[发明专利]一种基于AADL模态蜕变关系的嵌入式软件测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于AADL模态蜕变关系的嵌入式软件测试方法，涉及软件测试中的蜕变测试技术。 

背景技术

随着计算机技术的发展，嵌入式系统在工业领域扮演着越来越重要的角色。早期嵌入式软件的任务简单明确，同时软件的规模也比较小，因此在软件的设计和实现过程中，关注的重点是如何有效地满足软件的功能及非功能性需求，基本不考虑软件工程中控制和管理系统规模及复杂性的方法和技术。随着嵌入式软件系统复杂性不断扩大，早期的嵌入式软件开发方法已不能够完全满足嵌入式软件设计需求，这对嵌入式软件开发中的设计合理性、验证完备性，以及开发效率等方面都带来了挑战，迫切需要研究使用新的嵌入式软件开发方法。 

目前，业界引入模型驱动结构方法(MDA-Model Driven Architecture)，该方法是由OMG(Object Management Group)定义的软件开发框架。在MDA的开发方法中，软件开发行为被提升到更高的级别—分析模型级，而针对特定计算平台的编码工作由机器自动完成，这样就将业务逻辑与逻辑实现技术成功分离，使软件模型成为开发过程中的核心，从而提高软件的可信性、缩短系统开发周期。另外，为了提高系统的开发效率，嵌入式软件也表现出开发工具方面的集成化趋势，以及向构件复用方面发展的趋势。在开发工具方面，需要把覆盖需求、设计、代码生成、验证等整个生命周期的工具集成起来，形成嵌入式软件开发过程的生产线。同时，采用基于构件的复用技术开发方法，可以在不同产品之间复用软件模块，有效降低开发和维护方面的成本。 

基于这个思想，由美国卡内基-梅隆大学开发，美国自动化协会SAE发布了航空 标准AS5506——架构分析与设计语言(Architecture Analysis & Design Language，AADL)。AADL系统建模语言拥有对各种应用系统的强大描述能力，如描述系统行为的并发、通信、时间和层次化结构以及设计约束等。AADL支持在非功能属性方面(如：时间、吞吐量和可靠性等)对嵌入式实时系统的软硬件体系进行早期和迭代分析。AADL采用了基于构件的系统分析与设计技术，把构件分为应用软件、运行平台和系统三种类型。AADL通过构件以及构件间的交互对系统架构进行描述与分析，不关心构件的具体实现，通过软件构件、硬件构件和系统构件，对实时嵌入式系统以及高可靠性系统进行了描述与分析。同时，AADL中定义了模态的概念——构件的模态是对包含构件，关联以及属性值的一个明确定义的配置，是一个系统或者构件可选的操作状态。当为一个构件声明多个模态，一个模态迁移行为声明标识了哪个事件引起模态切换和产生一个新模态，即不同的结构的一个变化。只有一个模态被认为是当前模态，当前模态决定被认为是活动的线程集合，即准备响应分派，和可行的传输数据和控制的关联。一个模态迁移是指从一个状态或条件到另一个的可能的运行时通道，这样的迁移由事件触发。通过对系统的AADL模型进行分析和测试，可以在嵌入式软件开发的早期发现问题，保证嵌入式软件的可靠性。 

在嵌入式软件开发过程中，软件测试作为其中的重要组成部分，它在软件的整个生命周期内持续发挥着作用，保证着软件功能属性和非功能属性(如可靠性、安全性等)要求。由于AADL开发的软件是基于模型进行开发设计和分析的。在对应基于模型的嵌入式软件测试中，常用的模型包括：UML模型，有限状态机(FSM-Finite State Machine)，状态图(Statechart)，马尔科夫链等。但这些模型对于基于AADL的模型测试的支持较少，另外更值得注意的是在嵌入式软件测试过程中，由于构件实际运行环境的多样性和构件之间交互的复杂性，往往出现程序执行结果不能提前预知，或者 为了预知结果使用人工方法需要花费较大代价的现象，这种程序的执行结果不能预知的现象在测试理论中称为“Oracle问题”。而已有的构件化软件测试模型和方法是程序在特定测试用例下的运行结果和预期运行结果比对来判断程序设计实现是否有错误，它导致测试人员只能选择一些可以预知结果的简单测试用例进行测试，而不能完整有效地揭示程序存在的错误。需要有新的测试方法来对AADL模型进行支持，并且能够解决测试过程中的“Oracle问题”。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于AADL模态蜕变关系的嵌入式软件测试方法，解决嵌入式软件测试过程中的“Oracle问题”，对AADL模型进行测试，保证AADL模型的可靠性。