプリケーションをテストするためのフレームワークUbiTESTを提案する.システムの実装(センサ・デバイス群,ネットワーク,ソフトウェアなど),環境(対象空聞に関する情報,ユーザの行動など〉と要求仕様(システムが満たすべき性質の集合〉が与えられた時に.UbiTESTは与えられたシステムの実装が要求仕様を満たすかどうかをチェックする機構を提供する.要求仕様は性質の集合として記述し,各性質は前提条件と事後条件で構成する.各性質のテストは,まず,システムおよび環境を前提条件を満たすようなコンテキストに股定し,その後,システムおよび環境が,事後条件を満たすコンテキストに遷移するかどうかを観測することで行う.提案手法では,要求仕様に対するテストカバレッジの基準を定義し,基準を満たすようなテスト系列老導出する.また,各性質の前提条件を満たすようなコンテキストにシステムおよび環境を遷移させるためのコストを定義し,テストカバレッジの基準を満たす最小コストのテスト系列の導出を行う.テストカバレッジの基準を満たすため要求仕様中の各前提条件を何回テストすべきかは整数計画問題(ILP)で定式化し既存ツールで解くことにより求める.また,コンテキスト変更のコスト算出のために必要となる,ある性質をテストした後にシステムが到達するコンテキストは我々が開発しているUbiREALシミュレータを用いて求める.以上の情報から,全ての性質をテストするテスト系列実行のためのコストを最小化する最適化モデルを与える.本モデルでは,ある性質の事後条件を満たすコンテキストから別の性質の前提条件を満たすコンテキストに変更するコスト老考慮し,どの順番で性質をテストするかを決定する.

In this paper, we present a framework called UbiTEST for testing smart-space or smart-home ubiquitous computing systems. Given a system implementation (of sensor/devices, network, software, etc.), environment (information on target space, behavior of users, etc), and requirements specification (set of properties the system must satisfy), UbiTEST provides a mechanism for checking that the implementation satisfies the given requirements specification. The specification is given as a set of properties, where every property consists of a pair of a precondition and a postcondition. Testing a property involves moving the system, including its environment, into a context that satisfies the precondition, and then observing whether the system transits into a context that satisfies the postcondition. Test derivation is guided by some established test coverage criteria. Costs pertaining to satisfying the preconditions of poperties are defined and a simple optimization model for selecting the least expensive tests that provide coplete test converage is given. An ILP solver is used for deciding how many times each precondition must be tested and a simulator is used for determining the contexts of tests postconditions. Furthermore, an optimization model is given for minimizing the costs of executing the derived test cases. The model prioritizes the execution of the tests taking into account established costs involved in moving the system and its environment from of the tests taking into account established costs involved in moving the system and its environment from a context that satisfies a test postcondition into a context that satisfies the preconditino of another test.