夏敏

摘要：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了軟件測試技術(shù)的革新，嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試技術(shù)，以其可靠性、穩(wěn)定性、兼容性而得到了廣泛的應(yīng)用。在將嵌入式計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用到軟件測試時(shí)，應(yīng)對嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有效把控，以保證計(jì)算機(jī)軟件測試的順利完成，從而提高嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的質(zhì)量。該文主要從分析嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的特點(diǎn)、宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：嵌入式;計(jì)算機(jī)軟件測試;關(guān)鍵技術(shù);宿主機(jī);目標(biāo)機(jī)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）02-0068-02

嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試技術(shù)建立在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的兼容性較好，適用于Windows、Linux、OS-9等。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件、移動(dòng)通信模塊等組成，在應(yīng)用到計(jì)算機(jī)測試領(lǐng)域后，能夠以嵌入的方式將宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)聯(lián)結(jié)起來，在宿主機(jī)的主導(dǎo)下，對所聯(lián)結(jié)的目標(biāo)機(jī)開展軟件測試工作，從而有效集中了計(jì)算機(jī)軟件測試時(shí)的資源，更有助于加快計(jì)算機(jī)軟件測試的成功。在此過程中，嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試關(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1 嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的特征

就嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的應(yīng)用范圍來看，嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、武控、空導(dǎo)彈、自動(dòng)化等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的功能日漸增多，在開展計(jì)算機(jī)軟件測試工作時(shí)，需要確定好宿主機(jī)、目標(biāo)機(jī)，為嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的開展做好準(zhǔn)備工作。根據(jù)嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的特點(diǎn)，宿主機(jī)無須過于強(qiáng)大的硬件，只需中級配置的計(jì)算機(jī)硬件即可，但對宿主機(jī)的硬盤、網(wǎng)絡(luò)性能有較高的要求，以便于通過宿主機(jī)向目標(biāo)機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。宿主機(jī)主要承載軟件測試的操作系統(tǒng)，運(yùn)行軟件開發(fā)、測試軟件，營造計(jì)算機(jī)軟件測試環(huán)境。對于目標(biāo)機(jī)的要求則較高，目標(biāo)機(jī)需要具備較為強(qiáng)大的承載功能，能夠承接宿主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)，因而目標(biāo)機(jī)對硬件的要求較高，才能夠?qū)⑺邮艿臄?shù)據(jù)與嵌入的計(jì)算機(jī)測試軟件運(yùn)行起來。得益于目標(biāo)機(jī)的強(qiáng)大硬件性能，目標(biāo)機(jī)具備開展負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)軟件測試的能力，能夠運(yùn)行多個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)測試軟件，模擬多種應(yīng)用環(huán)境，對計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行更為全面的測試，以發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件中存在的各種問題。

2 宿主機(jī)的軟件測試關(guān)鍵技術(shù)

應(yīng)用于宿主機(jī)的計(jì)算機(jī)軟件測試關(guān)鍵技術(shù)，可以分為靜態(tài)測試技術(shù)和動(dòng)態(tài)測試技術(shù)。

2.1 靜態(tài)測試技術(shù)

應(yīng)用于嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試的靜態(tài)測試技術(shù)，是基于傳統(tǒng)人工審查計(jì)算機(jī)軟件錯(cuò)誤代碼的弊端，依據(jù)嚴(yán)格的軟件編譯標(biāo)準(zhǔn)，按照嚴(yán)密的邏輯關(guān)系，所設(shè)計(jì)的自動(dòng)審查計(jì)算機(jī)軟件代碼中錯(cuò)誤信息的軟件。靜態(tài)軟件技術(shù)適用于復(fù)雜功能的嵌入式計(jì)算機(jī)軟件，能夠有效發(fā)現(xiàn)嵌入式計(jì)算機(jī)軟件中存在的問題，并定位錯(cuò)誤代碼所在位置，從而使嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試工作更為高效。靜態(tài)測試技術(shù)具有如下特點(diǎn)：1）規(guī)范的審查體系。靜態(tài)測試技術(shù)發(fā)展到今天，其代碼審查能力大幅度增強(qiáng)，審查過程更加嚴(yán)密和規(guī)范。得益于宿主機(jī)強(qiáng)大的掃描功能，宿主機(jī)能夠運(yùn)用靜態(tài)測試技術(shù)，對計(jì)算機(jī)軟件代碼進(jìn)行驗(yàn)證與審查，其審查的主要內(nèi)容為計(jì)算機(jī)軟件代碼的詞法、語法、邏輯關(guān)系、控制流等方面，涵蓋了計(jì)算機(jī)軟件代碼的各個(gè)方面，能夠有效發(fā)現(xiàn)代碼中存在的詞法和語法錯(cuò)誤、數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系誤差大等問題，大大提升了計(jì)算機(jī)軟件測試時(shí)的嚴(yán)密性和規(guī)范性;2）無須執(zhí)行計(jì)算機(jī)軟件測試軟件。靜態(tài)測試技術(shù)的一大優(yōu)勢在于無須運(yùn)行計(jì)算機(jī)測試軟件，便能夠發(fā)現(xiàn)受測試的計(jì)算機(jī)軟件的諸多漏洞。靜態(tài)測試技術(shù)能夠?qū)κ軠y試的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行全面的掃描，以發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件中所存在的問題;3）軟件測試速度快。靜態(tài)測試技術(shù)與傳統(tǒng)的人工測試、動(dòng)態(tài)測試技術(shù)相比，具有軟件測試速度快的優(yōu)點(diǎn)。得益于靜態(tài)測試技術(shù)的不斷發(fā)展，靜態(tài)測試技術(shù)的邏輯結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，靜態(tài)掃描功能得到了大幅度的增強(qiáng)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)每秒鐘掃描上萬行代碼的強(qiáng)大運(yùn)行能力，可以快速地掃描完受測試的計(jì)算機(jī)軟件，因而靜態(tài)測試技術(shù)更適用于功能復(fù)雜、代碼行數(shù)多的計(jì)算機(jī)軟件;4）誤報(bào)率高。因靜態(tài)測試技術(shù)是以掃描的方式，完成對計(jì)算機(jī)軟件的測試，受靜態(tài)測試技術(shù)自身在語法詞義、算法等方面的影響，靜態(tài)測試技術(shù)易發(fā)生誤報(bào)率過多的問題。

靜態(tài)測試技術(shù)在運(yùn)行時(shí)，其所使用的關(guān)鍵技術(shù)如下：1）對代碼詞法的分析。靜態(tài)分析技術(shù)能夠?qū)τ?jì)算機(jī)軟件的源代碼逐行、逐字符的進(jìn)行掃描，在掃描時(shí)會(huì)按照代碼詞法的基本邏輯進(jìn)行對比，并通過lex定位錯(cuò)誤代碼的位置;2）對代碼語法的分析。對計(jì)算機(jī)代碼語法的分析，主要是判定其代碼是否符合計(jì)算機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)的要求，上下行代碼之間的邏輯關(guān)系是否正確。并通過Yacc工具，將存在語法錯(cuò)誤的代碼整理出來;3）對代碼控制流的分析。靜態(tài)測試技術(shù)能夠?qū)η度氲接?jì)算機(jī)軟件中的宿主機(jī)、目標(biāo)機(jī)進(jìn)行多方面的掃描，從而確定計(jì)算機(jī)軟件代碼的節(jié)點(diǎn)，并圍繞計(jì)算機(jī)軟件代碼的節(jié)點(diǎn)展開控制流路徑的檢測，以發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件控制流圖中存在的代碼錯(cuò)誤;4）對代碼污點(diǎn)分析。污點(diǎn)分析旨在發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件中所存在的薄弱點(diǎn)，確定哪些代碼易成為計(jì)算機(jī)軟件的漏洞，受到黑客的攻擊，從而采取加強(qiáng)措施。

2.2 動(dòng)態(tài)測試技術(shù)

動(dòng)態(tài)測試技術(shù)不同于靜態(tài)測試技術(shù)，靜態(tài)測試技術(shù)無須運(yùn)行嵌入式計(jì)算機(jī)軟件，便可以完成對嵌入式計(jì)算機(jī)軟件代碼的檢測，而動(dòng)態(tài)測試技術(shù)則需要運(yùn)行嵌入式計(jì)算機(jī)軟件，在各個(gè)嚴(yán)苛的測試環(huán)境中，通過嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)際運(yùn)行，然后與嵌入式計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)目標(biāo)做對比，發(fā)現(xiàn)與預(yù)期開發(fā)目標(biāo)不符或是有所差異的內(nèi)容，確定受測嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的性能與運(yùn)行效果，從而及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。動(dòng)態(tài)測試技術(shù)在運(yùn)行軟件時(shí)，主要運(yùn)用了如下技術(shù)：1）單元測試技術(shù)。單元測試屬于白盒測試，即在開展測試時(shí)，主要對受測的計(jì)算機(jī)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，以發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件程序邏輯、程序邏輯路徑、各基本單元等，是否存在著邏輯錯(cuò)誤、基本單元結(jié)構(gòu)不合理等問題，以發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件在運(yùn)行邏輯個(gè)路徑中存在的問題;2）集成測試。集成測試是在單元測試完成以后所開展的測試，集成測試的目的在于發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件內(nèi)部各部分之間聯(lián)系是否正確，是否在連接邏輯路徑、連接端口等方面存在問題，導(dǎo)致受測計(jì)算機(jī)軟件內(nèi)部無法有效調(diào)用，計(jì)算機(jī)軟件頻繁彈出BUG，從而發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件在集成過程中所出現(xiàn)的問題;3）系統(tǒng)測試。系統(tǒng)測試是對受測計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行全面的測試，因而系統(tǒng)測試屬于黑盒測試。系統(tǒng)測試主要測試受測計(jì)算機(jī)軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、邏輯路徑、軟件輸出和輸入、軟件功能等多個(gè)方面。系統(tǒng)測試的有效開展，需要測試人員具備較強(qiáng)的業(yè)務(wù)水平和較為豐富的測試經(jīng)驗(yàn)，才能夠有效發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件中存在的問題;4）驗(yàn)收測試。當(dāng)完成了對受測計(jì)算機(jī)軟件的系統(tǒng)測試后，應(yīng)開展驗(yàn)收測試，以完成計(jì)算機(jī)軟件測試的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。驗(yàn)收測試主要是通過實(shí)際應(yīng)用來完成，對受測計(jì)算機(jī)軟件各功能的實(shí)際應(yīng)用，測試其各功能是否能夠正常使用。動(dòng)態(tài)測試技術(shù)對受測的嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的測試更為全面和實(shí)際，但動(dòng)態(tài)測試技術(shù)也存在著依賴高素質(zhì)軟件測試人員、測試過程不細(xì)化的問題，需要與動(dòng)態(tài)測試技術(shù)相結(jié)合，才能夠以最佳的狀態(tài)發(fā)出去軟件測試的能力。

2.3 仿真機(jī)測試技術(shù)

在宿主機(jī)上進(jìn)行仿真測試，能夠保證復(fù)雜數(shù)據(jù)環(huán)境下，對計(jì)算機(jī)軟件測試的準(zhǔn)確性。仿真測試技術(shù)能夠?qū)?fù)雜計(jì)算機(jī)軟件代碼進(jìn)行模擬測試，將不便于直接測試的軟件代碼，放置到嚴(yán)苛的軟件測試環(huán)境中，去進(jìn)行模擬測試，以得出更為真實(shí)的測試數(shù)據(jù)。

3 目標(biāo)機(jī)軟件測試關(guān)鍵技術(shù)

3.1 故障注入技術(shù)

在嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試中，由宿主機(jī)將軟件測試數(shù)據(jù)，通過移動(dòng)通信技術(shù)，發(fā)送到目標(biāo)機(jī)之中。為了能夠進(jìn)行更為準(zhǔn)確的測試，可以將一些故障輸入到目標(biāo)機(jī)中，針對受測計(jì)算機(jī)軟件的某一個(gè)模塊進(jìn)行充分的測試。如可以將受測計(jì)算機(jī)軟件的某一功能，如圖片識(shí)別、信息處理等，就其常發(fā)故障進(jìn)行分析，然后將故障信息輸入到目標(biāo)機(jī)之中，觀察故障信息在目標(biāo)機(jī)中的運(yùn)行狀況，并進(jìn)行相關(guān)的記錄，判定受測計(jì)算機(jī)軟件是否易發(fā)生類似故障。

3.2 內(nèi)存分析技術(shù)

嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測試在運(yùn)行時(shí)，為了能夠快速處理大量的信息，對計(jì)算機(jī)硬件有著較高的要求，因而在運(yùn)行嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的時(shí)候，應(yīng)考慮到這一問題，對受測計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行內(nèi)存分析，測試受測計(jì)算機(jī)軟件對內(nèi)存的需求，是否能夠合理的分配和調(diào)用內(nèi)存，調(diào)用內(nèi)存時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存不足，受測計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行卡頓的問題。通過運(yùn)行內(nèi)存分析技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)受測計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)化程度和流暢性。

3.3 性能分析技術(shù)

對目標(biāo)機(jī)進(jìn)行性能分析技術(shù)，主要是通過宿主機(jī)向目標(biāo)機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后在目標(biāo)機(jī)上，實(shí)際運(yùn)行受測試的嵌入式計(jì)算機(jī)軟件。通過實(shí)際運(yùn)行，檢驗(yàn)嵌入式計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)的流暢程度，極限壓力下嵌入式計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行的上限，單位時(shí)間內(nèi)受測試計(jì)算機(jī)軟件處理信息的能力，常用計(jì)算機(jī)軟件功能的性能等，從而對受測試計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行性能方面的檢驗(yàn)，以有效發(fā)現(xiàn)受測試計(jì)算機(jī)軟件中存在的性能短板，并進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與修復(fù)。

4 結(jié)束語

在嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的測試工作上，將靜態(tài)測試技術(shù)和動(dòng)態(tài)測試技術(shù)結(jié)合起來，并在嚴(yán)苛的測試環(huán)境中進(jìn)行，在仿真測試技術(shù)的輔助下，能夠?qū)κ軠y試軟件進(jìn)行更為全面的檢測，發(fā)現(xiàn)受測試軟件中存在的問題代碼，提升嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)質(zhì)量。

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【通聯(lián)編輯：張薇】