基于嵌入式的計算機軟件測試技術分析

趙秀梅

(長治學院，山西 長治 046000)

0 引言

嵌入式軟件測試技術作為一項傳統(tǒng)的信息技術，其在運行早期采取手工操作方式，這種操作方式費時費力，且極易受到人為因素的影響而出現(xiàn)較大偏差。隨著科學技術的發(fā)展，自動化技術的引入，在一定程度上優(yōu)化了嵌入式軟件測試效能，能夠降低人力成本，提高經(jīng)濟效益和檢測質量。就目前情況來看，嵌入式軟件自動化測試技術存在較大的發(fā)展空間，下面將對其測試應用進行相應分析。

1 嵌入式計算機的概念

簡單來說，嵌入式技術是一種專用于計算機系統(tǒng)的監(jiān)控、監(jiān)視、輔助機器和設備的技術性裝置。通常情況下，可以把嵌入式系統(tǒng)當作一種嵌入式處理器控制板，通過這個嵌入式處理器控制板可以在最大程度上實現(xiàn)程序內(nèi)存的微量化，將其存儲在ROM中。嵌入式計算機是指依托計算機技術，以應用為核心內(nèi)容，并適用于應用系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)，在一定程度上可以實現(xiàn)軟硬件剪裁的計算機處理系統(tǒng)。嵌入式計算機一般由4個部分組成：嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應用程序。

2 嵌入式計算機軟件的概念

軟件作為計算機的重要組成部分，其在計算機系統(tǒng)操作中發(fā)揮著極為重要的作用。與普通軟件相比，嵌入式計算機軟件最大的特點便是“正式化”、“復雜化”。在實現(xiàn)嵌入式計算機的過程中，為了更好地發(fā)揮嵌入式計算機的優(yōu)勢，不可避免地會用到相應的大量軟件。這種促進嵌入式計算機應用的軟件就是嵌入式計算機軟件。嵌入式計算機軟件由多個部分構成，其中使用較多、發(fā)揮作用較大的模塊有5個，即：微觀傳感器、儲存器、處理器、定時器及控制器等，這5個模塊相互影響、相互作用，共同組成復雜的嵌入式計算機軟件，從而在最大程度上實現(xiàn)了以計算機為代表的電子設備的自動化。嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試和可靠性評估見表1。

表1 嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試和可靠性評估表

3 嵌入式計算機軟件測試的關鍵技術

基于嵌入式計算機軟件測試技術主要涉及對宿主機、仿真機、目標機的測試。嵌入式計算機軟件測試流程如圖1所示。

圖1 嵌入式計算機軟件測試流程圖

3.1 主機測試

對于宿主機的測試一般有3種類型，即：人工測試、靜態(tài)測試以及動態(tài)測試。

1)人工測試。人工測試是指技術人員對宿主機的所有零部件進行一一排查，但是，隨著科學技術的不斷進步，計算機設備結構朝著復雜化趨勢不斷發(fā)展，這種人工測試的方式由于耗時、耗力，且測試的精確度較低等缺陷，已經(jīng)被其他更為精準便捷的測試方式取代。

2)靜態(tài)測試。靜態(tài)測試是通過對計算機軟件的構成邏輯和功能進行分析，在計算機軟件運行過程中需要遵循一定的規(guī)律，當計算機軟件的某一部分出現(xiàn)偏差時這種邏輯和功能便會出現(xiàn)相應的偏差。從本質上來說，這種靜態(tài)測試是依托軟件測試系統(tǒng)而進行的，因而具有檢測速度較快、檢測內(nèi)容全面、檢測精準度較高等優(yōu)點。

3)動態(tài)測試。動態(tài)測試是指通過對嵌入式計算機軟件的代碼進行測試。代碼作為人類可讀的計算機語言指令，其是通過離散形式將字符、符號等排列的規(guī)則體系，具有極強的確定性、穩(wěn)定性、標準性，因而通過對計算機軟件代碼的分析檢測可以準確有效地對計算機軟件進行錯誤排查，從而提高計算機運行的準確度。除此之外，這種動態(tài)測試還具有其他檢測方式所不具有的檢測功能，也就是對系統(tǒng)內(nèi)存儲存情況進行測試，因而，在嵌入式計算機軟件測試中，動態(tài)測試是使用最多的一種檢測方式。

3.2 真機進行測試

對仿真機進行測試主要有兩方面的內(nèi)容：獲取仿真測試數(shù)據(jù)和仿真測試技術兩方面。

1)獲取測試數(shù)據(jù)。在對仿真進行測試的過程中，相較于仿真測試技術而言，獲取測試數(shù)據(jù)的困難程度較高。這主要是由于大量且復雜的源代碼而導致，軟件作為計算機的重要組成部分，其由大量的代碼排列組合而成，因而從本質上來說對于計算機軟件的測試就是對于軟件源代碼等大量數(shù)據(jù)的檢測，在這個過程中對于數(shù)據(jù)的準確度提出了較高的要求，但是就目前的技術而言，這一要求很難實現(xiàn)。仿真監(jiān)測技術的出現(xiàn)在很大程度上突破了這一局限性，使得數(shù)量龐大、排列復雜的數(shù)據(jù)能夠相對完整的保留下來，并且能夠在保留的基礎上進行相應地修改。

2)仿真測試技術。簡單來說，仿真測試技術就是借助一定的科學技術對大數(shù)據(jù)進行相應地仿真和模擬，這種對數(shù)據(jù)的仿真和模擬在很大程度上實現(xiàn)了對龐大數(shù)據(jù)的管理集中化。與此同時，這種仿真測試技術還在一定程度上使得原有的固化的靜態(tài)數(shù)據(jù)成為動態(tài)的發(fā)展過程，從而使檢測者能夠清晰直觀地看到數(shù)據(jù)變化處理的過程，這對于計算機軟件的測試是極為有利的。

3.3 對目標機進行測試

目標機的測試作為嵌入式計算機軟件測試的最后一個環(huán)節(jié)，其測試的核心內(nèi)容便是驗證與分析，主要涉及故障注入、內(nèi)存分析、性能分析3個方面。

1)故障注入。故障注入從本質上來說屬于“校驗”環(huán)節(jié)。通常情況下，故障注入適用于計算機軟件中某一模塊的檢測，而不能應用于計算機整體，對目標機進行故障注入能夠有效地檢測目標機的運行是否正常。簡單來說，故障注入就是在嵌入式計算機軟件測試過程中根據(jù)計算機原有所具備的功能，如時間、運行方式、排列方式等多個方面的內(nèi)容進行一定的“人為設定”，從而達到檢測目標機、排除故障的效果。

2)內(nèi)存分析。內(nèi)存分析作為嵌入式計算機軟件測試的重要組成部分，其對于嵌入式計算機軟件的正常運行具有極為重要的影響作用。在計算機軟件運行過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而這些龐大的數(shù)據(jù)會在一定程度上占用計算機內(nèi)部空間，過多的占用空間將會在很大程度上影響計算機的正常運行，因而，對于計算機系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)分析并在分析的基礎上進行相應的管理和規(guī)劃，對于保障嵌入式計算機軟件的正常高速運行是極為重要的。

3)性能分析。性能作為計算機的重要組成部分，其在當代社會受到越來越多人的重視，在計算機運行過程中提升計算機軟件程序運行性能成為當代社會亟待解決的問題。為了更好地提升計算機性能，在一定程度上需要應用到各種技術，其中使用最多、效果最為明顯的技術便是軟件性能分析技術，通過對這一技術的使用，可以在一定程度上對計算機運行過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行分析和決斷，從而優(yōu)化計算機軟件運行排列，繼而在一定程度上節(jié)省計算機系統(tǒng)的運行時間，提高計算機運行速度。

4 結語

嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于社會生活的各個領域，并產(chǎn)生了極大的反響。與此同時，隨著時代的進步、社會的發(fā)展，計算機軟件規(guī)模也在不斷擴大，其復雜性也在不斷提升，各個領域都對嵌入式計算機提出了更高的要求?；谝陨锨闆r，在嵌入式計算機領域需要軟件研究開發(fā)人員積極創(chuàng)新，不斷提升嵌入式計算機軟件測試關鍵技術，為以后的軟件測試工作提供一定的借鑒價值。