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A Framework for Testing Scientific Software: A Case Study of Testing Amsterdam Discrete Dipole Approximation Software.

机译：测试科学软件的框架：测试阿姆斯特丹离散偶极近似软件的案例研究。

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摘要

Software testing with scientific software systems often suffers from test oracle problem, i.e., lack of test oracles. Amsterdam discrete dipole approximation code (ADDA) is a scientific software system that can be used to simulate light scattering of scatterers of various types. Testing of ADDA suffers from "test oracle problem". In this thesis work, I established a testing framework to test scientific software systems and evaluated this framework using ADDA as a case study. To test ADDA, I first used CMMIE code as the pseudo oracle to test ADDA in simulating light scattering of a homogeneous sphere scatterer. Comparable results were obtained between ADDA and CMMIE code. This validated ADDA for use with homogeneous sphere scatterers. Then I used experimental result obtained for light scattering of a homogeneous sphere to validate use of ADDA with sphere scatterers. ADDA produced light scattering simulation comparable to the experimentally measured result. This further validated the use of ADDA for simulating light scattering of sphere scatterers. Then I used metamorphic testing to generate test cases covering scatterers of various geometries, orientations, homogeneity or non-homogeneity. ADDA was tested under each of these test cases and all tests passed. The use of statistical analysis together with metamorphic testing is discussed as a future direction. In short, using ADDA as a case study, I established a testing framework, including use of pseudo oracles, experimental results and the metamorphic testing techniques to test scientific software systems that suffer from test oracle problems. Each of these techniques is necessary and contributes to the testing of the software under test.
机译：用科学软件系统进行的软件测试经常遭受测试预言问题，即缺少测试预言。阿姆斯特丹离散偶极近似代码（ADDA）是一种科学软件系统，可用于模拟各种类型散射体的光散射。 ADDA的测试遭受“测试预言问题”的困扰。在本文的工作中，我建立了一个测试框架来测试科学软件系统，并使用ADDA作为案例研究对该框架进行了评估。为了测试ADDA，我首先使用CMMIE代码作为伪oracle来测试ADDA，以模拟均匀球体散射体的光散射。在ADDA和CMMIE代码之间获得了可比的结果。这验证了ADDA可用于均质球体散射体。然后，我使用获得的均匀球体光散射的实验结果来验证ADDA与球体散射体的结合使用。 ADDA产生的光散射模拟与实验测量结果相当。这进一步验证了ADDA在模拟球体散射体的光散射方面的用途。然后，我使用了变质测试来生成测试案例，这些案例涵盖了各种几何形状，方向，同质性或非同质性的散射体。在每个测试用例下都对ADDA进行了测试，并通过了所有测试。统计分析与变质测试的结合使用将作为未来的发展方向。简而言之，以ADDA为例，我建立了一个测试框架，包括使用伪oracle，实验结果和变质测试技术来测试遭受测试oracle问题的科学软件系统。这些技术中的每一项都是必需的，并且有助于测试被测软件。

著录项

  • 作者

    Shao, Hongbing.;

  • 作者单位

    East Carolina University.;

  • 授予单位 East Carolina University.;
  • 学科 Computer science.;Morphology.;Optics.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2016
  • 页码 108 p.
  • 总页数 108
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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