传统软件测试通常是设计合适的测试用例,检测软件是否能够输出预期结果,是对错误表象的检测;而基于故障模型的软件故障检测是根据错误的本质进行检测,其优点是可以根据建立的故障模型来检测系统中的一类或多类故障。有限状态机模型能够很好地为时序电路和网络交互协议及其它状态迁移系统建模,但该模型不能精确地描述这些系统的数据部分。扩展有限状态机用变量和对变量的操作对有限状态机进行了扩展,可以更加精确地对系统的控制部分和数据部分建模。在面向软件测试的扩展有限状态机的相关研究中,一致性测试生成和基于故障模型的故障检测都是研究的重点。本文通过分析基于故障模型的软件故障检测和一致性测试的概念以及原理,建立了检测软件内部逻辑故障的扩展有限状态机模型并提出高效的一致性测试集生成方法。主要工作包括:首先,概述软件测试和基于故障模型的软件故障检测,通过分析形式化的软件开发流程提出形式化的故障检测模型;并通过分析有限状态机和扩展有限状态机一致性测试的概念和步骤,提出基于扩展有限状态机规约的一致性测试模型。然后,根据提出的故障检测模型,建立能够在软件设计阶段检测内部逻辑故障的故障模型,提出一种基于状态变迁缩减的启发式检测算法。此算法只需要检测系统中的部分状态变迁,就可以提高对系统中故障的检测能力。实验结果表明该算法对本文建立的扩展有限状态机故障模型是有效的。最后,提出一种基于扩展有限状态机用户自定义故障的一致性测试集生成方法。此方法根据定义的故障模型(一致性关系和故障类型)和相应的前提条件,对规约模型进行合理的缩减,有效的避免了从扩展有限状态机转换到有限状态机的转换过程。实验结果表明测试集生成方法有效的减少了测试集的长度。