嵌入式計算機軟件測試關(guān)鍵技術(shù)研究

夏敏

摘要：計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，推動了軟件測試技術(shù)的革新，嵌入式計算機軟件測試技術(shù)，以其可靠性、穩(wěn)定性、兼容性而得到了廣泛的應(yīng)用。在將嵌入式計算機軟件應(yīng)用到軟件測試時，應(yīng)對嵌入式計算機軟件測試的關(guān)鍵技術(shù)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(zhì)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(biāo)機的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。

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

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)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(shù)建立在嵌入式計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，嵌入式計算機系統(tǒng)的兼容性較好，適用于Windows、Linux、OS-9等。嵌入式計算機系統(tǒng)由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件、移動通信模塊等組成，在應(yīng)用到計算機測試領(lǐng)域后，能夠以嵌入的方式將宿主機與目標(biāo)機聯(lián)結(jié)起來，在宿主機的主導(dǎo)下，對所聯(lián)結(jié)的目標(biāo)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(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)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(yīng)用范圍來看，嵌入式計算機軟件測試被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、武控、空導(dǎo)彈、自動化等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)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(biāo)機，為嵌入式計算機軟件測試的開展做好準(zhǔn)備工作。根據(jù)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(wǎng)絡(luò)性能有較高的要求，以便于通過宿主機向目標(biāo)機傳輸數(shù)據(jù)。宿主機主要承載軟件測試的操作系統(tǒng)，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(biāo)機的要求則較高，目標(biāo)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(shù)據(jù)，因而目標(biāo)機對硬件的要求較高，才能夠?qū)⑺邮艿臄?shù)據(jù)與嵌入的計算機測試軟件運行起來。得益于目標(biāo)機的強大硬件性能，目標(biāo)機具備開展負(fù)責(zé)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(yīng)用環(huán)境，對計算機軟件進行更為全面的測試，以發(fā)現(xiàn)計算機軟件中存在的各種問題。

2 宿主機的軟件測試關(guān)鍵技術(shù)

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

2.1 靜態(tài)測試技術(shù)

應(yīng)用于嵌入式計算機軟件測試的靜態(tài)測試技術(shù)，是基于傳統(tǒng)人工審查計算機軟件錯誤代碼的弊端，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(shù)適用于復(fù)雜功能的嵌入式計算機軟件，能夠有效發(fā)現(xiàn)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(shù)具有如下特點：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，審查過程更加嚴(yán)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(shù)，對計算機軟件代碼進行驗證與審查，其審查的主要內(nèi)容為計算機軟件代碼的詞法、語法、邏輯關(guān)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(xiàn)代碼中存在的詞法和語法錯誤、數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系誤差大等問題，大大提升了計算機軟件測試時的嚴(yán)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(shù)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(xiàn)受測試的計算機軟件的諸多漏洞。靜態(tài)測試技術(shù)能夠?qū)κ軠y試的計算機軟件進行全面的掃描，以發(fā)現(xiàn)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(shù)與傳統(tǒng)的人工測試、動態(tài)測試技術(shù)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(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，因而能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)更適用于功能復(fù)雜、代碼行數(shù)多的計算機軟件;4）誤報率高。因靜態(tài)測試技術(shù)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(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)生誤報率過多的問題。

靜態(tài)測試技術(shù)在運行時，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嬎銠C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(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度氲接嬎銠C軟件中的宿主機、目標(biāo)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)

動態(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(shù)則需要運行嵌入式計算機軟件，在各個嚴(yán)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(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，確定受測嵌入式計算機軟件的性能與運行效果，從而及時有效的發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。動態(tài)測試技術(shù)在運行軟件時，主要運用了如下技術(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，主要對受測的計算機軟件結(jié)構(gòu)進行檢測，以發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)不合理等問題，以發(fā)現(xiàn)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(xiàn)受測計算機軟件內(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)致受測計算機軟件內(nèi)部無法有效調(diào)用，計算機軟件頻繁彈出BUG，從而發(fā)現(xiàn)受測計算機軟件在集成過程中所出現(xiàn)的問題;3）系統(tǒng)測試。系統(tǒng)測試是對受測計算機軟件進行全面的測試，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算機軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、邏輯路徑、軟件輸出和輸入、軟件功能等多個方面。系統(tǒng)測試的有效開展，需要測試人員具備較強的業(yè)務(wù)水平和較為豐富的測試經(jīng)驗，才能夠有效發(fā)現(xiàn)受測計算機軟件中存在的問題;4）驗收測試。當(dāng)完成了對受測計算機軟件的系統(tǒng)測試后，應(yīng)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(yīng)用來完成，對受測計算機軟件各功能的實際應(yīng)用，測試其各功能是否能夠正常使用。動態(tài)測試技術(shù)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(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 仿真機測試技術(shù)

在宿主機上進行仿真測試，能夠保證復(fù)雜數(shù)據(jù)環(huán)境下，對計算機軟件測試的準(zhǔn)確性。仿真測試技術(shù)能夠?qū)?fù)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(yán)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(shù)據(jù)。

3 目標(biāo)機軟件測試關(guān)鍵技術(shù)

3.1 故障注入技術(shù)

在嵌入式計算機軟件測試中，由宿主機將軟件測試數(shù)據(jù)，通過移動通信技術(shù)，發(fā)送到目標(biāo)機之中。為了能夠進行更為準(zhǔn)確的測試，可以將一些故障輸入到目標(biāo)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(biāo)機之中，觀察故障信息在目標(biāo)機中的運行狀況，并進行相關(guān)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(nèi)存分析技術(shù)

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(yīng)考慮到這一問題，對受測計算機軟件進行內(nèi)存分析，測試受測計算機軟件對內(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)存時是否會出現(xiàn)內(nèi)存不足，受測計算機軟件運行卡頓的問題。通過運行內(nèi)存分析技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)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(shù)

對目標(biāo)機進行性能分析技術(shù)，主要是通過宿主機向目標(biāo)機發(fā)送數(shù)據(jù)，然后在目標(biāo)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(nèi)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(xiàn)受測試計算機軟件中存在的性能短板，并進行及時的調(diào)整與修復(fù)。

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

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【通聯(lián)編輯：張薇】