随着软件系统应用范围的日益广泛，高效的实时性嵌入式软件由于具有严格的时间响应要求，已经在航空航天、军事、核电技术等特殊工程领域得到重要应用，对于这类软件系统的测试工作显得尤为关键。对待测系统准确的建模和高效自动化的测试分析是软件测试工作需要解决的两个核心问题，随机Petri网作为一种图形化建模工具，将时间参数与变迁关联，可以很便捷地描述实时系统，本文选择把随机Petri网理论应用在实时软件系统测试中，主要的研究工作包括以下几个方面:　　研究了非马尔可夫随机Petri网系统建模与可靠性指标计算方法。结合数理统计理论，收集实时软件运行过程中的事件序列和时间序列，经过对数据序列应用不同的算法来构造系统模型、确定服从正态或指数概率密度分布的变迁时间参数和可靠性指标。　　对于实际软件系统中存在部分不可观事件的情况，建立了含不可观变迁的随机Petri网系统模型，引入了最小解向量和基本可达树，并设计了具体的求解算法。同时基于基本可达树应用诊断状态判定定理完成对软件系统的测试。　　研究了一种改进的多种群粒子群优化算法的软件结构测试用例自动生成方法。对于到待覆盖目标为多条独立路径的软件系统，多种群的并行性和改进的个体迁移策略可以增加种群个体的多样性，提高测试效率。同时，对目标适应值函数的改进也增强了搜索最优解的导向性。　　最后，采用面向对象的方法在Visual C++2008环境下设计开发了一款随机Petri网分析与测试用例生成系统，该系统工具集成模型编辑、动态模拟和测试用例自动生成的功能。同时，以一个典型的码垛机器人控制系统软件实例进行工具应用分析，验证所开发系统的有效性。