Генератор тестовых данных для оптимизатора Switch-блока
Набор тестов предназначен для генератора кода, осуществляющего трансляцию и оптимизацию блока Switch.
У блока Switch (Рис. 2) имеются три входных сигнала (In1, control и In2). Каждый из входов может быть константой (блоком, подающим на выход всегда одно и то же число), внешним источником сигнала (блок InPort) или шаблонной контрукцией (например, арифметическим выражением). Switch-блок описывает структуру if-then-else - в зависимости от величины сигнала на входе control он передает на выход либо сигнал со входа In1, либо сигнал со входа In2. Если сигнал на входе control больше либо равен пороговому значению threshold, являющемуся параметром блока, на выход подается сигнал со входа In1, в противном случае на выход подается сигнал со входа In2.
Рис. 2.Блок Switch
При генерации кода оптимизатор анализирует возможные значения величины сигнала на входе control и определяет, будет ли значение булевского выражения "control >= threshold" постоянным в процессе выполнения. Если это так, то одна из веток конструкции if-then-else, описываемой Switch-блоком, никогда не будет выполняться (т.е. на выход блока всегда будет подаваться сигнал с одного и того же входа) и может быть удалена из модели.
В соответствии с методом GraphOTK, на основе описания алгоритма оптимизации строится абстрактная модель тестов.
В случае оптимизации Switch-блока в описании алгоритма используется следующие термины: блок Switch и различные блоки библиотеки Simulink, из которых могут быть составлены модельные конструкции для входов блока Switch. Для данного алгоритма оптимизации являются важными значения параметров блоков модели, влияющие на величину выходного сигнала блока (например, амплитуда сигнала у блока Sine Wave). Таким параметрам в абстрактной модели соответствуют свойства терминов.
Шаблоном для оптимизатора является блок Switch c различными комбинациями значений порогового параметра и области возможных значений входа control.
В процессе генерации строятся различные модели Simulink, содержащие блок Switch.
В качестве входов блока Switch строятся различные модельные конструкции с различными параметрами.
Целью генерации является получение набора тестов, удовлетворяющего следующим условиям:
- набор должен содержать модели с блоком Switch; в качестве каждого входа блока Switch должны быть перебраны все наследники узла InputSystemBlock абстрактной модели тестов;
- для блоков, имеющих более одного входа, в качестве каждого входа должны быть перебраны все наследники узла InputSystemBlock; если на вход должен подаваться непрерывный сигнал, то в качестве такого входа должны быть перебраны все наследники блока Signal;
- для блоков с переменным количеством входов с минимально допустимым числом входов N тесты должны содержать модели, где каждый такой блок будет иметь N входов, и модели, где он будет иметь N+1 вход;
- тесты должны содержать модели, где величина сигнала на входе control у блока Switch всегда не меньше порогового значения, тесты, где эта величина всегда меньше порогового значения, а также тесты, где значение булевского выражения "control >= threshold" изменяется в процессе выполнения модели;
- для блоков с несколькими входами, над каждым из которых может быть произведена одна из операций некоторого фиксированного набора (например, у блока Sum для каждого входа можно указать знак - '+' или '-'), набор тестов должен содержать блоки со всеми возможными операциями (например, для упомянутого выше блока Sum тесты должны содержать блоки, где по крайне мере один аргумент имеет знак '+', и блоки, где по крайне мере один аргумент имеет знак '-').
Путем настройки параметров генератора можно получать тесты, не содержащие блоков-генераторов сигналов и блоков-преобразователей сигналов.
По умолчанию в генерируемых тестах присутствуют как корректные, так и некорректные модели, выполнение которых в среде Matlab приводит к возникновению исключительных ситуаций. Возможна настройка генератора для генерации только корректных моделей. В этом случае, в частности, гарантируется соблюдение динамической семантики при выполнении математических функций, для чего в процессе генерации осуществляются следующие действия:
- для математических функций, область определения которых является отрезком, интервалом или полуинтервалом (asin, acos, acosh, atanh, log, log10, sqrt) на пути входного сигнала помещается блок Saturation, ограничивающий величину сигнала;
- для фунции reciprocal (1/x) и для блока Product в случае деления входной сигнал сравнивается с нулем (с помощью блока Relational Operator) и результат сравнения (1 - если сигнал равен нулю, 0 в противном случае) прибавляется к величине сигнала;
- для блоков, осуществляющих побитовые операции (BitwiseLogicalOperator) берется абсолютное значение входного сигнала (с помощью блока Abs) и входной сигнал приводится к типу uint32 (с помощью блока DataTypeConversion);
- для функции возведения в степень (блок Math Function, функция pow) в случае, если первый аргумент (основание степени) равен нулю, а второй (показатель степени) отрицателен, вместо нуля блоку передается значение '1'. (Сравнение значений осуществляется при помощи блоков Relational и Logic, результат сравнения прибавляется к первому аргументу блока, осуществляющего возведение в степень).
В случае, когда требуется получать как корректные, так и некорректные модели, перечисленные выше действия не осуществляются.
Объем и время генерации сгенерированного множества тестовых данных тестов приведены в Таб.
В приложении A приведен аннотированный пример сгенерированных тестовых данных для оптимизации SwitchBlock.
Таб. 1. Характеристики сгенерированных тестов для оптимизации SwitchBlock.
| 3112 | 64 | 5 m. 07 s. |