软件测试是提高软件可靠性和保证软件正确性最基本和最重要的手段,而测试用例的设计又是软件测试的核心,是软件测试质量的根本保障。随着软件系统规模的日益扩大和应用领域的不断拓展,使得对软件系统的测试变得更加困难。因此,自动化的软件测试技术成为近年来软件测试的重要研究方向。基于模型的测试用例生成技术已被证明是很有发展前景的测试反应式软件系统的自动化测试用例生成方法,它用形式化的方法对系统进行建模并基于所建模型生成测试用例。模型检测是基于模型的测试用例生成方法用到的主要技术,因此在测试用例生成过程中状态空间爆炸问题也不可避免。另外,对于实时系统而言,系统时序逻辑的错误会产生灾难性的后果。因此,如何避免测试用例生成中的状态空间爆炸并尽量发现软件中隐含的时序逻辑错误是本文研究的主要内容。本文通过对基于时间自动机模型的测试用例生成方法进行研究并对具有不同时间尺度的一类实时系统进行分析,提出了一种基于时间自动机模型的测试用例生成方法的优化技术。该方法通过对原时间自动机模型的结构进行改进来减少状态空间爆炸造成的影响,加快基于模型的测试用例生成的速度并减小生成的测试用例集的大小。实时系统通常是并发的,因此响应时间依赖于不同任务的执行时间和执行次序。本文通过对基于任务扩展的时间自动机模型的变异测试方法进行研究并深入分析了并发实时系统的内部行为特性以及各种可能的测试假设,提出了一种变异测试生成方法,定义了模拟实时系统各种时序错误的变异操作符,并使用调度分析工具TIMES来对实时系统建模,使用定义的变异操作符对系统的时间自动机模型进行变异,从而生成导致系统实时性问题发生的测试序列。