航天軟件測試技術(shù)研究

張濤 王燕歌

摘 要：軟件測試是一個(gè)需要通過軟件測試師編寫測試用例來檢測軟件是否存在漏洞和是否滿足用戶需求的過程。隨著時(shí)代的發(fā)展，越來越多的人工智能產(chǎn)品進(jìn)入市場，大量的云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用增加了軟件測試技術(shù)的難度，傳統(tǒng)的測試已經(jīng)不能滿足需求。因此將人工智能引入軟件測試技術(shù)中，能夠促進(jìn)我國軟件測試技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：航天軟件;軟件測試;測試用例

引言

航天軟件日益復(fù)雜、回歸程度不斷提高以及對指標(biāo)的要求不斷增加，使得軟件測試的質(zhì)量對于確保航天事業(yè)至關(guān)重要。本文結(jié)合自己的程序，對航空航天軟件的測試方法進(jìn)行了分類，制定了航空航天軟件測試的四階段方法，解決了航空航天軟件測試方法中的典型問題。

1.人工智能軟件的特點(diǎn)

人工智能比傳統(tǒng)軟件更智能，對組織具有一定的學(xué)習(xí)和適應(yīng)性。因此，人工智能比傳統(tǒng)軟件對環(huán)境的影響更大，尤其是在硬件環(huán)境中。良好的操作環(huán)境可確保人工智能更好地發(fā)揮其作用。雖然對操作環(huán)境的要求很高，但人工智能使用數(shù)據(jù)更合適，因?yàn)樗鼌f(xié)調(diào)了系統(tǒng)或組織之間的數(shù)據(jù)交互，并加快了信息處理速度。此外，人類互動(dòng)的人工智能要容易得多。人工智能具有自身的學(xué)習(xí)能力，使您能夠收集和利用有關(guān)控制策略、環(huán)境和受控對象的知識。此外，人工智能在某些條件下特別具有容錯(cuò)能力。此外，數(shù)據(jù)的收集、傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)非常安全。人工智能的最后一個(gè)特點(diǎn)是易于維護(hù)，因?yàn)樗哪K化和重用使其更易于維護(hù)。

2.航天軟件測試方法的分類

由于航天軟件需要高度可靠、安全和實(shí)時(shí)運(yùn)行，因此航天軟件必須比傳統(tǒng)軟件更加嚴(yán)格。航天試驗(yàn)方法分為兩大類：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。靜態(tài)測試是一種無需運(yùn)行源程序即可識別軟件錯(cuò)誤和評估代碼的測試方法。靜態(tài)測試可以手動(dòng)執(zhí)行，也可以使用工具執(zhí)行。依賴手動(dòng)任務(wù)的靜態(tài)測試包括代碼檢查、代碼檢查和文檔監(jiān)視。基于工具的靜態(tài)測試也稱為靜態(tài)分析。它主要通過自動(dòng)化工具（如ldratestbed、QAC、C++test）執(zhí)行靜態(tài)分析，以檢查軟件的程序規(guī)格、控制流、數(shù)據(jù)流和軟件度量。由于航空航天軟件的編程語言是針對C/C++的，因此主要參考C/C++編程語言的安全子集。動(dòng)態(tài)測試以源代碼是否依賴為基礎(chǔ)，分為黑盒子測試和白盒子測試兩大類。黑盒測試被認(rèn)為是未打開的黑盒，無論程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何。該軟件主要測試用戶界面和軟件功能，包括以下六種方法：等效分類、邊界價(jià)值分析、決策、因果關(guān)系鏈、情景和誤判。白盒子測試將要打開的軟件視為白色場，測試用例主要是根據(jù)程序的控制結(jié)構(gòu)導(dǎo)出的，以驗(yàn)證程序的每個(gè)通道是否按預(yù)期工作。電路板測試主要測量測試角和數(shù)據(jù)選擇。它可以分為語句復(fù)蓋、質(zhì)量復(fù)蓋、條件替代、確定/條件替代、集/條件替代更正、條件組合替代和路徑替代。七種邏輯復(fù)蓋方法的復(fù)雜性不斷增加，相應(yīng)的復(fù)蓋逐漸增加。通常，在測試空間方案時(shí)，必須達(dá)到語句的保險(xiǎn)費(fèi)率、確定和更改費(fèi)率和條件保險(xiǎn)費(fèi)率時(shí)的保險(xiǎn)費(fèi)率或目標(biāo)保險(xiǎn)費(fèi)率的100%。

3.航天軟件測試技術(shù)框架

3.1提高軟件測試的可靠性

傳統(tǒng)軟件測試往往會出現(xiàn)測試覆蓋不足的情況，特別是在功能越發(fā)復(fù)雜的情況下。功能越復(fù)雜所牽扯的數(shù)據(jù)就越多，而人工測試精力有限，很難察覺一些小漏洞，因此軟件上市后會存在很大的隱患，導(dǎo)致測試覆蓋率與實(shí)際覆蓋率之間的差距越來越大。人工智能的加入很好地解決了這個(gè)問題。因?yàn)槿斯ぶ悄苡写罅康臏y試數(shù)據(jù)，并且具有自主學(xué)習(xí)的能力，結(jié)合云計(jì)算功能在短時(shí)間內(nèi)就可以編寫和執(zhí)行大量的測試用例。

3.2測試數(shù)據(jù)

不一定要提取測試數(shù)據(jù)。整個(gè)軟件測試過程包括輸入準(zhǔn)備的測試數(shù)據(jù)、執(zhí)行整個(gè)軟件過程、輸出數(shù)據(jù)以及通過輸出數(shù)據(jù)識別軟件性能。因此，需要輸入大量測試數(shù)據(jù)以滿足行業(yè)軟件測試要求，這是軟件測試的第一步，也是自動(dòng)化軟件測試環(huán)境不會跳過的一步。但是，該平臺所需和查找的數(shù)據(jù)不是常規(guī)測試數(shù)據(jù)，而是根據(jù)幾種不同的方案進(jìn)行篩選，以復(fù)蓋所有I/o方案。這些是自動(dòng)化軟件測試平臺所需的測試數(shù)據(jù)，可以根據(jù)其在軟件中的功能對其進(jìn)行排序，并針對未來的自動(dòng)化軟件測試進(jìn)行優(yōu)化。

3.3使用智能方法創(chuàng)建自動(dòng)化云計(jì)算測試環(huán)境

近年來，大量數(shù)據(jù)的發(fā)展推動(dòng)了信息技術(shù)的巨大進(jìn)步，云計(jì)算和人工智能是兩項(xiàng)最突出的技術(shù)。同時(shí)，大量軟件操作系統(tǒng)的生成推動(dòng)了軟件測試技術(shù)的發(fā)展。智能技術(shù)在軟件測試系統(tǒng)中的功能由兩個(gè)主要領(lǐng)域組成：它使數(shù)據(jù)檢測具有合法性和規(guī)范性。*全面審查數(shù)據(jù)輸出實(shí)例。眾所周知，大量數(shù)據(jù)的不斷擴(kuò)散彌補(bǔ)了不同I/o流之間的差異，這不僅允許數(shù)據(jù)之間的變化，而且有助于軟件測試技術(shù)的快速增長。智能的基于云的技術(shù)為軟件測試創(chuàng)建了良好的測試環(huán)境，使測試人員既能提高效率，又能專注于軟件測試程序的編程。這將創(chuàng)建一個(gè)擴(kuò)展和減少測試風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境，從而大大降低測試風(fēng)險(xiǎn)并提高測試效率。因此，當(dāng)前的軟件測試技術(shù)主要用于性能分析和緊急處理，從而產(chǎn)生更準(zhǔn)確、更高效的軟件測試數(shù)據(jù)。

3.4相關(guān)工具庫

與各種軟件測試工具不同，自動(dòng)化軟件測試平臺擁有足以測試軟件的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)流、行為參數(shù)和測試數(shù)據(jù)對于軟件測試的自動(dòng)化至關(guān)重要。因此，通過全面測試和篩選，該平臺可以構(gòu)建功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫、行為參數(shù)庫和測試數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫經(jīng)過精心篩選，具有較高的代表性和價(jià)值。它們一起構(gòu)成了一個(gè)強(qiáng)大的平臺庫。該平臺還可以連接到行業(yè)內(nèi)的大型數(shù)據(jù)流，以使刀具庫保持最新狀態(tài)，從而使“刀”能夠更快地磨碎。此外，以SQL語言為基礎(chǔ)的MySQL資料庫還提供開放原始碼性質(zhì)，可提供高度穩(wěn)定性和輕松維護(hù)。

結(jié)束語

為了更好地保障航天軟件測試的質(zhì)量，本文將理論和自身的測試經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，總結(jié)歸納了航天軟件的特點(diǎn)和測試要求，對測試方法進(jìn)行分類，并提出了航天軟件測試的四步走方案，同時(shí)提出了航天軟件測試中的典型問題并給出了解決辦法，以服務(wù)航天，服務(wù)測試。

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（1.航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京 100094;2.中國科學(xué)院信息工程研究所，北京 100093）