嵌入式計算機軟件測試關鍵技術

鄧平++陳晶晶

摘 要在計算機行業的不斷發展中，嵌入式計算機越來越普及，且這種類型的計算機能夠滿足不同用戶對不同功能的需求。雖然嵌入式計算機的功能更加強大，但其內部的結構相對其他類型的計算機也更復雜。因此，在對嵌入式計算機進行軟件測試時，其難度也更大。本文對嵌入式計算機及其軟件測試進行描述，并對其軟件測試關鍵技術進行研究，希望能進一步提高嵌入式計算機軟件的穩定性。

【關鍵詞】嵌入式 計算機軟件 測試技術

嵌入式計算機軟件的使用必須基于一定的硬件平臺，所以其具有專用性，其運行和開發所處的環境也是不同的。正是由于嵌入式計算機軟件的開發方式是交叉式的，所以其又具有復雜性。為確保嵌入式計算機軟件運行的可靠性，就需要對其進行測試。

1 嵌入式計算機及其軟件測試特點

1.1 嵌入式計算機

嵌入式計算機是一種計算機系統，是針對特定的技術、網絡或者功能而設計開發的。將計算機技術與嵌入式系統結合起來，不僅能完善計算機硬件功能，還能完善計算機軟件功能，從而滿足不同用戶對計算機功能的要求。由于嵌入式計算機是針對特定的功能而開發的，所以在開發過程中，不僅要嚴格控制開發成本，還要盡可能的提高計算機功能的可靠性，并根據實際的需要確定出計算機的大小。在計算機的各種硬件和軟件中運用嵌入式技術，能夠對計算機技術進行優化。因此，嵌入式計算機技術能在工業生產中得到廣泛的應用，通過提高工業生產的效率，能夠改善產品的質量，從而促進我國工業的發展。

1.2 嵌入式計算機軟件測試

嵌入式計算機軟件測試，需要將兩臺計算機連接起來，其中一臺計算機是宿主計算機，另一臺是目標計算機。宿主計算機并不是固定的，既可以是一臺計算機，也可以是一個工作站，所以它是一個通用的平臺。目標機的作用則是為嵌入式系統提供其運行所需的空間，以確保嵌入式系統能夠正常的運行。在軟件進行編譯時，是利用通用的計算機來進行的，在完成軟件的編譯后，就可將其下載到目標機中，然后就能將數據進行傳輸，并確保程序能正常運行。

1.3 嵌入式計算機軟件測試的特點

在嵌入式計算機軟件的運行過程中，必須確保數據信息的真實性和實效性，所以其內存空間不能過大。并且，在嵌入式計算機軟件的開發過程中，會用到不同類型的開發工具，以及不同類別的中央處理器，且這些工具和處理器的價格都比較高，所以其與普通軟件之間的差別就比較明顯。隨著嵌入式計算機軟件應用范圍的不斷擴大，軟件系統的復雜程度也在不斷加深，所以嵌入式軟件測試的難度也越來越大，這就促使著計算機軟件測試技術向更加復雜的方向發展。在對嵌入式計算機軟件進行測試時，需要不斷的切換宿主機和目標機。由于在對目標機進行測試時，不僅需要花費大量的時間，還需要投入大量的資金，而在對宿主機進行測試時，則不需要考慮這些成本，所以研究人員正在設法將測試進行轉移，試圖只通過宿主機就能完成整個測試工作。

2 宿主機測試技術

2.1 靜態測試技術

靜態測試技術的測試對象是整個嵌入式計算機軟件系統，通過連接各類數據，能夠對源碼進行追蹤，從而確定出其程序編程、以源碼為依據而繪制出來的相關程序邏輯圖，以及嵌入式計算機系統軟件的相應程序結構。此外，利用靜態測試技術，還可實現各種圖形之間的轉換，包括框架圖、邏輯圖和流程圖等。傳統的嵌入式計算機軟件測試，是通過人工的方式來進行的，測試人員在對軟件檢測時，不僅要檢測程序的設計流程，還需要檢測數據的算法是否正確，然后再對程序進行虛擬運行，以確定出軟件出錯的地方。隨著嵌入式計算機軟件的普及，以及其開發的越來越復雜，其開發工作不再是一名工程師就能完成的，而是需要許多工程師的共同協作才能完成。并且，軟件程序的原始數據也不是儲存于同一臺計算機中的，是以分散的形式儲存在多臺計算機中，所以不可能再依靠人工的方式來完成對嵌入式計算機軟件的測試。靜態軟件測試技術在對軟件進行測試時，不需要對每臺計算機都進行檢測，只要獲取系統中的數據，就能判斷出軟件出錯的地方，這種測試技術不僅很方便，還能節約測試時間。

2.2 動態測試技術

動態測試技術的測試對象是軟件代碼，主要檢測軟件代碼的執行能力是否能達到設計要求。在對其進行檢測時，還需要確定出其覆蓋率，從而對軟件的功能進行測試。通過動態測試技術，能找出軟件中的缺陷，從而針對性的對系統進行改正，促進嵌入式計算機軟件系統的發展。同時，利用動態測試技術，還可對軟件的設置情況進行檢測，針對其中已經完成開發的數據，還能檢測出其完整性，從而為軟件的開發提供相應的依據。同時，通過動態檢測技術可對軟件中的所有函數進行分析，并根據內存的分配情況，將每種元素的分配情況顯示出來。

3 目標機測試技術

3.1 內存分析技術

由于嵌入式計算機系統的內存都比較小，所以利用內存分析技術對其進行檢測時，能夠確定出其中存在問題的部分。嵌入式計算機軟件發生故障的頻率比較高，很大原因就是因為其內存的分配不合理。如果內存的分布存在錯誤，就無法進行二次分布，從而對數據信息造成影響，使其失去實效性。因此，利用內存分析技術可對其內存分配情況進行檢測，從而找出內存分配錯誤的地方，并查找出錯誤的原因，針對性的對其加以改正。一般情況下，應先利用硬件分析的方式來對內存進行檢測，但這種檢測方式的花費比較高，所耗費的時間比較長，且環境因素會對分析工具造成一定的影響，在對軟件進行分析時，也會影響到計算機的代碼和內存的運行狀況。所以在對嵌入式計算機軟件系統的內存進行分析時，需要根據測試需要，合理選擇正確的測試方法，否則就會影響測試結果的準確性。

3.2 故障注入技術

在嵌入式計算機軟件處于運行狀態時，仍然可對其進行設置，但需要依靠人工的方式來完成設置。同時，要完成這類設置，還要求目標機中的各類部件功能要有所保障，其運行能按照所設置的時間和方式來進行。在利用故障注入技術對目標機進行測試時，可只測試目標機其中的一部分，從而針對性的檢測目標機中的某項性能，如邊界測試、強度性測試等都會用到故障注入技術。通過這樣的測試，能將嵌入式計算機軟件的運行狀態更加明顯的表現出來。

3.3 性能分析技術

在對目標機進行測試時，性能分析技術是必不可少的一種技術，其主要作用是對嵌入式計算機系統軟件的性能進行測試，以確保其性能的穩定性。嵌入式系統是否能正常運行，在很大程度上取決于程序的性能是否良好。而利用性能分析技術對程序的性能進行分析，能夠發現其中存在的問題，并找出問題根源，采取針對性的措施解決這些問題，從而提高嵌入式計算機軟件質量。

4 仿真機測試技術

4.1 數據獲取技術

在對仿真機的數據進行檢測時，往往需要依靠大量的數據信息來進行，而在對嵌入式計算機軟件進行檢測前，應準備好軟件設計過程中產生的源代碼。利用仿真測試技術，能夠獲取更加完整的數據信息，在對數據進行緩存處理后，可將測試工具充分的利用起來，對其進行更改，從而確保數據能夠被正常的輸入。在完成測試工作后，可讀取出已經緩存的數據，并將其保存在計算機系統中。但是，在利用仿真檢測技術對嵌入式計算機軟件進行測試時，要設置好緩存容量，超過測試容量就無法順利完成測試。

4.2 仿真測試技術

在利用仿真測試技術對嵌入式計算機軟件進行測試時，要將各類數據信息收集起來，并對其進行集中處理。并且，此技術需要在其他技術的支撐下才能順利進行，從而完成對數據的仿真模擬。在模擬過程中，能夠掌握軟件是怎樣使用的，再根據軟件性質的不同，將其進行分類，從而確保測試結果的準確性。此外，在測試過程中，要確保傳輸信號的穩定性，這樣才能提高不同數據信息的實時性。

5 結束語

綜上所述，隨著計算機技術的不斷發展，嵌入式計算機軟件的應用范圍在不斷的擴大。因此，為確保嵌入式計算機軟件在運行過程中的穩定性，就需要對其進行測試。不僅要對宿主機進行測試，還需要對目標機和仿真機進行測試，只有對整個嵌入式計算機系統進行全面的測試，才能進一步提高嵌入式計算機系統的質量。

參考文獻

[1]張兵星.探討計算機軟件測試的相關技術應用[J].中國管理信息化，2016（04）：169.

[2]高俊，鄒金萍.計算機軟件測試技術與開發應用研究[J].中國管理信息化，2016（07）：176-177.

[3]楊洋，唐超.嵌入式武控計算機軟件測試關鍵技術的應用[J].科技與創新，2016（20）：160.

作者單位

1.中國太平洋保險（集團）股份有限公司 上海市 200082

2.上海理工大學能源與動力工程學院 上海市 200082