Testing CPS with Design Assumptions-Based Metamorphic Relations and Genetic Programming
Notice bibliographique
Résumé
Cyber-Physical Systems (CPSs) software is used to enforce desired behaviours on physical systems. To test the interaction between the CPS software and the system's physics, engineers provide traces of desired physical states and observe traces of the actual physical states. CPS requirements describe how closely the actual physical traces should track the desired traces. These requirements are typically defined for specific, simple input traces such as step or ramp sequences, and thus are not applicable to arbitrary inputs. This limits the availability of oracles for CPSs. Our recent work proposes an approach to testing CPS using control-theoretical design assumptions instead of requirements. This approach circumvents the oracle problem by leveraging the control-theoretical guarantees that are provided when the design assumptions are satisfied. To address the test case generation and oracle problems, researchers have proposed metamorphic testing, which is based on the study of relations across tests, i.e., metamorphic relations (MRs). In this work, we define MRs based on the design assumptions and explore combinations of these MRs using genetic programming to generate CPS test cases. This enables the generation of CPS input traces with potentially arbitrary shapes, together with associated expected output traces. We use the deviation from the expected output traces to guide the generation of input traces that falsify the MRs. Our experiment results show that the MR-falsification provides engineers with new information, helping them identify passed and failed test cases. Furthermore, we show that the generation of traces that falsify the MRs is a non-trivial problem, which is successfully addressed by our genetic search.
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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 | 0,024 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,004 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».