Ada語言軟件測試方法探討

張　馳

1.上海航天控制工程研究所，上?！?00233 2.同濟大學軟件學院，上?！?01804

Ada語言軟件測試方法探討

張馳1，2

1.上海航天控制工程研究所，上海200233 2.同濟大學軟件學院，上海201804

摘要軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要手段。本文結(jié)合某衛(wèi)星型號嵌入式星載軟件的工程實施介紹Ada語言軟件測試的工具和方法。

關(guān)鍵詞軟件質(zhì)量；測試方法；測試環(huán)境

0　引言

進入21世紀，計算機技術(shù)發(fā)展日新月異，作為計算機技術(shù)的重要組成部分，軟件的質(zhì)量成為控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。特別是一些航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，軟件設(shè)計的可靠性和安全性更為突出[1]。如何保障軟件質(zhì)量？測試環(huán)境則顯得尤為關(guān)鍵。軟件測試可以驗證其能否符合特定的需求以及預期設(shè)計目的，是通過軟件測試工程師或者專業(yè)的軟件測試工具測試特定軟件運行的系統(tǒng)工程。

單元測試是軟件開發(fā)設(shè)計周期中級別最低的測試活動。所謂單元測試，即將軟件分離成獨立的單元模塊，再與其他模塊進行測試。所以單元測試應(yīng)該具備復制性，無論在程序修改過程中還是在環(huán)境復制過程中。因此，所有版本的單元測試都應(yīng)該是在軟件的開發(fā)生命周期中進行的。本文筆者主要論述了軟件測試的流程以及測試工具。

1　Ada語言簡述

Ada是普通程序經(jīng)常使用的設(shè)計語言，當年美國國防部花費巨資，耗時二十余年，歷經(jīng)萬難而研發(fā)出來。該語言大受贊譽，一經(jīng)推出，即成為第四代計算機語言的成功代表，是迄今為止，最具復雜性和完備性的程序開發(fā)語言。相比其它程序設(shè)計語言，Ada既體現(xiàn)眾多軟件技術(shù)開發(fā)的基本原理，也成功將這些理論基礎(chǔ)付諸實踐。運用Ada語言可顯著提高軟件系統(tǒng)的有效性，可靠性，可維護性甚至改善軟件系統(tǒng)的清晰性。目前，美國國防部唯一指定的可用于軍用系統(tǒng)開發(fā)的語言就是Ada語言。同時，該語言也是我國軍方內(nèi)部開發(fā)的標準語言。

2　某衛(wèi)星型號測試工作簡介

2.1 靜態(tài)分析

工作內(nèi)容：方案設(shè)計師與軟件設(shè)計師走讀代碼。

常見問題：

1）邏輯判斷語句else涵蓋范圍：除if和else if語句特殊處理的情況，其他情況均按else分支進行處理，需確定是否有漏考慮特殊情況，或可并入else分支統(tǒng)一進行處理。

2）邊界條件的判斷：>和>=，<和<=是否有用錯；

3）循環(huán)變量的累加是否越界。

4）分母為變量時分析其初始值及物理意義。

2.2 單元/組裝測試

某衛(wèi)星型號的單元測試和組裝測試均使用LDRA公司的Testbed軟件，故合并來講。

軟件測試環(huán)境：某衛(wèi)星型號 GNC軟件單元測試環(huán)境由開發(fā)上位機完成，其中開發(fā)上位機安裝開發(fā)環(huán)境（ADAERC-32編譯器）、部件測試分析工具（Testbed TBrun）。

軟件測試的硬件和固件項：一臺上位機（內(nèi)存為2G，有串口），上位機的配置見表1。

表1　測試環(huán)境的軟件項

系統(tǒng)配置：因為測試工具Testbed為windows版本，而編譯器為Linux版本，所以在系統(tǒng)中配置了Samba服務(wù)用以實現(xiàn)Windows系統(tǒng)和虛擬機的Linux系統(tǒng)之間的同網(wǎng)段文件夾共享功能。

（注：Samba是一個工具套件，在Unix上實現(xiàn)SMB （server messag block）協(xié)議，或者稱之為NETBIOS/ LanManager協(xié)議。SMB協(xié)議通常是被windows系列用來實現(xiàn)磁盤和打印機共享。）

測試前準備工作：

1）將被測代碼及所有被調(diào)用文件拷入samba服務(wù)配置好的共享文件夾，并拷入Testbed的驅(qū)動程序ldra_testbed_run.bat。

2）新建一個格式為[測試項目名].lib的文件，用來儲存測試程序的調(diào)用關(guān)系、數(shù)據(jù)流等信息。

3）新建一個集合（creat new set），該集合包含程序的所有頭文件（.ads），并進行靜態(tài)分析；如.ads文件比較少也可以逐個分析，靜態(tài)分析時需選定之前新建的.lib文件作信息記錄。

4）選定測試模塊（.adb）并開始測試。

測試內(nèi)容：分支/語句100%覆蓋測試。

發(fā)現(xiàn)問題：如有不可達分支/語句，則可根據(jù)具體情況判斷。通常來說出現(xiàn)不可達分支是因為接口參數(shù)不充分和程序邏輯問題。

2.3 確認測試

測試環(huán)境：如圖1，某型號的確認測試在實時仿

真實驗室進行。GNC計算機為低等級產(chǎn)品，單機使用Matlab搭建的動力學模型進行仿真，數(shù)管軟件和AD信號等均為模擬信號。

確認測試工具：工具為上海創(chuàng)景公司自主研發(fā)的RTInsightPro。該套工具包括RTInsightPro主機一臺及配套上位機軟件，主機與上位機通過網(wǎng)線連接，通訊與設(shè)置遵循TCP/IP協(xié)議。RTInsightPro的工作原理為在目標代碼內(nèi)插樁，然后通過監(jiān)測CPU對于插樁點目標地址的讀寫操作來抓取數(shù)據(jù)包，最后將數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)線傳入上位機軟件里，實現(xiàn)監(jiān)控源代碼覆蓋率的功能。因為涉及CPU信號的讀取，測試前創(chuàng)景公司需與單機設(shè)計師討論并設(shè)計符合CPU預留接口的電路板。工具系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

測試內(nèi)容：分支/語句100%覆蓋率測試。

3　結(jié)論

通過對軟件進行單元測試，確保了軟件在編碼上的邏輯正確性、驗證了軟件功能與文檔設(shè)計的一致性。降低了軟件開發(fā)風險以及開發(fā)成本。更是對航天飛行器軟件的高可靠性、安全性提供了保障。

參考文獻

[1]易海勝.單元測試用例設(shè)計方法初探[J].武漢科技學院學報，2006,19（5）.

[2]張巍，尹海波，孫立財.軟件的單元測試方法[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2006,21（2）.

[3]中國航天科技集團公司軟件專家組.航天軟件工程實施技術(shù)指南及范例（修訂版）.

中圖分類號TP3

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）139-0137-01