[发明专利]一种遍历场景状态图的嵌入式测试用例设计与生成方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机信息处理技术领域，具体涉及一种遍历场景状态图的嵌入式测试用例设计与生成方法。 

背景技术

在软件测试过程中，测试用例的设计与生成往往是软件测试的关键与难点。对于嵌入式软件测试，被测软件一般具有实时性、并发性等特点，测试用例设计与生成时需要考虑这些特点，有针对性的进行设计。目前，基于场景的测试方法成为软件测试领域的研究热点。美国亚利桑那州大学的W.T Tsai等人提出了基于场景模型的面向对象测试框架，使用场景生成工具产生测试场景，还提出了积极测试、消极测试、测试切片、分割测试等测试技术。瑞士苏黎世大学的J.Ryser等人提出了基于场景的软件验证和测试方法SCENT（A Method forSCENario-Based Validation and Test of Software），在分析阶段创建场景，将场景形式化为状态图，通过对状态图添加注释为测试用例的生成提供有用信息，注释的内容包括前置条件、后置条件，数据范围等，通过路径遍历状态图产生测试用例。美国奥本大学的K.H CHANG等人提出基于形式化规范和使用剖面的测试场景生成方法，该方法使用Object-Z形式化语言描述软件需求，使用状态转换图对系统的动态行为建模，通过在状态转换图上添加概率信息来反映使用剖面，将需求规范转换为状态转换图，然后根据状态转换图生成测试场景。 

测试用例是为验证程序是否符合特定系统需求而开发的测试输入、执行条件和预期结果的集合。系统需求通常采用自然语言描述，需要以更加规范的方式进行表达。很大部分的嵌入式软件系统为反应式系统，适合采用基于状态的模型进行描述。ACDATE模型比较适合对基于状态的反应式系统进行建模，可以分析系统需求并构造场景描述，ACDATE模型主要采用Actor、Condition、Data、Action、Timing、Event六个模型元素进行描述系统需求，如图1所示。 

模型元素Actor：用于表示场景中的物理实体或概念实体（如人、设备或访问账号等），当接受到外部事件时能够初始化并执行相应行为。 

模型元素Condition：用于表示场景中的状态或判定条件，包括pre-condition（前置条件/状态）和post-condition（后置条件/状态）。 

模型元素Data：表示场景中用于计算或处理过程的变量或常量信息，可以是字符串、文 本消息、图像、声音或视频流等。 

模型元素Action：用于表示场景中的改变状态的操作过程。该操作过程在满足前置条件和触发事件时执行。典型的Action应该是简单的原子操作，如变量赋值、调用方法、创建对象、产生返回事件或输出数据等。在面向对象的设计模型中，一个方法就是一个Action。 

模型元素Timing：用于描述场景中的其他元素的时间属性。在Action中的时间约束包括最小延迟时间、最后截至时间、最大间隔时间等，在Event中的时间约束包括最小延迟时间、最大延迟时间等。 

模型元素Event：用于描述场景中由系统对象产生或影响而发生的事件，一般会触发Action，可以是外部激励（如输入数据、外部行为）、方法调用、消息、时序事件等。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种遍历场景状态图的嵌入式测试用例设计与生成方法，采用可以重用的场景模式，在面对大量嵌入式系统需求时，通过对被测系统需求进行建模并划分到不同的场景模式，依据场景模式构建测试场景的状态图，能够以较快的方式设计、生成和修改软件测试用例，提高了测试用例的可重用性，实现对嵌入式系统的有效测试。 

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案： 

一种遍历场景状态图的嵌入式测试用例设计与生成方法，所述方法包括以下步骤： 

步骤1：构建场景树； 

步骤2：构建场景状态图； 

步骤3：生成测试用例。 

所述步骤1中，通过分析被测系统构建场景，进而构建场景树，所述场景树的结构采用分级方式进行管理。 

所述被测系统为场景树的根节点，所述场景树的叶子节点为原子场景，每个分支看成是对被测系统需求的进一步分解，每个分支代表被测系统的一部分相关需求（如功能相关，数据相关或时间特性相关等）。原子场景代表了系统的一个最小的功能点，原子场景是不可再分和独立可测的。所述原子场景通过顺序、条件、并发或循环控制结构联系在一起组成子场景，所述子场景组成复合场景，复合场景是系统级场景，代表了被测软件系统的一个功能包，反映了系统更高层面的功能集合。