计算机脚本驱动快速测试技术与应用*

刘 靖

(黑龙江省政法管理干部学院)

计算机脚本驱动快速测试技术与应用*

刘 靖

(黑龙江省政法管理干部学院)

提出了一套计算机脚本驱动快速测试策略，包括多项目多班组流水线测试策略、工程模型测试策略、计算机脚本驱动的测试策略、自编文档测试策略以及多部门交叉培训策略.在组合多个测试策略的情况下，可保证在严格的时间要求下完成快速测试任务.

测试策略;工程模型测试;脚本驱动测试;自编文档测试

0 引言

计算机快速测试技术已经用于机械制造、航空航天等领域，引起了各国军事、科研、商业等部门的广泛关注，提高计算机快速测试能力具有重要的军事、商业及科研意义.国外，在进行计算机快速测试研究工作中，用于航天的典型案例有美国空军进行的“快速反应空间发射器”计划［1－2］，“战术星2号”计划［3］.快速测试是影响航天制造等领域响应速度的主要因素，传统的测试策略很难满足高速度要求.对于一些特定的测试活动，其完成时间有着严格的要求.而且测试具有对象复杂度高、任务要求高、测试人员多、专业性强等特点，因此要达到快速测试的时间要求，需要考虑多方面因素，从而制定不同的测试策略.笔者将提出的多种测试策略进行组合可以保证对测试时间的严格要求，达到快速测试的目的.

1 计算机脚本驱动快速测试策略

首先，为达到快速测试的目的，要求来自不同部门的多个测试组同时进行工作，因此如何协调各个测试组的测试工作，以及对专业背景不同的来自多个部门的测试人员的培训工作是实现快速测试的必备条件.针对这两个问题，提出了多项目多班组流水线测试策略以及多部门交叉培训策略，以保证测试在任何条件下都能严格按照进度表进行.其次，除了全体测试人员的整体协调工作以外，个体的测试策略也是保证快速的关键.提出了操作简单、灵活、便于测试和调试的工程模型(EM)策略和计算机脚本驱动测试，此外，合理的文件系统是快速测试的必备条件，它能充分地提供测试要求、测试知识、测试问题、标准步骤及检验状态，而不给测试组过分的增加负担，为了达到这个目的，提出了自编文档的测试策略.下面分别介绍提出的测试策略及其主要的特点.

1.1 多项目多班组流水线测试策略

测试活动的管理是快速测试过程的重要组成部分，是充分利用测试时间完成快速测试任务的关键.为了适应快速测试流水线进度表要求，对任何给定时刻一个测试组能完成的活动工作需有几种选择，如图1所示.假设在系统组成部件A出现问题时，仍可按原进度表测试系统组成部件B、C或D，而不影响进度表.为了达到这一目的，在进度表之前应准备好多个项目，且几个不同的测试组需要并行工作，准备未来的测试，离线排除棘手的设备.

图1 多项目多班组流水线测试策略示意图

1.2 多部门交叉培训策略

快速响应航天器的测试工作需要多个部门参加，将多个部门的全部参与人员进行提前的培训是必要的.提出的培训策略是:(1)要求全体队员听八个小时的讲座报告，接着进行几周的控制台和测试环境培训;(2)在培训时将熟悉特定环境的人和不熟悉的工程师结成一对，这些来自不同部门的个别人组成的最终测试组能够完成航天器和有效载荷的全部功能的测试工作.

利用早期测试时间训练人员的策略，虽然每个人实际测试的时间较期望的少，但整体上这种方法使得测试环境在批量生产时很少停工.此外，该策略也使足够多的操作者成为受训者，因此在实际测试过程中严格的时间表对任何个人不是过度的负担;受训者能够完成任何给定的测试，增加了测试组的整体灵活性;因为多个参加过培训的测试人员可以参加多个测试工作，则允许测试组多次改变工作，并支持周末工作，从而不会受到来自测试进度表的过分压力.而且没有一台测试仪器是资源瓶颈，故该培训策略也减小了速度的风险.

1.3 工程模型(EM)策略

首先引入平置卫星的概念，平置卫星是指把一套航天器部件用导线连接，并放在工作平台上，而不是安装在飞行结构上.工程模型就是基于这个概念建立起来的，其基本思想是等效替换，即在更换某个航天器部件的情况下测试整个系统的参数，从而达到快速测试该航天器部件的作用.如图2所示，假设待测部件D'和已知合格部件D为相同的航天器部件，首先利用部件D以及其他航天器部件搭建好平置卫星后，在设定的测试点对系统进行测试，得到正常部件的测试结果，然后将部件D调换成待测部件D'，并重新搭建好平置卫星，在同样的测试点对系统进行测试，比较两种测试结果，判断部件D'是否合格.该方法操作简单、灵活、便于测试和调试.利用设计前产生的功能工程模型可消除飞行单元集成时发生的90%电气接口问题.

图2 工程模型(EM)测试策略示意图

1.4 计算机脚本(Script)驱动测试策略

“脚本”最早源于影视编剧，与剧本侧重场景描述和表现要求不同，脚本更侧重详细描述场景怎样实现，人物怎样动作.脚本要描述很多情节并教给演员去演，而对于计算机脚本而言，那些功能比较单一的可执行程序就成了演员，脚本就像个导演来协调这些程序执行.因此简单地说脚本就是一条条的文字命令，这些文字命令是可以看到的(如可以用记事本打开查看、编辑)，脚本程序在执行时，是由系统的一个解释器，将其一条条的文字命令翻译成机器可识别的指令，并按程序顺序执行.脚本是批处理文件的延伸，是一种纯文本保存的程序，通常指的计算机脚本程序是确定的一系列控制计算机进行运算操作动作的组合，在其中可以实现一定的逻辑分支等.现在的脚本语言是比较多的，其中 TCL(Tool Command Language)是一种应用最广的脚本语言，它几乎在所有的平台上都可以解释运行.一般的脚本语言的执行只同具体的解释执行器有关，所以只要系统上有相应语言的解释程序就可以做到跨平台执行.

将计算机脚本应用于快速响应航天器的快速测试中，提出计算机脚本驱动测试策略.该策略的脚本设计是以测试流程图文件为基础的，测试流程图文件是包含测试方案和测试步骤的混合文本.其中，测试方案是测试目标的高层说明书及测试如何实现的一般说明，包括需要的设备和人员的说明;测试步骤是执行测试需要的一系列任务的每一步详细说明，通常包括准确的指导性说明和每一步的标号.在高层说明书中，有经验的测试操作者利用他们的知识与经验可在空白的地方和脚本中填充实际的命令序列以及检验任务，可以节省相当多的时间.同时，测试流程图文件还包含测试目标的简短介绍及测试设备在内的测试装置的描述.脚本设计对脚本编写者的要求是保证检验步骤是经过深思熟虑的，而且要将具有消息说明的实验结果记录编成文档.

计算机脚本驱动测试给测试过程增加了极大的灵活性.通过掌握脚本中特定测试任务的专门知识，任何一个适当熟练的操作者都能执行测试，因此允许不同的专家在每个项目上工作.多个测试组允许测试时间延长，某些组可能下班，而其他组还在工作.利用脚本可使特定人与特定测试过程分离，以使主要的故障排除工作离线进行，而其他人的测试工作继续进行.在建立系统和元件的标准行为时，脚本也是很有用的，例如，在给卫星平台增加新功能及公布软件新版本时，利用脚本就可以很容易实现有助于识别和分离故障问题的可重复测试.测试前准备脚本工作也为某些组成员提供了解系统知识和使用平置卫星使用前的一般操作能力的机会.

1.5 自编文档测试策略

自编文档的测试系统包含两大部分:数据显示系统和自编文档脚本数据库(如图3所示).利用LabView创建用户与TCL数据库交互的用户界面，该数据显示系统在TCL数据库顶层运行.该LabView系统允许用户在任何时候回放以前的测试数据，同时允许用户单步回放数据，这可使总能够重现测试中发生的故障或者偶然事故.数据录入过程总是在后台进行的，所有操作者可以在更高的功能特性层上随意观察数据而不是观察和记录细节数据.因此，自编文档测试系统的一个主要优点在于TCL脚本和TCL检查者记录的可交互作用.在脚本运行时，命令行的各项记录、打印说明以及运行计时器的信息自动地记录到一个独立的文档文件.通过构造时间标签主要信息以及打印主要变量值及结果，受脚本运行的所有测试过程本身将结果形成文档，并为操作者提供了详细结果的指导性说明，而不需要在测试进行中或测试完成后，编写长篇的测试报告.脚本是用预先计划好的测试检验点构成的，这些检验点均保存在测试完成时所打印的测试检验报告文档中.无论何时出现错误或意外的情况，脚本将提示测试人员输入错误或意外情况的说明，这些说明也在测试结束时打印出来，以总结该测试阶段所遇到的所有问题.

自编文档测试策略的另外一个关键步骤是把故障问题编成称为“问题/故障报告”的文档，该文档记录包括单一的标识符，问题出现的日期，测试指导者报告，代理人，问题的描述，记录测试中故障排除的优先级和位置以及最后采取的校正措施等重要信息.这些文档会在每周例会上交给测试组以及其他参与单位代表审阅.

图3 自编文档测试系统示意图

2 结论

传统的测试策略很难满足具有对象复杂度高、任务要求高、测试人员多、专业性强等特点的测试场合，因此要达到快速测试的时间要求，需要考虑多方面因素，从而制定不同的测试策略.本文提出了多种测试策略，其中多项目多班组流水线测试策略以及多部门交叉培训策略，以保证测试在任何条件下都能严格按照进度表进行;提出的计算机脚本驱动测试策略，广泛利用了不同机构及专业领域的脚本进行测试，它使每个测试操作者不依赖于特定的专业知识，且方案具有很大的灵活性;提出的工程模型策略也大大增加了测试的灵活性和效率;提出的自编文档的测试策略将文档维护和使用的劳动量降到最小.这些因素组合起来使测试组只用正常要求的小部分时间完成复杂测试任务.

［1］胡永秋.2005年世界军事航天发展回顾.国防科技信息中心.

［2］许红英，侯丹，郭多娴.2006年世界航天发展回顾(概述).中国航天工程咨询中心.

［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

*黑龙江省自然科学基金青年基金资助(QC2010066)

(责任编辑:李佳云)