随着软件系统越来越庞大而复杂,用户对软件的可靠性要求也在不断提高。在实际的软件测试中,项目经理不但要考虑用户对软件可靠性的要求,而且还要兼顾测试资源(通常指总测试时间)和测试成本。如何有效分配有限的测试时间,同时最优化系统可靠性、测试成本和测试时间,已成为近年来基于搜索的软件工程中的一个研究热点。传统的多目标测试资源分配大都局限于测试资源约束而不考虑用户对软件可靠性的要求,导致解集中存在许多可靠性非常低的测试资源分配方案,既浪费了大量的计算开销,又对项目经理的项目实施毫无参考价值。为此,本文从用户对软件可靠性的需求视角出发,研究可靠性约束的多目标测试资源分配问题。本文的主要研究内容如下:(1)针对测试资源分配问题的研究背景和研究意义进行了简要的论述,并通过国内外的研究现状详细分析了存在的问题。(2)介绍了测试资源分配问题中可靠性数学模型和成本数学模型,以及多目标优化问题中的数学模型、解的评价标准、求解算法以及求解算法中常用的约束处理技术。(3)从用户对可靠性要求的角度出发,构建具有可靠性约束的多目标测试资源分配问题(Multi-Objective Testing Resource Allocation Problems,MOTRAP)的数学模型,从理论上推导出测试资源分配方案达到用户可靠性要求的一个必要条件,并通过这一条件推演出每一个模块需要分配的测试时间新下界,从而明确了哪些模块对于系统可靠性的增长更加经济。另外,基于第二代非支配遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)和强化的约束处理技术提出了一种可靠性约束的多目标测试资源分配算法(Relibility Constrian based Nondominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II-RC)。NSGA-II-RC在种群初始化、交叉、变异等操作中嵌入了可靠性强化的约束处理技术,可以从理论上保证将不可行解修复为可靠性满意的可行解,从而使得算法能够更快的找到更优的解。与已有方法的对比实验结果表明,所提模型和算法可以将种群约束在可靠性满意的可行区域快速进化,可为软件项目经理提供更多、更优的测试资源分配方案。(4)针对用户和项目经理在不同测试阶段对系统可靠性的不同需求,构建了具有动态可靠性约束的多阶段多目标-测试资源分配模型,并在(3)的工作基础上进一步分析了满足不同阶段可靠性约束的测试时间下限。然后,基于第三代广义差分进化(The Third Generation Generalized Differential Evolution,GDE3)、参数估计、种群重新初始化、加权归一化的最优解选择提出了一种动态可靠性约束的多阶段多目标测试资源分配算法(Multi-Stage GDE3 with Dynamic Reliability Constraint-handling,MS-DRC-GDE3)。对比实验结果表明,所提模型和算法能够在不同的测试阶段根据模块的测试效果动态调整测试时间的分配,可为项目经理对动态测试的规划提供一定的参考。