劉 靖

(黑龍江省政法管理干部學(xué)院)

計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)快速測試技術(shù)與應(yīng)用*

劉 靖

(黑龍江省政法管理干部學(xué)院)

提出了一套計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)快速測試策略，包括多項(xiàng)目多班組流水線測試策略、工程模型測試策略、計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)的測試策略、自編文檔測試策略以及多部門交叉培訓(xùn)策略.在組合多個(gè)測試策略的情況下，可保證在嚴(yán)格的時(shí)間要求下完成快速測試任務(wù).

測試策略;工程模型測試;腳本驅(qū)動(dòng)測試;自編文檔測試

0 引言

計(jì)算機(jī)快速測試技術(shù)已經(jīng)用于機(jī)械制造、航空航天等領(lǐng)域，引起了各國軍事、科研、商業(yè)等部門的廣泛關(guān)注，提高計(jì)算機(jī)快速測試能力具有重要的軍事、商業(yè)及科研意義.國外，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)快速測試研究工作中，用于航天的典型案例有美國空軍進(jìn)行的“快速反應(yīng)空間發(fā)射器”計(jì)劃［1－2］，“戰(zhàn)術(shù)星2號(hào)”計(jì)劃［3］.快速測試是影響航天制造等領(lǐng)域響應(yīng)速度的主要因素，傳統(tǒng)的測試策略很難滿足高速度要求.對(duì)于一些特定的測試活動(dòng)，其完成時(shí)間有著嚴(yán)格的要求.而且測試具有對(duì)象復(fù)雜度高、任務(wù)要求高、測試人員多、專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此要達(dá)到快速測試的時(shí)間要求，需要考慮多方面因素，從而制定不同的測試策略.筆者將提出的多種測試策略進(jìn)行組合可以保證對(duì)測試時(shí)間的嚴(yán)格要求，達(dá)到快速測試的目的.

1 計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)快速測試策略

首先，為達(dá)到快速測試的目的，要求來自不同部門的多個(gè)測試組同時(shí)進(jìn)行工作，因此如何協(xié)調(diào)各個(gè)測試組的測試工作，以及對(duì)專業(yè)背景不同的來自多個(gè)部門的測試人員的培訓(xùn)工作是實(shí)現(xiàn)快速測試的必備條件.針對(duì)這兩個(gè)問題，提出了多項(xiàng)目多班組流水線測試策略以及多部門交叉培訓(xùn)策略，以保證測試在任何條件下都能嚴(yán)格按照進(jìn)度表進(jìn)行.其次，除了全體測試人員的整體協(xié)調(diào)工作以外，個(gè)體的測試策略也是保證快速的關(guān)鍵.提出了操作簡單、靈活、便于測試和調(diào)試的工程模型(EM)策略和計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)測試，此外，合理的文件系統(tǒng)是快速測試的必備條件，它能充分地提供測試要求、測試知識(shí)、測試問題、標(biāo)準(zhǔn)步驟及檢驗(yàn)狀態(tài)，而不給測試組過分的增加負(fù)擔(dān)，為了達(dá)到這個(gè)目的，提出了自編文檔的測試策略.下面分別介紹提出的測試策略及其主要的特點(diǎn).

1.1 多項(xiàng)目多班組流水線測試策略

測試活動(dòng)的管理是快速測試過程的重要組成部分，是充分利用測試時(shí)間完成快速測試任務(wù)的關(guān)鍵.為了適應(yīng)快速測試流水線進(jìn)度表要求，對(duì)任何給定時(shí)刻一個(gè)測試組能完成的活動(dòng)工作需有幾種選擇，如圖1所示.假設(shè)在系統(tǒng)組成部件A出現(xiàn)問題時(shí)，仍可按原進(jìn)度表測試系統(tǒng)組成部件B、C或D，而不影響進(jìn)度表.為了達(dá)到這一目的，在進(jìn)度表之前應(yīng)準(zhǔn)備好多個(gè)項(xiàng)目，且?guī)讉€(gè)不同的測試組需要并行工作，準(zhǔn)備未來的測試，離線排除棘手的設(shè)備.

圖1 多項(xiàng)目多班組流水線測試策略示意圖

1.2 多部門交叉培訓(xùn)策略

快速響應(yīng)航天器的測試工作需要多個(gè)部門參加，將多個(gè)部門的全部參與人員進(jìn)行提前的培訓(xùn)是必要的.提出的培訓(xùn)策略是:(1)要求全體隊(duì)員聽八個(gè)小時(shí)的講座報(bào)告，接著進(jìn)行幾周的控制臺(tái)和測試環(huán)境培訓(xùn);(2)在培訓(xùn)時(shí)將熟悉特定環(huán)境的人和不熟悉的工程師結(jié)成一對(duì)，這些來自不同部門的個(gè)別人組成的最終測試組能夠完成航天器和有效載荷的全部功能的測試工作.

利用早期測試時(shí)間訓(xùn)練人員的策略，雖然每個(gè)人實(shí)際測試的時(shí)間較期望的少，但整體上這種方法使得測試環(huán)境在批量生產(chǎn)時(shí)很少停工.此外，該策略也使足夠多的操作者成為受訓(xùn)者，因此在實(shí)際測試過程中嚴(yán)格的時(shí)間表對(duì)任何個(gè)人不是過度的負(fù)擔(dān);受訓(xùn)者能夠完成任何給定的測試，增加了測試組的整體靈活性;因?yàn)槎鄠€(gè)參加過培訓(xùn)的測試人員可以參加多個(gè)測試工作，則允許測試組多次改變工作，并支持周末工作，從而不會(huì)受到來自測試進(jìn)度表的過分壓力.而且沒有一臺(tái)測試儀器是資源瓶頸，故該培訓(xùn)策略也減小了速度的風(fēng)險(xiǎn).

1.3 工程模型(EM)策略

首先引入平置衛(wèi)星的概念，平置衛(wèi)星是指把一套航天器部件用導(dǎo)線連接，并放在工作平臺(tái)上，而不是安裝在飛行結(jié)構(gòu)上.工程模型就是基于這個(gè)概念建立起來的，其基本思想是等效替換，即在更換某個(gè)航天器部件的情況下測試整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，從而達(dá)到快速測試該航天器部件的作用.如圖2所示，假設(shè)待測部件D'和已知合格部件D為相同的航天器部件，首先利用部件D以及其他航天器部件搭建好平置衛(wèi)星后，在設(shè)定的測試點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試，得到正常部件的測試結(jié)果，然后將部件D調(diào)換成待測部件D'，并重新搭建好平置衛(wèi)星，在同樣的測試點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試，比較兩種測試結(jié)果，判斷部件D'是否合格.該方法操作簡單、靈活、便于測試和調(diào)試.利用設(shè)計(jì)前產(chǎn)生的功能工程模型可消除飛行單元集成時(shí)發(fā)生的90%電氣接口問題.

圖2 工程模型(EM)測試策略示意圖

1.4 計(jì)算機(jī)腳本(Script)驅(qū)動(dòng)測試策略

“腳本”最早源于影視編劇，與劇本側(cè)重場景描述和表現(xiàn)要求不同，腳本更側(cè)重詳細(xì)描述場景怎樣實(shí)現(xiàn)，人物怎樣動(dòng)作.腳本要描述很多情節(jié)并教給演員去演，而對(duì)于計(jì)算機(jī)腳本而言，那些功能比較單一的可執(zhí)行程序就成了演員，腳本就像個(gè)導(dǎo)演來協(xié)調(diào)這些程序執(zhí)行.因此簡單地說腳本就是一條條的文字命令，這些文字命令是可以看到的(如可以用記事本打開查看、編輯)，腳本程序在執(zhí)行時(shí)，是由系統(tǒng)的一個(gè)解釋器，將其一條條的文字命令翻譯成機(jī)器可識(shí)別的指令，并按程序順序執(zhí)行.腳本是批處理文件的延伸，是一種純文本保存的程序，通常指的計(jì)算機(jī)腳本程序是確定的一系列控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算操作動(dòng)作的組合，在其中可以實(shí)現(xiàn)一定的邏輯分支等.現(xiàn)在的腳本語言是比較多的，其中 TCL(Tool Command Language)是一種應(yīng)用最廣的腳本語言，它幾乎在所有的平臺(tái)上都可以解釋運(yùn)行.一般的腳本語言的執(zhí)行只同具體的解釋執(zhí)行器有關(guān)，所以只要系統(tǒng)上有相應(yīng)語言的解釋程序就可以做到跨平臺(tái)執(zhí)行.

將計(jì)算機(jī)腳本應(yīng)用于快速響應(yīng)航天器的快速測試中，提出計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)測試策略.該策略的腳本設(shè)計(jì)是以測試流程圖文件為基礎(chǔ)的，測試流程圖文件是包含測試方案和測試步驟的混合文本.其中，測試方案是測試目標(biāo)的高層說明書及測試如何實(shí)現(xiàn)的一般說明，包括需要的設(shè)備和人員的說明;測試步驟是執(zhí)行測試需要的一系列任務(wù)的每一步詳細(xì)說明，通常包括準(zhǔn)確的指導(dǎo)性說明和每一步的標(biāo)號(hào).在高層說明書中，有經(jīng)驗(yàn)的測試操作者利用他們的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)可在空白的地方和腳本中填充實(shí)際的命令序列以及檢驗(yàn)任務(wù)，可以節(jié)省相當(dāng)多的時(shí)間.同時(shí)，測試流程圖文件還包含測試目標(biāo)的簡短介紹及測試設(shè)備在內(nèi)的測試裝置的描述.腳本設(shè)計(jì)對(duì)腳本編寫者的要求是保證檢驗(yàn)步驟是經(jīng)過深思熟慮的，而且要將具有消息說明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄編成文檔.

計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)測試給測試過程增加了極大的靈活性.通過掌握腳本中特定測試任務(wù)的專門知識(shí)，任何一個(gè)適當(dāng)熟練的操作者都能執(zhí)行測試，因此允許不同的專家在每個(gè)項(xiàng)目上工作.多個(gè)測試組允許測試時(shí)間延長，某些組可能下班，而其他組還在工作.利用腳本可使特定人與特定測試過程分離，以使主要的故障排除工作離線進(jìn)行，而其他人的測試工作繼續(xù)進(jìn)行.在建立系統(tǒng)和元件的標(biāo)準(zhǔn)行為時(shí)，腳本也是很有用的，例如，在給衛(wèi)星平臺(tái)增加新功能及公布軟件新版本時(shí)，利用腳本就可以很容易實(shí)現(xiàn)有助于識(shí)別和分離故障問題的可重復(fù)測試.測試前準(zhǔn)備腳本工作也為某些組成員提供了解系統(tǒng)知識(shí)和使用平置衛(wèi)星使用前的一般操作能力的機(jī)會(huì).

1.5 自編文檔測試策略

自編文檔的測試系統(tǒng)包含兩大部分:數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)和自編文檔腳本數(shù)據(jù)庫(如圖3所示).利用LabView創(chuàng)建用戶與TCL數(shù)據(jù)庫交互的用戶界面，該數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)在TCL數(shù)據(jù)庫頂層運(yùn)行.該LabView系統(tǒng)允許用戶在任何時(shí)候回放以前的測試數(shù)據(jù)，同時(shí)允許用戶單步回放數(shù)據(jù)，這可使總能夠重現(xiàn)測試中發(fā)生的故障或者偶然事故.數(shù)據(jù)錄入過程總是在后臺(tái)進(jìn)行的，所有操作者可以在更高的功能特性層上隨意觀察數(shù)據(jù)而不是觀察和記錄細(xì)節(jié)數(shù)據(jù).因此，自編文檔測試系統(tǒng)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于TCL腳本和TCL檢查者記錄的可交互作用.在腳本運(yùn)行時(shí)，命令行的各項(xiàng)記錄、打印說明以及運(yùn)行計(jì)時(shí)器的信息自動(dòng)地記錄到一個(gè)獨(dú)立的文檔文件.通過構(gòu)造時(shí)間標(biāo)簽主要信息以及打印主要變量值及結(jié)果，受腳本運(yùn)行的所有測試過程本身將結(jié)果形成文檔，并為操作者提供了詳細(xì)結(jié)果的指導(dǎo)性說明，而不需要在測試進(jìn)行中或測試完成后，編寫長篇的測試報(bào)告.腳本是用預(yù)先計(jì)劃好的測試檢驗(yàn)點(diǎn)構(gòu)成的，這些檢驗(yàn)點(diǎn)均保存在測試完成時(shí)所打印的測試檢驗(yàn)報(bào)告文檔中.無論何時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤或意外的情況，腳本將提示測試人員輸入錯(cuò)誤或意外情況的說明，這些說明也在測試結(jié)束時(shí)打印出來，以總結(jié)該測試階段所遇到的所有問題.

自編文檔測試策略的另外一個(gè)關(guān)鍵步驟是把故障問題編成稱為“問題/故障報(bào)告”的文檔，該文檔記錄包括單一的標(biāo)識(shí)符，問題出現(xiàn)的日期，測試指導(dǎo)者報(bào)告，代理人，問題的描述，記錄測試中故障排除的優(yōu)先級(jí)和位置以及最后采取的校正措施等重要信息.這些文檔會(huì)在每周例會(huì)上交給測試組以及其他參與單位代表審閱.

圖3 自編文檔測試系統(tǒng)示意圖

2 結(jié)論

傳統(tǒng)的測試策略很難滿足具有對(duì)象復(fù)雜度高、任務(wù)要求高、測試人員多、專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn)的測試場合，因此要達(dá)到快速測試的時(shí)間要求，需要考慮多方面因素，從而制定不同的測試策略.本文提出了多種測試策略，其中多項(xiàng)目多班組流水線測試策略以及多部門交叉培訓(xùn)策略，以保證測試在任何條件下都能嚴(yán)格按照進(jìn)度表進(jìn)行;提出的計(jì)算機(jī)腳本驅(qū)動(dòng)測試策略，廣泛利用了不同機(jī)構(gòu)及專業(yè)領(lǐng)域的腳本進(jìn)行測試，它使每個(gè)測試操作者不依賴于特定的專業(yè)知識(shí)，且方案具有很大的靈活性;提出的工程模型策略也大大增加了測試的靈活性和效率;提出的自編文檔的測試策略將文檔維護(hù)和使用的勞動(dòng)量降到最小.這些因素組合起來使測試組只用正常要求的小部分時(shí)間完成復(fù)雜測試任務(wù).

［1］胡永秋.2005年世界軍事航天發(fā)展回顧.國防科技信息中心.

［2］許紅英，侯丹，郭多嫻.2006年世界航天發(fā)展回顧(概述).中國航天工程咨詢中心.

［3］Terrance Yee.Key elements of rapid integration and test.3rd Responsive Space Conference，2005，4:25 － 28.

The Technology of Rapid Computer Script Driven Test and its Applications

Liu Jing
(Heilongjiang Administrative Institute of Politics and Law)

Computer test strategy is an important factor of rapid manufacture and resembling.With the shortest possible time to complete the complex task is to make time to test the key and not suited to traditional testing strategies quickly respond quickly.In this papers，a set of spacecraft for testing rapid response strategies is presented，including multi－project multi－line test strategy team，engineering model test strategy，test strategy computer script－driven，self Document testing strategies and multi－sectoral cross－training strategy.with the combination of multiple testing strategies，the strict time requirements to complete the rapid test task are ensured.

Test strategy;Engineering model test;Scriptdriven test Self test document

2010－10－11

*黑龍江省自然科學(xué)基金青年基金資助(QC2010066)

(責(zé)任編輯:李佳云)