周煒 曹亮

【摘要】軟件工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，構(gòu)件復(fù)用是一條可行之路，而軟件復(fù)用又以構(gòu)件技術(shù)為核心，現(xiàn)階段基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨之而來(lái)的問(wèn)題就是構(gòu)件及基于構(gòu)件的軟件系統(tǒng)測(cè)試中遇到了諸多問(wèn)題。從某種程度上講，構(gòu)件質(zhì)量的好壞是由其可測(cè)試性來(lái)決定的，在構(gòu)件設(shè)計(jì)階段充分考慮其可測(cè)試性，并予以完善與提高，則可進(jìn)一步保證構(gòu)件質(zhì)量。本文主要針對(duì)嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)的測(cè)試進(jìn)行討論。

【關(guān)鍵詞】嵌入式;構(gòu)件系統(tǒng);測(cè)試技術(shù)

一、構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試的特點(diǎn)及分類(lèi)

所謂構(gòu)件是指系統(tǒng)中可明確辯識(shí)的成分，構(gòu)件是可獨(dú)立配置的單元，由于其封裝十分嚴(yán)格，故其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)通常不為所知。構(gòu)件最大的優(yōu)勢(shì)在于可在恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境中被復(fù)用，因此也被認(rèn)為是解決軟件危機(jī)的重要途徑。構(gòu)件需要清晰的接口規(guī)范支持，以利其與環(huán)境交互。

（一）構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試的特點(diǎn)

在構(gòu)件化軟件測(cè)試過(guò)程中應(yīng)用傳統(tǒng)軟件測(cè)試，難免出現(xiàn)力不從心的問(wèn)題。比如構(gòu)件內(nèi)部會(huì)包含狀態(tài)變量，即調(diào)用一個(gè)構(gòu)件接口操作需要依賴(lài)前面調(diào)用操作的歷史來(lái)獲得另一個(gè)結(jié)構(gòu)，但構(gòu)件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)不可知，故只能將其視為一個(gè)黑盒，難免用到用于功能性測(cè)試的黑盒測(cè)試。但是在這個(gè)過(guò)程中，一方面由于實(shí)際系統(tǒng)中功能組合過(guò)于復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)完全的功能性測(cè)試;另一方面黑盒測(cè)試需要對(duì)構(gòu)件建立測(cè)試驅(qū)動(dòng)器，其代價(jià)非常之高。所以通常會(huì)用白盒測(cè)試做補(bǔ)充，但也會(huì)由于構(gòu)件系統(tǒng)不可見(jiàn)的特性而加大白盒測(cè)試的難度。所以構(gòu)件測(cè)試體現(xiàn)出與傳統(tǒng)測(cè)試方法所不同的特殊性。

（二）構(gòu)件測(cè)試的分類(lèi)

具體而言，可以從以下幾個(gè)方面對(duì)構(gòu)件測(cè)試進(jìn)行分析：首先，基于構(gòu)件測(cè)試的內(nèi)容來(lái)看，可分為構(gòu)件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)測(cè)試、構(gòu)件接口測(cè)試、構(gòu)件組裝測(cè)試等;其次，基于與受測(cè)者的關(guān)系而言，可分為構(gòu)件開(kāi)發(fā)者測(cè)試、構(gòu)件復(fù)用者測(cè)試、第三方測(cè)試等;再次，基于測(cè)試過(guò)程采用的具體技術(shù)而言，可分為基于變異測(cè)試的方法、基于構(gòu)件狀態(tài)機(jī)的方法、構(gòu)件的易測(cè)性設(shè)計(jì)等;最后，基于構(gòu)件層次測(cè)試可分為構(gòu)件單元測(cè)試、構(gòu)件綜合測(cè)試及系統(tǒng)測(cè)試等。

二、構(gòu)件測(cè)試仿真平臺(tái)

開(kāi)發(fā)構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試仿真平臺(tái)，可以將嵌入式軟件置于一個(gè)自動(dòng)、實(shí)時(shí)的閉環(huán)測(cè)試環(huán)境中，具體而言，嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)仿真測(cè)試平臺(tái)分層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)分層體系結(jié)構(gòu)示意圖

宿主機(jī)負(fù)責(zé)測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境的運(yùn)行，其體現(xiàn)出圖形化、交互式的特點(diǎn)，測(cè)試人員在根據(jù)具體的測(cè)試要求來(lái)設(shè)置系統(tǒng)相關(guān)資源，完成對(duì)被測(cè)軟件的組織與輸入，驅(qū)動(dòng)其正常行動(dòng);并在測(cè)試過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試數(shù)據(jù)及其與受測(cè)軟件的交互情況;完成結(jié)束后將受測(cè)軟件的輸出結(jié)果自動(dòng)保存起來(lái)，完成一系列自動(dòng)、實(shí)時(shí)的嵌入式軟件閉環(huán)測(cè)試。

由上圖可知，仿真測(cè)試環(huán)境中一個(gè)重要組成部分即測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境，其主要作用是對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)交聯(lián)設(shè)備進(jìn)行仿真建模，以建立受測(cè)軟件的設(shè)備交聯(lián)環(huán)境，將受測(cè)軟件真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境模擬出來(lái)，完成必要的內(nèi)部數(shù)據(jù)解算，再通過(guò)各個(gè)接口與各被測(cè)單元之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。實(shí)時(shí)內(nèi)核的主要作用就是對(duì)測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)測(cè)試任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，并實(shí)時(shí)傳遞測(cè)試數(shù)據(jù)?？傮w上講，測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境必須包括測(cè)試文檔管理、測(cè)試腳本開(kāi)發(fā)環(huán)境、搭建測(cè)試面板、配置測(cè)試環(huán)境、分析測(cè)試數(shù)據(jù)及日志管理等六項(xiàng)功能。

三、嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)

（一）創(chuàng)建構(gòu)件系統(tǒng)構(gòu)架模型

基于構(gòu)件化的形式進(jìn)行系統(tǒng)建模，其主要作用是分析軟件的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)其核心功能與設(shè)想的輸入及輸出行為的互相分離，所設(shè)計(jì)的構(gòu)件模型中封裝系統(tǒng)內(nèi)核所需的所有數(shù)據(jù)及功能，并在應(yīng)用構(gòu)件系統(tǒng)的過(guò)程中加以體現(xiàn)。進(jìn)行嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，可獲得整個(gè)嵌入式測(cè)試系統(tǒng)環(huán)境的構(gòu)件圖，而圖2所示則可直觀的看出構(gòu)件與組件包的關(guān)系：

圖2 嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)圖

由圖2可知，在搭建整個(gè)嵌入式測(cè)試系統(tǒng)環(huán)境過(guò)程中，共包含六個(gè)主要的構(gòu)件部分，且依托于兩個(gè)組件包利用預(yù)先設(shè)定的接口形式把需要測(cè)試的不同構(gòu)件關(guān)聯(lián)起來(lái)，使之形成一個(gè)整體，從而形成一個(gè)嵌入式的測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)。上文中提到，測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境必須包含六項(xiàng)功能，（即測(cè)試文檔管理、測(cè)試腳本開(kāi)發(fā)環(huán)境、搭建測(cè)試面板、配置測(cè)試環(huán)境、分析測(cè)試數(shù)據(jù)及日志管理等）。故此系統(tǒng)構(gòu)架模型就對(duì)應(yīng)包括測(cè)試文檔管理、測(cè)試配置、日志管理、腳本測(cè)試、腳本開(kāi)發(fā)程序組件包測(cè)試及面板組件包測(cè)試等六個(gè)構(gòu)件。

其中測(cè)試文檔管理構(gòu)件的主要作用就是對(duì)測(cè)試環(huán)境文檔進(jìn)行分級(jí)處理，而測(cè)試環(huán)境文檔的主要內(nèi)容則包括日志文檔、接口文檔、測(cè)試配置文件及測(cè)試腳本文件，通過(guò)測(cè)試文檔管理模塊實(shí)現(xiàn)測(cè)試工作的組織與管理。

測(cè)試配置則是針對(duì)受測(cè)系統(tǒng)、測(cè)試工作的時(shí)間周期、測(cè)試過(guò)程中的輸入與輸出等進(jìn)行配置、管理，它也是整個(gè)權(quán)件系統(tǒng)架構(gòu)模型中比較重要的一部分。它是系統(tǒng)通用性及可擴(kuò)展性的直接體現(xiàn)。

日志管理是測(cè)試過(guò)程中每項(xiàng)工作的記錄，其主要作用是利用后臺(tái)運(yùn)行的監(jiān)控自動(dòng)捕捉測(cè)試過(guò)程中發(fā)生的所有事件，并將整個(gè)測(cè)試過(guò)程中相關(guān)測(cè)試人員在不同階段的具體活動(dòng)記錄下來(lái)。

測(cè)試腳本構(gòu)件主要包括測(cè)試腳本中支持的各種測(cè)試任務(wù)的鏈表，而測(cè)試任務(wù)主要有執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的具體時(shí)間、任務(wù)的優(yōu)先等級(jí)特性、任務(wù)的周期特性、測(cè)試人員施加的測(cè)試動(dòng)作序列集合等等。根據(jù)不同的測(cè)試用例要求，測(cè)試人員生成對(duì)應(yīng)的測(cè)試腳本動(dòng)作序列，在描述這些測(cè)試動(dòng)作序列時(shí)，會(huì)由對(duì)應(yīng)的處理程序?qū)幾g出來(lái)，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的測(cè)試指令，再進(jìn)行實(shí)時(shí)解析即可驅(qū)動(dòng)受測(cè)軟件的自動(dòng)化測(cè)試。

測(cè)試腳本開(kāi)發(fā)程序組件包的主要目的是便于測(cè)試人員便捷的生成測(cè)試腳本，其支持文本及圖形兩種數(shù)據(jù)格式，并依托于測(cè)試配置構(gòu)件，測(cè)試配置信息后再進(jìn)行腳本測(cè)試，并對(duì)生成的測(cè)試腳本的語(yǔ)法進(jìn)行檢查。

測(cè)試面板開(kāi)發(fā)程序組件包可以提供測(cè)試面板，其通過(guò)圖形的方式建立，可直觀的顯示出數(shù)據(jù)，用戶(hù)可以測(cè)試開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控;并且用戶(hù)還可以在測(cè)試過(guò)程中實(shí)現(xiàn)與受測(cè)軟件的交互，比如實(shí)時(shí)添加測(cè)試命令。在測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境中提供一組封裝控制，用戶(hù)可通過(guò)圖形化配置完成測(cè)試面板的搭建，當(dāng)然由于其依托于測(cè)試配置構(gòu)件，故需要測(cè)試配置信息才能搭建面板。

（二）整體框架建模

對(duì)于整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)而言，其框架建模過(guò)程中必須通過(guò)組件的形式完成構(gòu)件運(yùn)行環(huán)境與測(cè)試平臺(tái)的交互，在同一個(gè)構(gòu)件庫(kù)中可存儲(chǔ)所有的已開(kāi)發(fā)的構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的統(tǒng)一管理。測(cè)試過(guò)程中根據(jù)實(shí)際需要搜索與測(cè)試要求相符的構(gòu)件，再進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建，當(dāng)然整個(gè)過(guò)程必須進(jìn)行性能、安全及有效性的測(cè)試，最終確定出測(cè)試系統(tǒng)的理想構(gòu)件。設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)過(guò)程中，只需考慮構(gòu)件之間的接口即可，不同的構(gòu)件之間要將其業(yè)務(wù)分割平衡點(diǎn)定義好，從而通過(guò)高內(nèi)聚、低耦合的功能構(gòu)件實(shí)現(xiàn)嵌入式測(cè)試需求的業(yè)務(wù)構(gòu)件，以適應(yīng)不同嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試的要求。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，隨著軟件工程的不斷發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的軟件需要復(fù)用，而嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，而作為軟件構(gòu)件質(zhì)量的重要保證，嵌入式構(gòu)件系統(tǒng)測(cè)試的重要性也會(huì)越來(lái)越突出。現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)構(gòu)件的可測(cè)試性的研究還處于初級(jí)階段，后續(xù)諸如統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、提高測(cè)試性能、保證構(gòu)件可靠性等問(wèn)題均是需要進(jìn)一步研究的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]王益，耿相銘，陳慧.嵌入式測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程，2011，34（18）：237-238.

[2]王軼辰，徐萍.嵌入式軟件機(jī)內(nèi)測(cè)試的設(shè)計(jì)與測(cè)試[J].計(jì)算機(jī)工程，2012，35（17）：34-39.

[3]劉利枚.基于51系列的嵌入式軟件測(cè)試系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2012：4-6.

[4]范東麗.嵌入式軟件測(cè)試技術(shù)的研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2009：39-42.

[5]傅程，宮云戰(zhàn)，洪慧.構(gòu)件可測(cè)試性模型研究與應(yīng)用[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（34）：98.