基于构件化设计的嵌入式软件测试方法研究

信息技术 胡天翔 等 基 于构件 化设计的嵌入式软件测试方法研 究 基于构件化 设计的嵌入式软件测试方法研 究 胡天 翔 南京城市职业学院 江苏 南京 2 1 0 0 0 2 摘要 将构件化设计 的思想应用在嵌入式软件测试 中 并结合模式技术建 立了嵌入式测试 的 仿真模拟系统平台 讨论了测试平台所需的构件以及不同构件之间的关系 从而为搭建一个高 效 的测试 环境 提供 了理论依 据 并且也提高 了测试 系统 的可复用性 和可适应性 关键 词 构件化设计 嵌 入式 软件 软件测试 模 式 中图分 类号 T H1 2 T P 3 9 1 7 6 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 1 5 2 7 6 2 0 1 1 0 1 01 1 1 0 3 Re s e a r c h o f Em b e d de d S o f t wa r e Te s t i n g M e t h o d Ba s e d o n Co m p o ne n t s De s i g n HU Ti a n x i a n g N a n j i n g c it y v o c a t io n d c o l l e g e N a n j i n g 2 1 0 0 0 2 Ch i n a Abs t r a c t This a r t ic l e a p pil i e s t h e c o mpo n e nt d es ign i d e a s t o emb ed d e d s o f t wa r e t es t in g u s e s t h e p aR e r n t ec h n olo g y t o cr e a t e a emb ed d e d simu lat ion t e s t pla t f o r m a nd d i s cu s s es t h e r e qu ir e d c omp on e n t s o f t h e t es t p l a tf or m a s well a s t h e r e l a t i o n s hip be t we e n t h e d i ff e r e n t c o mp on e nt s i n or d er t o p r ov id e a t h eo r e t ic al b a s i s f o r b uil d i n g h igh e ff e c t i v e t e s t en v i r o nme n t an d a l s o in c r ea s e t h e t e s t s y s t em r eu s ab i l it y a n d a da p t ab i li t y Ke y wo r ds c o mp o n en t s d e s ign e mb e d de d s o f t war e s o f t war e t e s t i n g p aR e r n 0 引言 在软件工程 中 为了保证 软件产 品 的品质 软件测 试 是必要的环节与手段 随着嵌入 式软件 在军用 和 民用 高 科技项目中的广泛使用 在其发挥巨大作用的同时 其可 靠性也引起 了人们的关注 针对嵌入 式软件的测试 越来越 受到重视 为了对嵌入式软件进行 自动的 实时的闭环测试 需 要一个嵌入式测试平台为软件系统提供相应的测试环境 而针对不同的嵌入式软件 用来搭建 的测试环境也 不尽 相 同 为此运用构件化技术对不 同的嵌入式软件进行 环境设 置 建立测试环境平 台 以满 足测 试的要求 通过 构件化技术搭 建 的测 试环境 可 以提 供面 向测试 的软件 系统 便于测试人员开展测试工作 同时将面 向对 象的软件分析设计方法中的模式应用在嵌入式测试平台 搭建 中能够更 好的处理软 件系统设计 或实现 中某 些特殊 的 重复出现的问题 嵌入式软件测试开发环境本质上是 一 个交互式系统 而模式是针对交互式系统的体系结构设 计的比较典型的一种 它为交互式系统的软件系统的开发 的应用框架提供 了基础 J l 构件 化嵌入 式测试模 式 构件是系统 中实际存在 的可更换使用 的软件形式 它 实现特定的功能 符合一套接 口标准 并实现一组接 口 一 个好的系统 包括用来 进行 测试 的系统平 台 使用 构件 化 设计 能扩展测试应用 的范 围 并且将构件化思想应用 在 嵌入式测试技术领域 中 结合模式技术可 以为特定设计环 境 中重复 出现的 问题提供 了有效的解决方案 并且在此基 础上可 以按照软件体 系结构 的思 想构建 出具有特定 属性 的系统测试平台 J 在系统测试 平 台的搭 建过程 中可 以 应用模式将整个过程通过语境 问题和解决方案来进行描 述 其流程 图如 图 1 所示 图 1 模 式的表达 过程 当前大多数的桌面软件系统是交互式系统 这类软件 系统通过 图形用户接 口来达到与用户 的高度交互 便 于增 强系统的可用性 通过较便利的访问方法 能使得用户快 速地学 习应用程序并产生结果 交互式 系统 内核通常是稳定的 而用户接 口经常发生 改变 通常需要不断调整与 用户业务 过程 的接 口 因此 内 核独立于用户接 口是 交互式 系统设计 的重点 在软 件模 式 中可 以将交互式系统分为三个部分 第一部分是系统 的 核心功能和数据 它独立于 特定 的输 出表达或 输入方 式 第二部分是向用户提供了丰富的显示信息 它可以从模型 作者简介 胡 天翔 1 9 8 1 一 男 江苏南京人 工程师 博士 主要研究 方向为测控技术与智能系统 Ma c h i n e B u i l d i n gg Au t o m a t io n F e b 2 0 1 1 4 0 1 1 1 1 1 3 信息技术 胡天翔 等 基于构件化设计的嵌入 式软件测试方法研 究 获得数据 每个模型可能有多个视图 第三部分用来处理 用户的输入 视 图和控制器共 同构成 了用户接 口 通过三个部分 之间的变更传递机制保 证了用户接 口 和模 型之间的一致性 J 该模式为 交互式系统的软件 系 统的开发 的应用框架提供 了基础 它通过模型与用户接 口 的分离 可实现数据的多视图显示 同步化显示视图的更 新 同时可实现运行期间用户接 口对象的替换 为交互式 系统 的设计与实现提供 了有效 的解决方案 2 构件化测试开发仿真平台 为实现对嵌入式软件进行 自动的 实时的闭环测试 嵌入式软件仿真测试平 台分为两层 分层体系结构如 图 2 所示 仿 真 测 试 环 境 傲 l 测 试 开 发 环 境 实 测 时 目 仿 真 模 型 I 内 标 核 系 I 开 发 环 境 I 统 图 2 嵌入式测试仿真平台 测试开发环境运行于宿主机 是 面向软件测试的图形 化 交互式的软件系统 测试人员可以根据被测软件的要 求 通过测试前对系统的各种资源进行配置 组织被测软 件的输入 来驱动被测软件运行 同时实现测试过程 中测 试数据的实时监控 显示以及与被测软件的交互 测试结 束后能够 自动保存被测软件的输出结果 从而对嵌入式软 件进行 自 动的 实时的闭环测试 测试开发环境是仿 真测试环境的重要组成部分 仿真模型开发环境完成对 目标系统交联设备的仿真 建模 目的是建立被测软件的设备交联环境 模拟被测软 件的真实运行环境完成必要的内部数据解算 通过接口仿 真实现各交联设备模型与被测单元之间的数据交换 实时内核是处理测试时实时数据的程序模块 主要 任务是完成对测试任务的实时调度 测试数据的实时传递 等功能 通过分析 可以确定测试开发环境的主要功能应 当包括如下六个方面 1 测试文档管理 2 测试脚本开发 环境 3 测试面板的搭建 4 测试环境配置 5 测试数据 分析 6 日志管理 3 构件化嵌入式软件测试开发环境设计 在构件化设计的研究基础之上可知 嵌入式软件测试 的开发环境是一个面向测试的交互式软件系统 通过构件 化设计的该系统可针对不同的嵌入式软件进行系统化的 测试 其中包括自测与外部测试等 同时应用模式技术可 使该系统能更容易的实现嵌入式的测试环境 满足被测软 件功能与性 能的测试 3 1 构件构架模 型创建 通过构件化的形式建立系统模型 其创建重点在于通 过分析软件应用领域将核心功能从设想的输入和输出行 为中分离出来 其中系统内核所需的数据和功能封装在所 设计的构件模型中 并通过构件的应用体现出来 基于对嵌入式软件测试开发环境的设计与分析 可以 得到整个嵌入式测试系统环境的构件图 其中构件与组件 包的关系如图 3所示 图 3 嵌入式软件测试 开发环境构件图 从图 3中可以看出 在整个嵌入式测试系统环境的搭 建过程中 系统分为主要的六个构件部分 并以两个组件 包为依托 通过预定义接口的形式 将测试的不同构件关 联成了一个整体 形成嵌入式测试的系统平台 系统构件 包括 测试文档管理构件 测 试配置构件 日志管理构件 测试脚本构件 以及测试脚本开发程序组件包和测试面板 组件包 测试文档管理构件起着分级处理测试环境文档的作 用 其 内容包括模 型接 口文档 日志文档和测试配置 测试 脚本文件等 能有效地组织测试工作和管理测试 测试配置相对比较重要 主要是针对被测试的系统 测试工作的时间周期和测试过程 中的输入和输出进行配 置管理 这样能较好地体现 出系统 的通用性和可扩展性 在测试过程中 对每项工作都要有相应的记录 因此 日志管理是必不可少的 通过后台运行的监控进行对测试 过程中所发生的事件进行 自动捕捉 并记录测试人员在测 试各个阶段中的活动 测试脚本构件包含了测试脚本中所支持的各种测试 任务的链表 表中测试任务包括测试任务的执行时间 任 务的优先级特性和周期特性 以及测试人员所施加的测试 动作序列的集合 测试人员根据不同测试用例要求 生成 不 同的测试脚本动作序列 这些测试 动作序列 的描 述 可 以由相应的处理程序编译为相应的测试指令 再通过编译 器的实时解析就可以完成对被测软件自动化测试的驱动 测试脚本开发程序组件包 是为 了测试人员更方便地 生成测试脚本而提供的测试脚本开发程序包 可以支持文 本和图形两种方式来生成测试脚本 它依赖于测试配置 构件 在生成测试脚本时需要测试配置的信息 同时提供 对生成的测试脚本的语法进行检查 测试 面板开发程序组件包 提供了以图形方式建立的 测试面板 其中包括数据的显示 便 于用户 在测试开 发过 程中监视 查看测试过程 同时也允许用户在测试过程 中 实时地添加一些 测试命令 完成用户 与被测软件 的交 互 通过在测试开发环境 中提供一组封装的控 件 允许用 户采用图形化配置的方式来搭建测试面板 它依赖于测 试配置构件 在搭建面板时需要测试配置的信息 1 1 2 h t t p Z Z H D c h i n a j o u rna 1 n e t c n E m a i l Z Z HD c h a i n a j o u ma 1 n e t c n 机械制造与 自动化 信息技术 胡天翔 等 基于构件化设计的嵌入式软件测试方法研究 通过构件化设计的嵌入式测试平台提供了对测试结 果进行数 据收集 并将 收集到 的数据进行 分析 的功 能 能 够实现测试过程 的回放 以及测试结果数据 的过滤 查询 比较 和图形化 显示 从 而减轻测试 人员 的负担 提高 了测 试结果数据分析的效率和准确性 3 2整体框 架建模 在整个测试 系统 的框架 中 将构件 的运行环境与测试 平 台通过组件 的形式相交互 所有的已开发的构件都存储 在一个构件库 中 由构件库来 统一 管理 构件 根 据测 试的 需要在构件库中搜索符合需求的构件 来搭建测试系统平 台 在搭建过程 中 通过进行性 能 安全和有效性 的测试 选 出用于测试 系统 的理想构件 如 图4所示 构件运行环境 网I图 图网 I 档 管 理 I 配 置 I l 管 理 I l脚 本 l I 俐 仟 厍 J 可扩展标识语言构件数据总线 系统组件 0 o o 0 图 4 嵌 入式测试 系统构件化框架 在测试系统 的设计上只需考虑构件之 间的接 口 在不 同构件之 间定义好合适 的业务分割平衡点 就可以通过高 内聚 低耦合的功能构件 组成满足嵌入式测试需求的业 务构件 从而能较好的适应不同嵌入式软件测试 的需要 4 结语 本文将构件化设计 与模 式应 用在嵌入 式软件 测试 开 发环境 中 并对其 进行 了分 析和设计 为软 件系统 的开发 提供 了强有力 的支撑 提高 了软件 系统 的可复用性和适应 性 构件化技术作是测试环境的重要组成部分 有效的测 试开发环境为实现针对嵌入式软件 的实时 闭环的系统测 试提供了保证 参考文献 1 F o n t o u r a M P r e e W R u mp e B T i l e U ML p r o fi l e f o r f r a me w o r k a r c h i t e c t u r e s M 1 P e a r s o n E d u c a t i o n L i m i r e d 2 0 0 1 2 T s a i W T N a Y P a u l R e t a 1 A d a p t i v e s c e n a ri o b a s e d o b j e c t o r i e n t e d t e s t f r a m e w o r k s f o r t e s t i n g e m b e d d e d s y s t e ms C 2 6 An n u a l I n t e r n a t i o n a l o n C o mp u t e r S o f t wa r e a n d Ap p l i c a t i o n s Co n f e ren c e Ox f o r d En g l a n d 2 0 0 2 3 21 3 2 6 3 王益 耿相铭 陈慧 嵌入式测试 系统设 计 J 计算机工程 2 0 0 8 3 4 1 8 2 3 7 3 8 4 王轶辰 徐萍 嵌入式软件机 内测试 的设计 与测试 J 计算 机工程 2 0 0 9 3 5 1 7 3 4 3 9 5 B u s e h m a n n F M e u n i e r R R o h n e a H e t a 1 面向模式的软件体 系结构 卷 1 模式系统 M 北京 机械工业 出版社 2 0 0 3 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 1 2 上接第 7 5页 R 6 0 尾架到砂轮之间丝杠的热伸长量 占丝杠 总的热伸长 量的百分 比 其中 R 6 1 R 6 5是为 R 6 0提供的预备参数 是依据前 面热 变形规律仿 真分析所得 出的热伸长 量随时 间变化 的 图得 出的