碩士學(xué)位論文 （專業(yè)學(xué)位） 姓名：譚鑫垚 學(xué)號(hào)： 1021170417 所在院系：軟件學(xué)院 職業(yè)類型：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)領(lǐng)域：軟件工程 指導(dǎo)教師：張惠娟 王冬青 副指導(dǎo)教師：平安 二一二年九月 醫(yī)療嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) A in 2010 1021170417 2012 on 醫(yī)療嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 譚鑫垚 同濟(jì)大學(xué) 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論 文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。 學(xué)位論文作者簽名： 2013 年 3 月 28 日 同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取 得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 2013 年 3 月 28 日 同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 I 摘要 如今，伴隨著計(jì)算機(jī)的軟硬件應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)產(chǎn)品中嵌入式系統(tǒng)的規(guī)模和性能取得到了顯著的提升，與之對(duì)應(yīng)的，嵌入式系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的復(fù)雜性和規(guī)模以及可實(shí)現(xiàn)的功能也在不斷向多元化，復(fù)雜化發(fā)展，于此同時(shí)嵌入式系 統(tǒng)的特點(diǎn)也決定了在其系統(tǒng)上運(yùn)行和應(yīng)用軟件集成度和功能的小而精，可靠并且穩(wěn)定，這也使得軟件的開發(fā)過程的控制在整個(gè)嵌入式系統(tǒng)中顯得越發(fā)重要，嵌入式軟件的整體質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起到了決定性的作用。而對(duì)系統(tǒng)的驗(yàn)證過程又是檢驗(yàn)我們軟件質(zhì)量的重要活動(dòng)，因此我們急切需要一種專門針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試方法和工具來提高嵌入式軟件的質(zhì)量和可靠性，為項(xiàng)目縮短開發(fā)周期。 自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)是如今軟件測(cè)試技術(shù)研究的熱門領(lǐng)域。伴隨著軟件測(cè)試技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件程序的規(guī)模不斷增大，復(fù)雜度也在不斷的提高。在軟件的驗(yàn)證過程中，完全依靠手工測(cè)試，再進(jìn) 行分析測(cè)試結(jié)果，這樣的工作往往效率低下，而且不能完全保證產(chǎn)品的質(zhì)量。目前在國內(nèi)，軟件測(cè)試和自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的發(fā)展才初具規(guī)模，但與國外的自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)相比，還存在差距。 本文的目地就是要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種針對(duì)目前本公司一款超聲診斷設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。在對(duì)目前的嵌入式軟件測(cè)試現(xiàn)狀進(jìn)行了仔細(xì)研究基礎(chǔ)上，對(duì)嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試作了深入的分析，并結(jié)合實(shí)際情況，提出了一種針對(duì) C 語言開發(fā)的超聲嵌入式醫(yī)療軟件自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的解決方案，并利用專業(yè)自動(dòng)化測(cè)試工具實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化測(cè)試，從源碼分析、測(cè)試用例自動(dòng)生成和執(zhí)行、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了這種 在功能、性能上都能滿足當(dāng)今大多數(shù)需求的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，并在實(shí)際的項(xiàng)目中投入了使用。 關(guān)鍵詞 ：軟件測(cè)試，自動(dòng)化測(cè)試，分布式測(cè)試， 超聲嵌入式醫(yī)療軟件，自動(dòng)化測(cè)試工具，測(cè)試用例，缺陷管理系統(tǒng)I of of of of of of is no &D of a &D of we a to of to is of of of of is In on is of of is in of is an On in s of of a C of to in to 錄 第 1 章引言 . 1 題研究背景 . 1 前國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r . 1 題研究意義 . 2 文的組織 . 3 第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 . 4 動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的概念及發(fā)展 . 4 動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用 . 5 入式軟件系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)及工具 . 8 第 3 章超聲診斷系統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)與實(shí)現(xiàn) . 10 動(dòng)測(cè)試方法的總體設(shè)計(jì) . 10 本測(cè)試流程 . 12 聲診斷系統(tǒng)基本原理和主要功能流程 . 12 動(dòng)測(cè)試平臺(tái)搭建 . 14 試數(shù)據(jù)及測(cè)試用例 . 16 能模塊詳細(xì)設(shè)計(jì) . 18 能流程圖 . 18 本功能 . 19 各個(gè)主要功能模塊腳本的設(shè)計(jì) . 20 成腳本 . 27 試執(zhí)行及缺陷問題處理 . 29 本的調(diào)試和執(zhí)行 . 29 于缺陷和突發(fā)情況處理機(jī)制的設(shè)計(jì) . 31 志和記錄 . 33 試報(bào)告 . 34 動(dòng)化測(cè)試方案對(duì)測(cè)試效率提高的分析 . 35 動(dòng)化測(cè)試腳本的維護(hù) . 36 第 4 章 測(cè)試過程中的缺陷管理 . 38 同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄 具 . 38 用 行缺陷管理 . 39 陷管理流程 . 41 第 5 章結(jié)論與展望 . 44 論 . 44 動(dòng)化測(cè)試目前存在的問題 . 45 術(shù)展望 . 47 參考文獻(xiàn) . 51 個(gè)人簡(jiǎn)歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 . 53 第 1 章引言 1 第 1 章引言 題研究背景 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，載有嵌入式軟件的產(chǎn)品已經(jīng)被大量的應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪?，與此對(duì)應(yīng)的嵌入式軟件系統(tǒng)規(guī)模也日益增大，但對(duì)其開發(fā)過程、產(chǎn)品質(zhì)量等方面的要求也同樣在增加，無論在軍事國防、航空航天、還是在醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域使用的嵌入式系統(tǒng)都需要極高的穩(wěn)定和可靠性。進(jìn)行 系統(tǒng)而完善的驗(yàn)證是為了保證產(chǎn)品可以充分滿足客戶需求以及產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。引入自動(dòng)化技術(shù)是為了縮短了軟件測(cè)試時(shí)間，縮短開發(fā)周期，提高軟件測(cè)試的可回歸性和重復(fù)利用性。 嵌入式軟件隨著硬件技術(shù)的進(jìn)步，硬件集成度越來越高，其性能也得到了很大的拓展；于此同時(shí)，通過使用成熟的商用操作系統(tǒng)，使產(chǎn)品運(yùn)行在一個(gè)高性能的、可靠的軟件平臺(tái)上，為實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜且功能強(qiáng)大應(yīng)用程序奠定了良好的基礎(chǔ)。針對(duì)應(yīng)用程序復(fù)雜性的不斷提高，自然需要功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的應(yīng)用軟件與之相適應(yīng)。所以，在嵌入系統(tǒng)中開發(fā)的軟件規(guī)模也越來越大。同時(shí)，系統(tǒng)又要求 應(yīng)用程序做到精簡(jiǎn)高效、穩(wěn)定可靠，使軟件的開發(fā)在整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)中所占的時(shí)間也越來越長，軟件的質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量起到了決定性的作用。但是事實(shí)上由于軟件的開發(fā)在國內(nèi)普遍缺乏行之有效管理手段，軟件的開發(fā)過程沒有做到很好的監(jiān)控與分析，所編寫的程序沒有得到有效的測(cè)試就交付給用戶使用。那些沒有運(yùn)行過的代碼帶著潛在的危險(xiǎn)交付到客戶手中，經(jīng)常會(huì)給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，為產(chǎn)品供應(yīng)商帶來信譽(yù)上的損失，尤其在我們醫(yī)療器械的行業(yè)，低質(zhì)量的軟件往往會(huì)帶來生命和財(cái)產(chǎn)的損失。 前國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 軟件測(cè)試是提高軟件可靠性和保障軟件 質(zhì)量的重要手段。一個(gè)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，決定了這個(gè)產(chǎn)品的生命周期。作為軟件中的一個(gè)重要分支，嵌入式軟件近年來的應(yīng)用日益廣泛。如何有效地執(zhí)行對(duì)嵌入式軟件的測(cè)試，并保證其質(zhì)量，已成為熱點(diǎn)。軟件測(cè)試是軟件質(zhì)量保證的重要手段，據(jù)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析表明，第 1 章引言 2 國外軟件開發(fā)機(jī)構(gòu) 40的時(shí)間是花在軟件測(cè)試上的，軟件測(cè)試費(fèi)用占開發(fā)總費(fèi)用的 30 50。對(duì)于可靠性、安全性有較高要求的軟件，測(cè)試費(fèi)用可能更高。要成功的發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品，必須重視加強(qiáng)軟件測(cè)試工作 16。 嵌入式軟件測(cè)試自動(dòng)化是當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域流行的一種新技術(shù)。當(dāng)前。我們國家的軟件產(chǎn)業(yè)正處在起步發(fā)展的階段，同美國、西歐、日本等軟件發(fā)達(dá)國家相比還存在著很大的差距，而作為嵌入式軟件開發(fā)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)，在我國的研究與發(fā)展同嵌入式軟件開發(fā)的其他環(huán)節(jié)相比尤為滯后，“手工作坊式”的嵌入式軟件測(cè)試的現(xiàn)象還沒有徹底改變，不僅無法保障嵌入式軟件的質(zhì)量，而且嚴(yán)重制約了我國嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。目前國際上的一些大公司和研究機(jī)構(gòu)推出了許多自動(dòng)化測(cè)試工具，這些深受軟件人員歡迎的測(cè)試工具為軟件測(cè)試提供了良好的支持， 目前國外有一些比較成熟的商用測(cè)試工具，如英國 司的 、美國 司的 及 司的 文也是基于具，來實(shí)現(xiàn)超聲系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)試。 嵌入式軟件測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展在當(dāng)前階段還不成熟，有些研究領(lǐng)域還存在不足之處，對(duì)于嵌入式軟件測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)的研究，仍然要做很多進(jìn)一步的工作。 題研究意義 對(duì)軟件產(chǎn)品質(zhì)量的度量、評(píng)估和保證，是軟件開發(fā)中非常重要的問題?；谶@些原因，國際上的標(biāo)準(zhǔn)化和認(rèn)證組織已經(jīng)制定了一些 軟件標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于軟件的開發(fā)過程即可通過這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行約束和度量；同時(shí)軟件測(cè)試是軟件開發(fā)過程中不可或缺的一部分。自動(dòng)化測(cè)試工作不但保證了軟件質(zhì)量，而且降低了日后維護(hù)成本，也提高了企業(yè)信譽(yù)和實(shí)力。我國軟件測(cè)試行業(yè)的現(xiàn)狀有如下趨勢(shì)： 1軟件測(cè)試重要性和規(guī)范性不斷提高； 2從手工向自動(dòng)化測(cè)試方式的轉(zhuǎn)變； 3測(cè)試人員需求逐步增大，素質(zhì)不斷提高； 4測(cè)試服務(wù)體系初步形成。 目前絕大多數(shù)人都在從事手工測(cè)試，但是，在測(cè)試的過程中，存在著很大一部分重復(fù)的工作，是可以獨(dú)立開來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)化測(cè)試則可以將測(cè)試人第 1 章引言 3 員從這些乏味的機(jī)械式 工作中解脫出來，去完成一些自動(dòng)化測(cè)試工具無法完成的用例。一般情況下，如果一項(xiàng)工作重復(fù) 7 次以上，則可以認(rèn)為，利用自動(dòng)化測(cè)試工具來完成更合適。 以醫(yī)療器械系統(tǒng)軟件產(chǎn)品為例，由自動(dòng)化測(cè)試工具來完成這樣一項(xiàng)工作，首先是對(duì)主控臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試腳本的編寫；其次，是對(duì)腳本的維護(hù)，以保證本次及下次測(cè)試工作的完成。可以說，實(shí)施測(cè)試自動(dòng)化是軟件的重要的發(fā)展方向之一。在這個(gè)領(lǐng)域走在了前列，無論從企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力還是個(gè)人的技能來說，都有巨大的優(yōu)越性，而國內(nèi)眾多的軟件廠商也陸續(xù)著手開展這項(xiàng)工作由此可見本課題有如下意義： 1自動(dòng)化測(cè)試能夠 提高軟件質(zhì)量，改進(jìn)測(cè)試過程； 2自動(dòng)化測(cè)試工具能夠替代大量手工測(cè)試工作，對(duì)于項(xiàng)目節(jié)省人力及設(shè)備等資源成本帶來明顯的節(jié)省，有效提高驗(yàn)證效率； 3 自動(dòng)化測(cè)試工具能夠完成大量手工無法完成的測(cè)試工作，如并發(fā)用戶測(cè)試、大數(shù)據(jù)量測(cè)試、長時(shí)間運(yùn)行可靠性測(cè)試等。 文的組織 論文第一章為引言，概括介紹了本課題的研究背景、國內(nèi)外發(fā)展的狀況和研究意義。闡明本論文的研究對(duì)象、社會(huì)價(jià)值和研究目的。 第二章為對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的概述。較詳細(xì)介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念、發(fā)展歷史、特點(diǎn)、分類以及應(yīng)用。著重介紹了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及未來 的發(fā)展趨勢(shì)。并且，還介紹了嵌入式系統(tǒng)以及醫(yī)療嵌入式軟件特點(diǎn)，以實(shí)際超聲診斷設(shè)備的基本功能，在其基礎(chǔ)上的自動(dòng)化測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)和工作流程的分析 第三章論文重點(diǎn)介紹如何在醫(yī)療器械系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的全過程，從需求分析，定義關(guān)鍵功能點(diǎn)，測(cè)試工具的選取和使用，搭建自動(dòng)化測(cè)試框架，建立測(cè)試數(shù)據(jù)庫及設(shè)計(jì)詳細(xì)測(cè)試用例，自動(dòng)化測(cè)試腳本針對(duì)各個(gè)功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后結(jié)合平臺(tái)內(nèi)容講解了該平臺(tái)的開發(fā)理念、過程、并詳細(xì)分析了開發(fā)過程中所編寫的代碼。 第四章為缺陷管理和工具，主要介紹出現(xiàn)問題該如何進(jìn)行管理，采用何種缺陷管理工具，及 如何使用。 第五章為結(jié)論?？偨Y(jié)課題獲得的經(jīng)驗(yàn)及不足。并展望該領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)。第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 4 第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的概念及發(fā)展 自動(dòng)測(cè)試是開發(fā)或利用測(cè)試工具來實(shí)現(xiàn)代替人工手動(dòng)測(cè)試的一種方式，軟件自動(dòng)化測(cè)試是相對(duì)手工測(cè)試而言的，通常是通過所開發(fā)所需的軟件測(cè)試工具，腳本等來實(shí)現(xiàn)，具有良好的可操作性，可重復(fù)性和高效率等特點(diǎn)。由于軟件測(cè)試的工作量很大，但測(cè)試卻是在整個(gè)軟件過程中最有可能使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化的工作，這是因?yàn)闇y(cè)試的許多操作是非智力創(chuàng)造性的、重復(fù)性的、需求細(xì)致注意力的工作。計(jì)算機(jī)就最 適合于代替人類去完成這些任務(wù)。企業(yè)如果增加在這方面的投入，會(huì)對(duì)整個(gè)開發(fā)工作的質(zhì)量、成本和周期帶來非常顯著的效果 1。 軟件測(cè)試自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是可以通過設(shè)計(jì)的特殊程序模擬測(cè)試人員對(duì)計(jì)算機(jī)的操作過程、操作行為，或者類似于編譯系統(tǒng)那樣對(duì)計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行檢查。軟件測(cè)試自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的原理和方法主要有：直接對(duì)代碼進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析、測(cè)試過程的捕獲和回放、測(cè)試腳本技術(shù)、虛擬用戶技術(shù)和測(cè)試管理技術(shù)等等。自動(dòng)化測(cè)試就是希望能夠通過自動(dòng)化測(cè)試工具或其他自動(dòng)化測(cè)試手段，按照測(cè)試人員預(yù)先制定的計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試，目的是減少測(cè)試人員 的勞動(dòng)量，從而達(dá)到提高測(cè)試效率和軟件質(zhì)量的目的。自動(dòng)化測(cè)試適用于發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過的舊的缺陷，而手工測(cè)試適用于探索發(fā)現(xiàn)新的缺陷。 自動(dòng)化測(cè)試的好處： 1、替代手工測(cè)試的困難對(duì)于一些非功能性的測(cè)試來說，用人來測(cè)試是不可能達(dá)到的，如：壓力測(cè)試、并發(fā)測(cè)試、大數(shù)據(jù)量測(cè)試、崩潰性測(cè)試。在沒有引入自動(dòng)化測(cè)試工具之前，在實(shí)際測(cè)試中是很難做到的，比如為了測(cè)試并發(fā)性，有可能會(huì)需要多個(gè)人同時(shí)進(jìn)行操作。 2、用于對(duì)新的版本進(jìn)行回歸測(cè)試 回歸測(cè)試是在軟件產(chǎn)品發(fā)布新的版本時(shí)，對(duì)軟件功能的重新測(cè)試。對(duì)于產(chǎn)品型的軟件產(chǎn)品，每當(dāng)發(fā)布一個(gè)新的版 本，其大部分的界面與功能和上一個(gè)版本相似或完全一樣，自動(dòng)化測(cè)試特別適合用于這部分功能的測(cè)試，因此可以達(dá)到測(cè)試每個(gè)功能的目的。 第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 5 3、更多更頻繁的測(cè)試為了讓軟件產(chǎn)品擁有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，軟件產(chǎn)品向市場(chǎng)的發(fā)布周期和開發(fā)周期都應(yīng)該盡可能的短。在軟件測(cè)試期間，每隔一段時(shí)間就要發(fā)布一個(gè)新的版本供測(cè)試人員測(cè)試，一個(gè)系統(tǒng)的功能點(diǎn)往往有成千上萬，人工測(cè)試耗時(shí)而且非常繁瑣，從而導(dǎo)致了測(cè)試效率低下。 4、更好的利用資源在理想情況下，自動(dòng)化測(cè)試能夠按照測(cè)試計(jì)劃完全自動(dòng)的運(yùn)行。在開發(fā)人員和測(cè)試人員無法實(shí)現(xiàn)倒班時(shí)，自動(dòng)化測(cè)試顯得更加重 要。通常自動(dòng)化測(cè)試在周末和晚上執(zhí)行，充分利用了公司的資源，同時(shí)也避免了開發(fā)人員和測(cè)試人員之間的相互等待。 5、具有一致性和可重復(fù)性由于每次自動(dòng)化測(cè)試運(yùn)行的腳本是相同的，所以每次執(zhí)行的測(cè)試具有一致性，人是很難做到的。由于自動(dòng)化測(cè)試的一致性，很容易發(fā)現(xiàn)被測(cè)軟件的任何改變。且對(duì)于壓力測(cè)試來說，手工測(cè)試基本是沒有辦法完成的，這種情況下就使用自動(dòng)測(cè)試。 6、解決測(cè)試與開發(fā)之間的矛盾通常在項(xiàng)目開發(fā)的后期，進(jìn)入集成測(cè)試階段，由于在發(fā)布一個(gè)版本的初期，測(cè)試系統(tǒng)的錯(cuò)誤相對(duì)比較少，這時(shí)開發(fā)人員會(huì)有時(shí)間等待測(cè)試人員測(cè)試出錯(cuò)誤。在 開發(fā) 修改 果這種反復(fù)疊代的周期很短，則必然存在著更多的矛盾，所以引入自動(dòng)化測(cè)試，可以從時(shí)間和資源上很好的解決其中的主要矛盾。 動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用 對(duì)于測(cè)試自動(dòng)化，無論是交互應(yīng)用還是非交互應(yīng)用的測(cè)試，腳本都是非常重要的組成部分。有些腳本需要精心設(shè)計(jì)，有些腳本設(shè)計(jì)的相對(duì)簡(jiǎn)單些，難度越大的腳本，調(diào)試起來也就越復(fù)雜，但是重復(fù)利用率也有可能越高，而復(fù)用率高的腳本可以極大的提高效率，因此，自動(dòng)化測(cè)試越多，越需要在設(shè)計(jì)腳本上下功夫 2。 在自動(dòng)測(cè)試中主要使用以下幾種腳本技術(shù) 3： 第 一種測(cè)試腳本：錄制產(chǎn)生的線形腳本。缺點(diǎn)：不具有邏輯判斷能力，可維護(hù)性差，效率低下，代碼量大，兼容性差；優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，通過錄制就可以得到，作為被測(cè)試程序或者應(yīng)用程序操作的演示很不錯(cuò)。 第二種測(cè)試腳本：結(jié)構(gòu)化的線形腳本。在線形腳本的基礎(chǔ)上加上 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 6 句和 環(huán)語句等控制結(jié)構(gòu)后，腳本的邏輯判斷能力和處理問題的靈活性得到增強(qiáng)，基本實(shí)現(xiàn)腳本的模塊化。缺點(diǎn)：腳本內(nèi)仍然捆綁測(cè)試信息，即鍵盤、鼠標(biāo)動(dòng)作表示的輸入被固化在腳本中，測(cè)試修改和定制非常復(fù)雜困難。 第三種測(cè)試腳本：共享腳本。共享腳本可以被多個(gè)測(cè)試用例重用，我 們將公共操作放在一個(gè)地方提供調(diào)用實(shí)現(xiàn)共享，而不用放在每個(gè)需要使用的腳本中，如此在需要更改這個(gè)部分的代碼，則不用修改所有使用此公共操作的腳本，大大減少了維護(hù)開銷。 第四種測(cè)試腳本：當(dāng)前最為流行的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)腳本。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與腳本的分離，但測(cè)試邏輯依然與腳本捆綁在一起。 第五種測(cè)試腳本：關(guān)鍵字測(cè)試腳本。真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與腳本分離，測(cè)試邏輯與測(cè)試腳本分離，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試的完全定制。使用模塊化的測(cè)試腳本組織測(cè)試，這種方法是非常有效的。因?yàn)樽詣?dòng)化測(cè)試就是編寫測(cè)試腳本去測(cè)試被測(cè)試程序，所以腳本開發(fā)本身也與程序開發(fā)一樣，在此使用的 其實(shí)就是應(yīng)用程序的一種開發(fā)模式而已。只有選擇適當(dāng)?shù)哪_本類型才能使自動(dòng)化測(cè)試更加靈活高效，才能發(fā)揮腳本的最大作用。這 5種類型腳本的技術(shù)特點(diǎn)如表 6。 表 種腳本的比較： 是否結(jié)構(gòu)化 數(shù)值表示方式 控制功能 維護(hù) 處理方式 線性腳本 非 常量 無 腳本 說明性 結(jié)構(gòu)化腳本 是 常量 選擇語句和循環(huán)語句 腳本 說明性 共享腳本 是 /非 常量和變量 選擇語句和循環(huán)語句 腳本 說明性 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) 是 變量 選擇語句、循環(huán)語句和數(shù)據(jù)讀取 腳本和數(shù)據(jù) 說明性 關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng) 是 變量和關(guān)鍵字 選 擇語句、循環(huán)語句、數(shù)據(jù)讀取和關(guān)鍵字解釋 數(shù)據(jù) 描述性 這些腳本技術(shù)并不是相互排斥的，而是相輔相成的，每種腳本技術(shù)在支持腳本完成測(cè)試案例的時(shí)間和開銷上都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。對(duì)于軟件測(cè)試來說，第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 7 不用關(guān)注在選擇哪種測(cè)試腳本，考慮到測(cè)試系統(tǒng)的整體架構(gòu)才是最主要的。根據(jù)當(dāng)前的目前超聲診斷系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試的要求，腳本測(cè)試案例復(fù)用率高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，以及為了滿足測(cè)試平臺(tái)對(duì)不同被測(cè)軟件的通用性和測(cè)試案例的易維護(hù)管理要求，我們采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)腳本來將專家的知識(shí)組織成為可以依據(jù)實(shí)施自動(dòng)測(cè)試的腳本，實(shí)現(xiàn)在相同工作流下使用不同測(cè)試數(shù)據(jù) 的基本測(cè)試流程。 目前，由于公司業(yè)務(wù)發(fā)展需要，項(xiàng)目越來越多，長期需要更新且更新頻繁的項(xiàng)目也越來越多。而測(cè)試人員已經(jīng)不能滿足這么多項(xiàng)目的測(cè)試，測(cè)試壓力也很大。許多升級(jí)的項(xiàng)目或只做少量更改的項(xiàng)目，只能針對(duì)修改的部分進(jìn)行測(cè)試。而回歸測(cè)試更只能簡(jiǎn)單的跑跑流程 7。 所以 正確使用自動(dòng)化非常關(guān)鍵，否則可能不僅不能體驗(yàn)到自動(dòng)化帶來的好處，還可能增加測(cè)試負(fù)擔(dān)和測(cè)試成本。 自動(dòng)化測(cè)試有自動(dòng)化測(cè)試的特點(diǎn) 8，自動(dòng)化測(cè)試主要是利用電腦來模擬人的操作，因此要自動(dòng)化測(cè)試實(shí)現(xiàn)什么功能，比如驗(yàn)證正確的功能還是驗(yàn)證不正確的功能及如何驗(yàn)證 都需要人來告訴它。既然自動(dòng)化測(cè)試是模擬人來操作，那么自動(dòng)化測(cè)試工具就必須能識(shí)別測(cè)試人員所做的操作的對(duì)象 (控件 )，這樣自動(dòng)化測(cè)試工具才能對(duì)這些對(duì)象進(jìn)行操作。而自動(dòng)化測(cè)試工具對(duì)對(duì)象的識(shí)別是需要制定規(guī)則的。雖然自動(dòng)化工具有內(nèi)置了大部份常用的對(duì)象的識(shí)別機(jī)制，但現(xiàn)在畢竟第三方插件和自己開發(fā)插件越來越多。自動(dòng)化測(cè)試工具對(duì)這些控件并沒有識(shí)別機(jī)制和，因此并不能識(shí)別這些控件，這時(shí)就需要測(cè)試人員針對(duì)這些控件的特點(diǎn)和自動(dòng)化測(cè)試工具提供的功能尋找出繞過此控件或操作這個(gè)控件的方法。而尋找和制定這些方法有可能需要耗費(fèi)大量的工時(shí)，有可能 會(huì)導(dǎo)致得不償失。如果不考慮這些因素，可能會(huì)為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試而投入大量的人力成本，導(dǎo)致自動(dòng)化測(cè)試的優(yōu)勢(shì)不能得以顯示，且還會(huì)提高的測(cè)試的成本 9。 從以上的分析可以看出，自動(dòng)化測(cè)試最適合使用的地方是用于實(shí)現(xiàn)規(guī)范化開發(fā)的軟件的回歸測(cè)試。但使用自動(dòng)化測(cè)試并不是這么死板，可以根據(jù)測(cè)試工具的特點(diǎn)和提供的功能，實(shí)現(xiàn)其他應(yīng)用。 針對(duì)自動(dòng)化測(cè)試的特點(diǎn)和公司目前的項(xiàng)目狀況，公司目前適合實(shí)現(xiàn)一些生命周期長更新頻繁的測(cè)試項(xiàng)目。而對(duì)于這些項(xiàng)目并不適合都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。目前公司在這些項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，適合使用在冒煙測(cè)試，回歸測(cè)試 及一些功能的驗(yàn)證。至于將來如果項(xiàng)目更規(guī)范化后，可以考慮把自動(dòng)化測(cè)試擴(kuò)展的各個(gè)功能的測(cè)試 10。 第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 8 最好是能在項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)后就考慮自動(dòng)化測(cè)試問題。如，要使用一個(gè)第三方插件或開發(fā)一個(gè)插件時(shí)，得考慮將來自動(dòng)化測(cè)試工具能不能識(shí)別和操作的問題，是否需要留一個(gè)接口，可以先用自動(dòng)化測(cè)試工具對(duì)這些插件進(jìn)行測(cè)試一下。而項(xiàng)目設(shè)計(jì)完成后，就可以根據(jù)項(xiàng)目的功能和模塊劃分對(duì)自動(dòng)化腳本進(jìn)行一些整體上的規(guī)劃和框架設(shè)計(jì)。當(dāng)功能模塊開發(fā)完成并比較穩(wěn)定時(shí)，就可以先對(duì)這些模塊進(jìn)行自動(dòng)化腳本開發(fā) (不需要等整個(gè)系統(tǒng)都完成才開發(fā)自動(dòng)化腳本 )。等到項(xiàng)目 進(jìn)入測(cè)試階段后，就可以開始所有腳本的開發(fā)，并使用腳本進(jìn)行回歸測(cè)試了。 入式軟件系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)及工具 首先，嵌入式軟件系統(tǒng)和一般軟件產(chǎn)品的測(cè)試具備相同的測(cè)試方法，即可分為：?jiǎn)卧獪y(cè)試，集成測(cè)試，系統(tǒng)測(cè)試，確認(rèn)測(cè)試四個(gè)方面的驗(yàn)證 11。 單元測(cè)試：完成最小設(shè)計(jì)單元的驗(yàn)證工作，保證每一個(gè)單元模塊功能的正確性，避免在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的詳細(xì)錯(cuò)誤，在保證單元?jiǎng)t是的質(zhì)量通過后，才可以進(jìn)行各個(gè)單元的集成設(shè)計(jì)工作。 集成測(cè)試：把經(jīng)過單元測(cè)試結(jié)束的相關(guān)或各個(gè)單元功能模塊集成到一起，形成系統(tǒng)和子系統(tǒng)來進(jìn)行集成測(cè)試，發(fā)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu) 或接口相關(guān)的錯(cuò)誤，避免出現(xiàn)體系設(shè)計(jì)缺陷。 系統(tǒng)測(cè)試：將系統(tǒng)置于完整資源環(huán)境下，如機(jī)型人機(jī)交互，連接數(shù)據(jù)庫及其它硬件的等環(huán)境，形成完整的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試，來保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，功能性，安全性等等各方面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 確認(rèn)測(cè)試：根據(jù)用戶相關(guān)的需要，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)系統(tǒng)是否滿足用戶的需求，從而交付客戶使用。 其次，和其它軟件產(chǎn)品測(cè)試又不同的是，嵌入式軟件具有專用性 12，它是為了實(shí)現(xiàn)某種特定功能，在需求所指定的硬件平臺(tái)上運(yùn)行。并且嵌入式軟件的開發(fā)環(huán)境與其運(yùn)行環(huán)境不一致，所以在宿主機(jī)上所作的很多測(cè)試結(jié)果不能證明該軟件在目標(biāo)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境下沒有問題，所以，針對(duì)嵌入式軟件的測(cè)試，需要在執(zhí)行前，詳細(xì)規(guī)劃出，哪些測(cè)試可以在宿主機(jī)上環(huán)境上進(jìn)行，哪些需要在分配到目標(biāo)機(jī)環(huán)境下運(yùn)行，從而得到正確的測(cè)試結(jié)果。 第 2 章自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)概述 9 在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試前 13，需要進(jìn)行詳細(xì)的有效的測(cè)試策略的制定，它可以提高開發(fā)效率，避免目標(biāo)系統(tǒng)出現(xiàn)瓶頸，以及使用不同的模擬環(huán)境來節(jié)省測(cè)試目標(biāo)和人力資源。主機(jī)平臺(tái)作為嵌入式軟件的開發(fā)平臺(tái)，目標(biāo)平臺(tái)是軟件的運(yùn)行環(huán)境，所以， 主機(jī)環(huán)境 常會(huì)執(zhí)行大部分的測(cè)試，當(dāng)經(jīng)過足夠的測(cè)試，得到的測(cè)試結(jié)果證明該嵌入式軟件基本符合要求時(shí)，才會(huì)被移植到目標(biāo)環(huán)境進(jìn)行測(cè)試。若目標(biāo)系統(tǒng)由于硬件原因而出現(xiàn)問題時(shí)，最后的確認(rèn)測(cè)試可以推遲到目標(biāo)硬件可用。軟件設(shè)計(jì)的可移植性是成功進(jìn)行 保證，不但可以提高軟件質(zhì)量還能對(duì)今后的維護(hù)有很大益處，所以采用 試策略可以調(diào)高嵌入式軟件開發(fā)效率和質(zhì)量。 所以，針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的 試策略和特點(diǎn)，我們?cè)谧詣?dòng)化測(cè)試實(shí)現(xiàn)過程中，使用 具來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 由結(jié)合了純軟件自動(dòng)化測(cè)試工具和純硬件測(cè)試工具的優(yōu)點(diǎn)，一方面 取軟件測(cè)試插樁技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行改善， 但可以使用函數(shù)來控制，還可以賦值語句，它的執(zhí)行時(shí)間非常短，同時(shí)所占用的資源幾乎不會(huì)影響到系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面， 從純硬件的自動(dòng)化測(cè)試工具中吸取的總線比或數(shù)據(jù)的技術(shù)，這樣，我們?cè)跍y(cè)試的過程中，我們可以隨時(shí)根據(jù)需要隨時(shí)不會(huì)數(shù)據(jù)，來監(jiān)控系統(tǒng)。在工具的選擇上，也可使用目前市面 上也較為流行的 工具，本文所實(shí)現(xiàn)的醫(yī)療嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試是通過 第 3 章超聲診斷系統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)與實(shí)現(xiàn) 10 第 3 章超聲診斷系統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)與實(shí)現(xiàn) 動(dòng)測(cè)試方法的總體設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目的自動(dòng)測(cè)試方法在測(cè)試模式上設(shè)計(jì)為 式，整體架構(gòu)采用 構(gòu)。 式是指編譯鏈接和測(cè)試分析都運(yùn)行在宿主機(jī)機(jī)器上，而被測(cè)試程序運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)機(jī)器上，目標(biāo)機(jī)與宿主機(jī)之間的通信通過串口或者網(wǎng) 絡(luò)。它的示意圖如圖 圖 圖中，用戶首先通過選擇合適的測(cè)試用例，將測(cè)試用例通過通信接口（串口或者網(wǎng)絡(luò)）下載到超聲診斷設(shè)備上運(yùn)行，程序運(yùn)行后產(chǎn)生的信息通過通信接口上傳到宿主機(jī)，再將收到的信息進(jìn)行分析和處理，最后將測(cè)試的結(jié)果信息以圖形用戶界面方式反饋給測(cè)試用戶。除了測(cè)試 機(jī)裝載自動(dòng)化測(cè)試工具， 同樣裝有相同的自動(dòng)化測(cè)試工具，這樣 則可以直接控制 行測(cè)試動(dòng)作。 在 式為一對(duì)一的 果項(xiàng)目有條件提供更多的測(cè)試對(duì)象，那么可以使用一臺(tái)主機(jī)做服務(wù)器，在這臺(tái)測(cè)試服務(wù)器上可以連接更多的測(cè)試機(jī)，形成分布式的測(cè)試框架設(shè)計(jì)。如圖 第 3 章超聲診斷系統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)與實(shí)現(xiàn) 11 圖 布式測(cè)試結(jié)構(gòu) 在一個(gè)典型的分布式測(cè)試系統(tǒng)中 17，一般來說，分布式系統(tǒng)是由一組服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成 ,分布式系統(tǒng)具有軟硬件平臺(tái)分布性、高穩(wěn)定性、高可用性、高可擴(kuò)展性、高可管理性、高并發(fā)性及數(shù)據(jù)一致性等多種特性。正是由于這些重要的特性，使得分布式系統(tǒng)的測(cè)試過程變得相對(duì)復(fù)雜和困難。本文主要從分布式系 統(tǒng)測(cè)試的四個(gè)重要方面出發(fā)，探討分布式系統(tǒng)測(cè)試過程中存在的一些難點(diǎn)問題并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觥?我們?cè)诓渴饻y(cè)試環(huán)境的時(shí)候，所涉及的系統(tǒng)架構(gòu)也會(huì)是比較復(fù)雜的，有以下幾個(gè)方面 14： 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在正式進(jìn)行測(cè)試之前，我們需要構(gòu)建出測(cè)試所需要的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，模擬出這樣的固定網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。 串口通信。利用串口通信在 式中按位發(fā)送和接受字節(jié)，本系統(tǒng)在在目標(biāo)機(jī)上收集數(shù)據(jù)主要利用串口和網(wǎng)絡(luò)兩種方式。由于 使用的是 臺(tái)，而且 全支持 數(shù)實(shí)現(xiàn)與超聲診 斷系統(tǒng)的串口通信。 硬件要求。比如，硬盤的規(guī)格（ 內(nèi)存的規(guī)格等，還有就是合理的平臺(tái)配置。由于分布式測(cè)試平臺(tái)配置復(fù)雜。分布式系統(tǒng)涉及的軟硬件平臺(tái)較多，整個(gè)系統(tǒng)中需要設(shè)置的參數(shù)項(xiàng)非常多，系統(tǒng)配置過程會(huì)相應(yīng)地變得復(fù)雜、困難和易錯(cuò)。 如果條件允許的話，分布式系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境應(yīng)該由測(cè)試工程師自己來搭建。 第 3 章超聲診斷系統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)與實(shí)現(xiàn) 12 系統(tǒng)管理員、網(wǎng)絡(luò)管理員等都沒有辦法完全代替測(cè)試工程師來進(jìn)行這些工作，因?yàn)樗麄儾⒉磺宄趯?shí)際的測(cè)試過程中，測(cè)試工程師對(duì)軟硬件環(huán)境的具體需求是什么，尤其是不同的測(cè)試用例對(duì)于環(huán)境的要求可能是不一樣的 。 我們使用專業(yè)的自動(dòng)化測(cè)試工具 完成自動(dòng)化測(cè)試腳本的編寫，編譯，調(diào)試，調(diào)用數(shù)據(jù)，輸出日志及回放，詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程在后面內(nèi)容展示，同時(shí)也能夠利用該工具自動(dòng)把 連接起來，形成分布式測(cè)試。 本測(cè)試流程 聲診斷系統(tǒng)基本原理和主要功能流程 下圖為本次自動(dòng)化測(cè)試的測(cè)試對(duì)象，超聲診斷系統(tǒng)，如圖示 圖 超聲診斷的基本原理： 超聲衰減 :超聲在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，聲強(qiáng)逐漸減弱，這種現(xiàn)象稱為超聲的衰減。引起 衰竭的主要原因是介質(zhì)對(duì)超聲的吸收 (粘滯吸收及熱傳導(dǎo)吸收 )。超聲頻率愈高，介質(zhì)的吸收愈多 ;其次為能量的分散如反射、折射、散射等。使原傳播方向上的能量逐漸減弱。 超聲診斷是通過人體各種組織聲學(xué)特性的差異來區(qū)分不同組織。按照聲學(xué)特性。人體組織大體上可分為軟組織和骨骼兩大類，軟組織的聲阻與水近似，骨骼則屬固體。人體組織的聲速、聲阻抗、聲吸收系數(shù)、衰減系數(shù)等反映人體組織的基本聲學(xué)特性，人體不同組織的聲學(xué)特性不同。人體各種軟組織的平均聲速約為 1540 米 /秒，聲衰減系數(shù)約與聲頻率成正比。聲頻率 1 兆赫時(shí)，衰減 第 3 章超聲診斷系統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)與實(shí)現(xiàn) 13 系數(shù)約 1分貝 /1厘米。 超聲在人體內(nèi)傳播時(shí)，在兩種不同組織的界面處產(chǎn)生反射和折射，在同一組織內(nèi)傳播，由于人體組織的不均勻性而發(fā)生散射。超聲通過不同器官和組織產(chǎn)生不同的反射與散射規(guī)律，儀器利用這些反射和散射信號(hào)，顯示出臟器的界面和組織內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，作為診斷的依據(jù)。 超聲診斷儀由兩大部分組成，即超聲換能器及儀器。 超聲換能器是由壓電晶片組成，晶片受到電信號(hào)激發(fā)發(fā)射超聲，進(jìn)入人體組織，遇不同聲阻界面產(chǎn)生反射與散射、晶片又接收回聲信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)、送入儀器。晶片將電能轉(zhuǎn)換成聲能 (發(fā)射 )，又能將聲能轉(zhuǎn)換成電能 (接收 )，稱之為聲電換能器。 目前所用超聲診斷儀的原理多是應(yīng)用超聲脈沖回波技術(shù)，將接收到的回波信號(hào)、經(jīng)過放大并顯示在顯示屏上。主要電路部分有 :超聲收發(fā)、超聲掃查和回波信號(hào)的形成、接收信號(hào)的放大與處理、 D/A 與A/儲(chǔ)和可編程邏輯器件、數(shù)字掃描變換、顯示、電源等等。現(xiàn)代高分辯力、高靈敏度儀器都具有實(shí)時(shí)顯像，顯示動(dòng)態(tài)圖像、灰階 (碼及動(dòng)態(tài)聚集功能，橫向分辨力達(dá) 2間增益補(bǔ)償 補(bǔ)償由超聲衰減造成的深部組織顯示不清的缺陷。采用數(shù)字掃描轉(zhuǎn) 換器 (增加了很多附加功能。如圖像處理，圖像輪廓增強(qiáng)，探頭位置顯示、字符顯示、局部放大、停幀、拼幅、