随着计算机技术的日益成熟,各种结构功能复杂的嵌入式系统在很多安全关键领域得到越来越多的应用,这些系统一旦失效将给社会带来无可估量的生命财产损失。如何提高嵌入式软件的可靠性成为了工业界和学术界关注的焦点。软件测试在提高软件系统可信性工程中扮演着重要角色,基于模型的统计测试作为统计方法在软件测试上的一种应用以其高效、低耗等优点在国内外得到了广泛的应用。基于此本文重点研究统计测试的自动化问题。主要包括以下内容:首先,分析了统计测试各方面的研究现状和思路,提出测试模型自动优化生成的可能性和一种模型优化生成的可行框架;其次,基于此框架研究了基于状态熵的模型自动优化生成方法,具体分析了该方法使用约束的构建准则,测试目标的建立过程以及具体优化算法的实施步骤,解决了模型优化生成的难题。随后又提出了一种能够有效提高测试效率的模型自动优化生成方法,研究了高效的优化问题求解算法,在求解精度要求不高情况下能够快速收敛得到最优解。最终生成的使用模型基于软件的真实使用能够普遍应用于基于Markov使用模型的软件统计测试过程中,实验证明本方法不仅能够提高统计测试的自动化水平并且能够有效降低模型复杂度从而提高测试效率,节约测试成本。同时解决了转移概率未知情况下的平稳分布求解问题,通过最大化平稳分布熵得到了平稳分布的最小偏差估计结果。最后,在统计测试理论研究的基础上在Windows下开发实现了一个基于MicrosoftVisual C++6.0的统计测试自动化工具STATool。总结已有统计测试工具的优点,首次引入了模型优化生成模块,并实现了基于TML的模型导入、参数分析和基于多种测试策略的测试用例自动生成等功能。工具扩展性好为测试人员提供了一个实用、易操作的统计测试工具、提高了统计测试的自动化水平也改善了统计测试工具落后于理论研究的现状,为测试自动化研究提供了参考。