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        嵌入式計算機軟件測試關鍵技術研究

        2020-03-16 03:17:39夏敏
        電腦知識與技術 2020年2期
        關鍵詞:宿主機嵌入式關鍵技術

        夏敏

        摘要:計算機科學與技術的發(fā)展,推動了軟件測試技術的革新,嵌入式計算機軟件測試技術,以其可靠性、穩(wěn)定性、兼容性而得到了廣泛的應用。在將嵌入式計算機軟件應用到軟件測試時,應對嵌入式計算機軟件測試的關鍵技術進行有效把控,以保證計算機軟件測試的順利完成,從而提高嵌入式計算機軟件測試的質量。該文主要從分析嵌入式計算機軟件測試的特點、宿主機與目標機的關鍵技術進行了研究。

        關鍵詞:嵌入式;計算機軟件測試;關鍵技術;宿主機;目標機

        中圖分類號:TP311? ? ? ? 文獻標識碼:A

        文章編號:1009-3044(2020)02-0068-02

        嵌入式計算機軟件測試技術建立在嵌入式計算機系統基礎之上,嵌入式計算機系統的兼容性較好,適用于Windows、Linux、OS-9等。嵌入式計算機系統由操作系統、數據庫、應用軟件、移動通信模塊等組成,在應用到計算機測試領域后,能夠以嵌入的方式將宿主機與目標機聯結起來,在宿主機的主導下,對所聯結的目標機開展軟件測試工作,從而有效集中了計算機軟件測試時的資源,更有助于加快計算機軟件測試的成功。在此過程中,嵌入式計算機軟件測試關鍵技術發(fā)揮著至關重要的作用。

        1 嵌入式計算機軟件測試的特征

        就嵌入式計算機軟件測試的應用范圍來看,嵌入式計算機軟件測試被廣泛地應用于工業(yè)、武控、空導彈、自動化等領域。隨著應用領域的擴大,嵌入式計算機軟件測試的功能日漸增多,在開展計算機軟件測試工作時,需要確定好宿主機、目標機,為嵌入式計算機軟件測試的開展做好準備工作。根據嵌入式計算機軟件測試的特點,宿主機無須過于強大的硬件,只需中級配置的計算機硬件即可,但對宿主機的硬盤、網絡性能有較高的要求,以便于通過宿主機向目標機傳輸數據。宿主機主要承載軟件測試的操作系統,運行軟件開發(fā)、測試軟件,營造計算機軟件測試環(huán)境。對于目標機的要求則較高,目標機需要具備較為強大的承載功能,能夠承接宿主機所發(fā)送的數據,因而目標機對硬件的要求較高,才能夠將所接受的數據與嵌入的計算機測試軟件運行起來。得益于目標機的強大硬件性能,目標機具備開展負責計算機軟件測試的能力,能夠運行多個嵌入式計算機測試軟件,模擬多種應用環(huán)境,對計算機軟件進行更為全面的測試,以發(fā)現計算機軟件中存在的各種問題。

        2 宿主機的軟件測試關鍵技術

        應用于宿主機的計算機軟件測試關鍵技術,可以分為靜態(tài)測試技術和動態(tài)測試技術。

        2.1 靜態(tài)測試技術

        應用于嵌入式計算機軟件測試的靜態(tài)測試技術,是基于傳統人工審查計算機軟件錯誤代碼的弊端,依據嚴格的軟件編譯標準,按照嚴密的邏輯關系,所設計的自動審查計算機軟件代碼中錯誤信息的軟件。靜態(tài)軟件技術適用于復雜功能的嵌入式計算機軟件,能夠有效發(fā)現嵌入式計算機軟件中存在的問題,并定位錯誤代碼所在位置,從而使嵌入式計算機軟件測試工作更為高效。靜態(tài)測試技術具有如下特點:1)規(guī)范的審查體系。靜態(tài)測試技術發(fā)展到今天,其代碼審查能力大幅度增強,審查過程更加嚴密和規(guī)范。得益于宿主機強大的掃描功能,宿主機能夠運用靜態(tài)測試技術,對計算機軟件代碼進行驗證與審查,其審查的主要內容為計算機軟件代碼的詞法、語法、邏輯關系、控制流等方面,涵蓋了計算機軟件代碼的各個方面,能夠有效發(fā)現代碼中存在的詞法和語法錯誤、數學邏輯關系誤差大等問題,大大提升了計算機軟件測試時的嚴密性和規(guī)范性;2)無須執(zhí)行計算機軟件測試軟件。靜態(tài)測試技術的一大優(yōu)勢在于無須運行計算機測試軟件,便能夠發(fā)現受測試的計算機軟件的諸多漏洞。靜態(tài)測試技術能夠對受測試的計算機軟件進行全面的掃描,以發(fā)現受測計算機軟件中所存在的問題;3)軟件測試速度快。靜態(tài)測試技術與傳統的人工測試、動態(tài)測試技術相比,具有軟件測試速度快的優(yōu)點。得益于靜態(tài)測試技術的不斷發(fā)展,靜態(tài)測試技術的邏輯結構不斷優(yōu)化,靜態(tài)掃描功能得到了大幅度的增強,因而能夠實現每秒鐘掃描上萬行代碼的強大運行能力,可以快速地掃描完受測試的計算機軟件,因而靜態(tài)測試技術更適用于功能復雜、代碼行數多的計算機軟件;4)誤報率高。因靜態(tài)測試技術是以掃描的方式,完成對計算機軟件的測試,受靜態(tài)測試技術自身在語法詞義、算法等方面的影響,靜態(tài)測試技術易發(fā)生誤報率過多的問題。

        靜態(tài)測試技術在運行時,其所使用的關鍵技術如下:1)對代碼詞法的分析。靜態(tài)分析技術能夠對計算機軟件的源代碼逐行、逐字符的進行掃描,在掃描時會按照代碼詞法的基本邏輯進行對比,并通過lex定位錯誤代碼的位置;2)對代碼語法的分析。對計算機代碼語法的分析,主要是判定其代碼是否符合計算機邏輯結構的要求,上下行代碼之間的邏輯關系是否正確。并通過Yacc工具,將存在語法錯誤的代碼整理出來;3)對代碼控制流的分析。靜態(tài)測試技術能夠對嵌入到計算機軟件中的宿主機、目標機進行多方面的掃描,從而確定計算機軟件代碼的節(jié)點,并圍繞計算機軟件代碼的節(jié)點展開控制流路徑的檢測,以發(fā)現計算機軟件控制流圖中存在的代碼錯誤;4)對代碼污點分析。污點分析旨在發(fā)現計算機軟件中所存在的薄弱點,確定哪些代碼易成為計算機軟件的漏洞,受到黑客的攻擊,從而采取加強措施。

        2.2 動態(tài)測試技術

        動態(tài)測試技術不同于靜態(tài)測試技術,靜態(tài)測試技術無須運行嵌入式計算機軟件,便可以完成對嵌入式計算機軟件代碼的檢測,而動態(tài)測試技術則需要運行嵌入式計算機軟件,在各個嚴苛的測試環(huán)境中,通過嵌入式計算機軟件的實際運行,然后與嵌入式計算機軟件開發(fā)目標做對比,發(fā)現與預期開發(fā)目標不符或是有所差異的內容,確定受測嵌入式計算機軟件的性能與運行效果,從而及時有效的發(fā)現其中存在的問題。動態(tài)測試技術在運行軟件時,主要運用了如下技術:1)單元測試技術。單元測試屬于白盒測試,即在開展測試時,主要對受測的計算機軟件結構進行檢測,以發(fā)現受測計算機軟件程序邏輯、程序邏輯路徑、各基本單元等,是否存在著邏輯錯誤、基本單元結構不合理等問題,以發(fā)現受測計算機軟件在運行邏輯個路徑中存在的問題;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)現受測計算機軟件內部各部分之間聯系是否正確,是否在連接邏輯路徑、連接端口等方面存在問題,導致受測計算機軟件內部無法有效調用,計算機軟件頻繁彈出BUG,從而發(fā)現受測計算機軟件在集成過程中所出現的問題;3)系統測試。系統測試是對受測計算機軟件進行全面的測試,因而系統測試屬于黑盒測試。系統測試主要測試受測計算機軟件的系統結構、邏輯路徑、軟件輸出和輸入、軟件功能等多個方面。系統測試的有效開展,需要測試人員具備較強的業(yè)務水平和較為豐富的測試經驗,才能夠有效發(fā)現受測計算機軟件中存在的問題;4)驗收測試。當完成了對受測計算機軟件的系統測試后,應開展驗收測試,以完成計算機軟件測試的最后一個環(huán)節(jié)。驗收測試主要是通過實際應用來完成,對受測計算機軟件各功能的實際應用,測試其各功能是否能夠正常使用。動態(tài)測試技術對受測的嵌入式計算機軟件的測試更為全面和實際,但動態(tài)測試技術也存在著依賴高素質軟件測試人員、測試過程不細化的問題,需要與動態(tài)測試技術相結合,才能夠以最佳的狀態(tài)發(fā)出去軟件測試的能力。

        2.3 仿真機測試技術

        在宿主機上進行仿真測試,能夠保證復雜數據環(huán)境下,對計算機軟件測試的準確性。仿真測試技術能夠對復雜計算機軟件代碼進行模擬測試,將不便于直接測試的軟件代碼,放置到嚴苛的軟件測試環(huán)境中,去進行模擬測試,以得出更為真實的測試數據。

        3 目標機軟件測試關鍵技術

        3.1 故障注入技術

        在嵌入式計算機軟件測試中,由宿主機將軟件測試數據,通過移動通信技術,發(fā)送到目標機之中。為了能夠進行更為準確的測試,可以將一些故障輸入到目標機中,針對受測計算機軟件的某一個模塊進行充分的測試。如可以將受測計算機軟件的某一功能,如圖片識別、信息處理等,就其常發(fā)故障進行分析,然后將故障信息輸入到目標機之中,觀察故障信息在目標機中的運行狀況,并進行相關的記錄,判定受測計算機軟件是否易發(fā)生類似故障。

        3.2 內存分析技術

        嵌入式計算機軟件測試在運行時,為了能夠快速處理大量的信息,對計算機硬件有著較高的要求,因而在運行嵌入式計算機軟件的時候,應考慮到這一問題,對受測計算機軟件進行內存分析,測試受測計算機軟件對內存的需求,是否能夠合理的分配和調用內存,調用內存時是否會出現內存不足,受測計算機軟件運行卡頓的問題。通過運行內存分析技術,可以發(fā)現受測計算機軟件的優(yōu)化程度和流暢性。

        3.3 性能分析技術

        對目標機進行性能分析技術,主要是通過宿主機向目標機發(fā)送數據,然后在目標機上,實際運行受測試的嵌入式計算機軟件。通過實際運行,檢驗嵌入式計算機在運行時的流暢程度,極限壓力下嵌入式計算機軟件運行的上限,單位時間內受測試計算機軟件處理信息的能力,常用計算機軟件功能的性能等,從而對受測試計算機軟件進行性能方面的檢驗,以有效發(fā)現受測試計算機軟件中存在的性能短板,并進行及時的調整與修復。

        4 結束語

        在嵌入式計算機軟件的測試工作上,將靜態(tài)測試技術和動態(tài)測試技術結合起來,并在嚴苛的測試環(huán)境中進行,在仿真測試技術的輔助下,能夠對受測試軟件進行更為全面的檢測,發(fā)現受測試軟件中存在的問題代碼,提升嵌入式計算機軟件的開發(fā)質量。

        參考文獻:

        [1] 陸立華.嵌入式軟件應用于計算機軟件開發(fā)過程中的價值[J].電腦編程技巧與維護,2018(7):57-59.

        [2] 李剛,王平.一種基于某嵌入式軟件系統測試的方法[J].兵工自動化,2017,36(12):48-51.

        [3] 王磊.嵌入式軟件進行功能測試的相關技術研究[J].自動化與儀器儀表,2018(4):71-73.

        [4] 劉茹.基于嵌入式計算機的軟件測試關鍵性技術分析[J].信息與電腦:理論版,2019(14):76-77.

        【通聯編輯:張薇】

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