Can Search-Based Testing with Pareto Optimization Effectively Cover Failure-Revealing Test Inputs?
Notice bibliographique
Résumé
Search-based software testing (SBST) is a widely adopted technique for testing complex systems with large input spaces, such as Deep Learning-enabled (DL-enabled) systems. Many SBST techniques focus on Pareto-based optimization, where multiple objectives are optimized in parallel to reveal failures. However, it is important to ensure that identified failures are spread throughout the entire failure-inducing area of a search domain and not clustered in a sub-region. This ensures that identified failures are semantically diverse and reveal a wide range of underlying causes. In this paper, we present a theoretical argument explaining why testing based on Pareto optimization is inadequate for covering failure-inducing areas within a search domain. We support our argument with empirical results obtained by applying two widely used types of Pareto-based optimization techniques, namely NSGA-II (an evolutionary algorithm) and OMOPSO (a swarm-based Pareto-optimization algorithm), to two DL-enabled systems: an industrial Automated Valet Parking (AVP) system and a system for classifying handwritten digits. We measure the coverage of failure-revealing test inputs in the input space using a metric that we refer to as the Coverage Inverted Distance quality indicator. Our results show that NSGA-II-based search and OMOPSO are not more effective than a naïve random search baseline in covering test inputs that reveal failures. The replication package for this study is available in a GitHub repository.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,022 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».