嵌入式电子海图系统软件测试关键技术研究

论文摘要

随着嵌入式软件在航空、航天、航海和军事安全等诸多领域的广泛应用,嵌入式软件的质量越来越受到关注。软件一旦失败,就会直接或间接影响人类的生命财产和生态环境的安危,嵌入式软件测试是软件质量保证的重要手段之一。本文以我校研制的嵌入式电子海图系统软件测试需求为背景,围绕嵌入式电子海图系统中软件测试存在的问题展开研究。首先,比较研究了目前存在的通用软件测试过程模型的优点和缺点,结合嵌入式电子海图系统的特点,提出嵌入式电子海图系统软件测试过程模型,合理地划分目标机环境测试和宿主机环境测试。其次,深入研究了基于控制流和数据流的单元测试充分性标准,结合诸多学者的实验研究和嵌入式电子海图系统单元测试需求,提出嵌入式电子海图系统单元测试充分性标准。同时,考虑到圈复杂度和函数节点数对函数正确实现的影响,提出基于优先级的单元测试策略。将Zinc框架类代码、API函数与逻辑运算代码隔离,解决自动化单元测试工具Testbed/Tbrun与Zinc冲突的问题,实现了嵌入式电子海图系统单元测试自动化。第三、详细地分析了嵌入式电子海图系统中类之间的依赖关系,建立类关系模型,构建嵌入式电子海图系统回归测试类防火墙,确定回归测试范围,提出了回归测试策略。比较研究了目前存在的单元级选择性回归测试技术,结果表明基于控制流图遍历算法更适合嵌入式电子海图系统的回归测试用例选择,同时对该算法改进并应用在嵌入式电子海图系统中,实验结果表明改进算法在保证安全性的前提下提高了回归测试用例选择的精确度。最后、分析了嵌入式电子海图系统覆盖率测试和内存泄漏测试的需求和难点,配置Testbed和CodeTEST软件和硬件测试环境,实现嵌入式电子海图系统覆盖率测试和内存泄漏测试自动化,分析覆盖率和内存测试结果,找到内存泄漏的主要原因,提高了软件的质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 课题的国内外研究现状
• 1.2.1 单元测试充分性标准
• 1.2.2 选择性回归测试技术
• 1.2.3 嵌入式软件测试
• 1.3 嵌入式电子海图系统软件测试面临的问题
• 1.4 课题的主要研究内容
• 第2章 嵌入式电子海图系统软件测试理论
• 2.1 软件测试的基本理论
• 2.1.1 软件测试的定义
• 2.1.2 软件测试的目的
• 2.1.3 软件测试的分类
• 2.2 嵌入式软件测试技术
• 2.2.1 嵌入式软件静态测试技术
• 2.2.2 嵌入式软件动态测试技术
• 2.2.3 嵌入式软件测试的特点
• 2.3 嵌入式电子海图系统软件测试方法
• 2.3.1 基于宿主机的嵌入式电子海图系统软件测试
• 2.3.2 基于目标机的嵌入式电子海图系统软件测试
• 2.4 本章小结
• 第3章 嵌入式电子海图系统软件测试过程模型
• 3.1 嵌入式电子海图系统的特点
• 3.2 典型软件测试过程模型
• 3.3 嵌入式电子海图系统软件测试过程模型
• 3.3.1 嵌入式电子海图系统软件测试过程模型实施过程
• 3.3.2 嵌入式电子海图系统软件测试过程模型的优点
• 3.4 本章小结
• 第4章 嵌入式电子海图系统单元测试技术
• 4.1 嵌入式电子海图系统单元测试充分性标准
• 4.1.1 单元测试充分性标准的定义
• 4.1.2 基于控制流的单元测试充分性标准
• 4.1.3 基于数据流的单元测试充分性标准
• 4.1.4 嵌入式电子海图系统单元测试充分性标准
• 4.2 基于优先级的嵌入式电子海图系统单元测试策略
• 4.2.1 嵌入式电子海图系统关键函数优先级的度量元
• 4.2.2 嵌入式电子海图系统单元测试函数优先级度量数学模型
• 4.2.3 基于优先级的嵌入式电子海图系统单元测试策略应用
• 4.3 嵌入式电子海图系统自动化单元测试
• 4.3.1 嵌入式电子海图系统自动化单元测试难点及解决方案
• 4.3.2 嵌入式电子海图系统自动化单元测试环境配置
• 4.3.3 嵌入式电子海图系统自动化单元测试实施过程
• 4.4 本章小结
• 第5章 嵌入式电子海图系统回归测试技术
• 5.1 嵌入式电子海图系统回归测试相关概念
• 5.1.1 回归测试的定义及目的
• 5.1.2 回归测试的类型
• 5.1.3 嵌入式电子海图系统的选择性回归测试的前提条件
• 5.1.4 回归测试的测试用例集及关系
• 5.2 嵌入式电子海图系统回归测试策略
• 5.2.1 嵌入式电子海图系统类关系模型定义
• 5.2.2 嵌入式电子海图系统类防火墙
• 5.2.3 嵌入式电子海图系统类防火墙回归测试顺序
• 5.2.4 嵌入式电子海图系统回归测试策略实施
• 5.3 嵌入式电子海图系统单元级选择性回归测试技术
• 5.3.1 选择性回归测试技术算法比较框架
• 5.3.2 单元级选择性回归测试技术算法比较
• 5.3.3 单元级选择性回归测试技术算法比较结果分析
• 5.3.4 基于控制流图遍历的选择性回归测试算法改进
• 5.3.5 改进算法在嵌入式电子海图系统回归测试中的应用实验
• 5.4 本章小结
• 第6章 嵌入式电子海图系统自动化测试
• 6.1 嵌入式电子海图系统自动化测试需求与难点
• 6.2 嵌入式电子海图系统自动化测试工具
• 6.2.1 Testbed 自动化测试工具
• 6.2.2 CodeTEST 自动化测试工具
• 6.3 嵌入式电子海图系统覆盖率测试
• 6.3.1 嵌入式电子海图系统覆盖率测试过程
• 6.3.2 嵌入式电子海图系统覆盖率测试结果分析
• 6.4 嵌入式电子海图系统内存泄漏测试
• 6.4.1 嵌入式电子海图系统内存泄漏测试环境配置
• 6.4.2 嵌入式电子海图系统内存泄漏测试过程
• 6.4.3 嵌入式电子海图系统内存泄漏测试及结果分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢