航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法應(yīng)用

劉安橋

（貴州航天電子科技有限公司，貴州貴陽(yáng)，550009）

1 航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法介紹

1.1 等價(jià)劃分法

等價(jià)劃分法是航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)中的基本方法，主要是依據(jù)軟件的需求說(shuō)明，從而對(duì)某個(gè)功能的輸入、輸出做出描述，在這個(gè)過(guò)程中，要將輸入領(lǐng)域劃分為若干個(gè)等價(jià)類(lèi)，最終達(dá)到等價(jià)類(lèi)覆蓋的要求，由此可以看出，應(yīng)用等價(jià)劃分法進(jìn)行航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，最為關(guān)鍵的步驟就是對(duì)劃分等價(jià)類(lèi)[1]。

1.2 邊界分析法

邊界分析法也是航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn)的一種方法，主要指通過(guò)在有效等價(jià)和無(wú)效等價(jià)中選擇測(cè)試輸入，從而通過(guò)一組數(shù)據(jù)就可以代表一個(gè)類(lèi)別的輸入情況，此種航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法操作是較為簡(jiǎn)單的。但值得注意的是，應(yīng)用邊界分析法時(shí)數(shù)據(jù)的采用至為重要，在一些相對(duì)特殊的判別條件下，采用的輸入數(shù)據(jù)則不可過(guò)為隨意，若是隨便采用一個(gè)測(cè)試軟件數(shù)據(jù)代替類(lèi)比之中的所有情況，這樣就會(huì)使測(cè)試結(jié)果變得缺乏實(shí)際意義。而結(jié)合以往的大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，在應(yīng)用邊界分析法進(jìn)行航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，航天軟件的邊界處理至為重要，而可以使用正好大于、等于、小于邊界值的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于航天軟件錯(cuò)誤糾正發(fā)現(xiàn)幾率最大[2]。在這一筆者舉這樣的一個(gè)例子，如有這樣的一個(gè)飛行控制軟件，當(dāng)航天飛行器處于壓力5Mpa的環(huán)境下運(yùn)行，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出一個(gè)程序警示，在對(duì)這一飛行控制軟件進(jìn)行邊界分析測(cè)試時(shí)，則可以從壓力大于5Mpa、壓力等于5Mpa、壓力小于5Mpa三種情況出發(fā)。但在選擇測(cè)試輸入數(shù)據(jù)時(shí)同樣要格外注意，若是隨意的輸入0Mpa、5Mpa、10Mpa三個(gè)數(shù)據(jù)值，往往也是無(wú)法得到可靠的測(cè)試結(jié)果的，應(yīng)該盡量的選擇接近5Mpa的數(shù)據(jù)測(cè)試值，這樣才能更好的保障航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)的可靠性。

1.3 因果圖法

因果圖分析法也是現(xiàn)下航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn)的一種測(cè)試方法，并且是一種較為高效的測(cè)試方法，此種測(cè)試方法的原理就是利用因果圖，將自然語(yǔ)言描述功能轉(zhuǎn)化為判定表，從而對(duì)航天軟件可靠性作出判斷。一般情況下，因果圖生成步驟如下：(1)對(duì)軟件規(guī)格描述因果關(guān)系進(jìn)行分析，明確哪些是輸入條件，哪些是輸出條件，并在具體的原因結(jié)果下，使用特定的符號(hào)標(biāo)明。(2)對(duì)軟件規(guī)格說(shuō)明語(yǔ)義進(jìn)行描述分析，找出原因和結(jié)果之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并結(jié)合因果關(guān)系分析，畫(huà)出具體的因果圖[3]。(3)由于語(yǔ)法和環(huán)境的限制，容易出現(xiàn)因果關(guān)系不合理的問(wèn)題，針對(duì)于此需要在因果圖之中做出特殊的限制條件說(shuō)明。(4)將因果圖轉(zhuǎn)化為判定表，并用判定表做出依據(jù)，從而對(duì)航天軟件設(shè)計(jì)測(cè)試用例。在這里筆者舉這樣的一個(gè)例子，如有這樣的一個(gè)航天軟件，在軟件之中固定出發(fā)T時(shí)序的冗余控制條件為：先滿足加速度條件，則立即發(fā)出T時(shí)序，而若是先滿足壓力條件，則要延時(shí)0.08s在發(fā)出T時(shí)序，但若是在延時(shí)的0.08s之中滿足加速度條件，則需要立即發(fā)出T時(shí)序。通過(guò)對(duì)這一軟件的因果關(guān)系分析，可以繪制出這樣但是因果關(guān)系圖，并整理出這樣的T時(shí)序判斷表。從而通過(guò)因果判斷表，對(duì)航天軟件進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)。

表1 某航天軟件T時(shí)序判斷表

2 航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法應(yīng)用

2.1 航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)基本思路

航天軟件測(cè)試的主要目的就是通過(guò)驗(yàn)證尋求的方式，從而進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)航天軟件中設(shè)計(jì)的漏洞與問(wèn)題，從而進(jìn)一步的對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行彌補(bǔ)，為航天軟件的功能發(fā)揮做出保障。在實(shí)際航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以采取的方法有很多，但是基本思路卻主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。第一是建立測(cè)試需求分析，在這個(gè)過(guò)程中首先要了解航天軟件的任務(wù)書(shū)要求，對(duì)航天軟件主要功能進(jìn)行劃分，列出軟件的主要功能項(xiàng)，評(píng)評(píng)估各項(xiàng)功能在軟件中的重要性。其次要是了解航天軟件的具體設(shè)計(jì)文檔，進(jìn)行詳細(xì)的代碼巡查，對(duì)軟件系統(tǒng)有全面的了解，并對(duì)測(cè)試功能點(diǎn)做出定位和組合。第二具體分析問(wèn)題，也就是指從航天軟件的高安全性和高可靠性角度出發(fā)，考慮到軟件中之中運(yùn)行的實(shí)際因素，從而具體的分析軟件之中某些特定的部分，有意識(shí)有針對(duì)性的進(jìn)行航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)，這是相關(guān)軟件測(cè)試工作人必須要明確的航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)基本思路。

2.2 航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)基本步驟

在我國(guó)航天事業(yè)迅速發(fā)展的過(guò)程之中，航天軟件的復(fù)雜性也在不斷增加，同時(shí)航天型號(hào)的特點(diǎn)，決定了航天軟件與實(shí)際環(huán)境聯(lián)系密切的特性，因此在進(jìn)行航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，測(cè)試人員還需要從以下步驟展開(kāi)測(cè)試，從而在謹(jǐn)慎的步驟下，為航天軟件測(cè)試的可靠性做出保障，具體的測(cè)試步驟如下。（1）深入理解軟件任務(wù)書(shū)所需求的固定功能，從而明確軟件運(yùn)行環(huán)境和性能指標(biāo)要求。（2）由于航天軟件易受到實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的影響，因此在進(jìn)行航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)測(cè)試人員要細(xì)化分析交流，了解軟件運(yùn)行中可能出現(xiàn)的環(huán)境情況，從而確定軟件測(cè)試重點(diǎn)，使航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際。（3）航天軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)中，要選擇合適的測(cè)試設(shè)備，擬定科學(xué)的測(cè)試方案，整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，按照方案計(jì)劃嚴(yán)格進(jìn)行，從而對(duì)航天軟件功能做出進(jìn)一步的分解。（4）劃分出航天軟件的每個(gè)功能，結(jié)合實(shí)際情況確定輸入條件，并要明明確具體的技術(shù)指標(biāo)，提出在不同的輸入條件下，會(huì)產(chǎn)生的預(yù)期輸出閾值，確保測(cè)試相關(guān)參數(shù)在規(guī)定偏差下。（5）還需對(duì)航天軟件典型故障、干擾條件等作出更深一步的測(cè)試。