电网智能终端嵌入式软件系统测试

国电南瑞南京控制系统有限公司 曹冬华 张 健 国电南瑞科技股份有限公司 黄湛尧

1 引言

电网智能终端作为电网自动化和智能化的重要组成部分，为实现电网的可靠性、稳定性和安全性提供了有力支撑。而嵌入式软件系统则是电网智能终端的核心，直接影响着其性能和功能。因此，嵌入式软件系统测试在电网智能终端的研发过程中具有重要意义。本文介绍了电网智能终端嵌入式软件系统测试的原则和方法，包括黑盒测试、白盒测试和灰盒测试等测试方法。

2 电网智能终端嵌入式软件系统的测试原则和方法

2.1 测试原则

电网智能终端嵌入式软件系统的测试必须遵循以下原则。一是完整性：测试应该覆盖所有的功能需求、性能需求和安全需求，确保软件系统的完整性；二是一致性：测试应该按照软件系统规格说明书中的需求进行测试，确保测试结果与规格说明书一致；三是可靠性：测试应该具有高度的可靠性，测试结果应该能够可靠地反映出软件系统的真实性能和质量；四是可重复性：测试应该具有可重复性，以确保测试结果的准确性和可靠性；五是可维护性：测试应该具有良好的可维护性，以方便后续的维护和测试工作[1]。

2.2 测试方法

2.2.1 黑盒测试

黑盒测试是基于软件系统的功能需求进行测试，测试人员不需要了解软件系统的内部结构和实现细节，只需要了解软件系统的输入输出和预期结果。测试人员通过模拟各种输入情况，以检查软件系统的输出是否与预期结果一致，从而确定软件系统的正确性和完整性。

黑盒测试通常分为以下几个步骤：一是确定测试目标和测试范围；二是设计测试用例，包括正常输入、异常输入和边界输入等；三是执行测试用例，记录测试结果；四是分析测试结果，查找缺陷和错误；五是编写测试报告，向开发人员反馈。

2.2.2 白盒测试

白盒测试是基于软件系统的内部结构和实现细节进行测试，测试人员需要了解软件系统的代码和内部运行机制。通过分析代码结构和程序逻辑，测试人员可以确定软件系统的正确性和完整性。

白盒测试通常分为以下几个步骤：一是分析软件系统的代码结构和程序逻辑；二是设计测试用例，覆盖所有的代码路径和分支；三是执行测试用例，记录测试结果；四是分析测试结果，查找缺陷和错误；五是编写测试报告，向开发人员反馈。

2.2.3 灰盒测试

灰盒测试是介于黑盒测试和白盒测试之间的一种测试方法，既考虑了软件系统的功能需求，也考虑了软件系统的内部结构和实现细节。测试人员需要了解软件系统的代码和内部运行机制，同时也需要了解软件系统的功能需求和用户需求。

灰盒测试通常分为以下几个步骤：一是分析软件系统的代码结构和程序逻辑；二是设计测试用例，包括正常输入、异常输入和边界输入等，覆盖所有的代码路径和分支；三是执行测试用例，记录测试结果；四是分析测试结果，查找缺陷和错误；五是编写测试报告，向开发人员反馈。

3 测试用例设计

3.1 功能测试用例设计

功能测试用例是指针对软件系统的功能需求，设计的测试用例。在电网智能终端嵌入式软件系统中，功能测试用例应该覆盖所有的功能需求，并且需要考虑各种输入情况，以确保软件系统的正确性和完整性。

功能测试用例设计应该按照以下步骤进行：一是确定测试目标和测试范围；二是从需求规格说明书中提取功能需求；三是设计测试用例，包括正常输入、异常输入和边界输入等；四是执行测试用例，记录测试结果；五是分析测试结果，查找缺陷和错误；六是编写测试报告，反馈给开发人员。

在设计功能测试用例时，需要注意以下几个方面。一是功能覆盖率：测试用例应该覆盖所有的功能需求，确保软件系统的功能完整性；二是输入输出覆盖率：测试用例应该覆盖各种输入情况，以检查软件系统的输出是否与预期结果一致；三是异常情况覆盖率：测试用例应该覆盖各种异常情况，以确保软件系统的可靠性和稳定性；四是边界情况覆盖率：测试用例应该覆盖各种边界情况，以确保软件系统的正确性和完整性。

表1 测试用例设计覆盖率数据统计

3.2 性能测试用例设计

性能测试用例是指针对软件系统的性能需求，设计的测试用例。在电网智能终端嵌入式软件系统中，性能测试用例应该覆盖所有的性能需求，并且需要考虑各种负载情况，以确保软件系统的性能优良。

性能测试用例设计应该按照以下步骤进行：一是确定测试目标和测试范围；二是从性能规格说明书中提取性能需求；三是设计测试用例，包括负载测试、并发测试、压力测试等；四是执行测试用例，记录测试结果；五是分析测试结果，查找性能瓶颈和问题；六是编写测试报告，向开发人员反馈。

在设计性能测试用例时，需要注意以下几个方面。一是负载覆盖率：测试用例应该覆盖各种负载情况，以检查软件系统在不同负载下的性能表现；二是并发覆盖率：测试用例应该覆盖各种并发情况，以检查软件系统在不同并发下的性能表现；三是压力覆盖率：测试用例应该覆盖各种压力情况，以检查软件系统在不同压力下的性能表现；四是测试数据覆盖率：测试用例应该使用不同的测试数据，以检查软件系统在不同数据情况下的性能表现。

3.3 兼容性测试用例设计

兼容性测试用例是指针对软件系统的兼容性需求，设计的测试用例。在电网智能终端嵌入式软件系统中，兼容性测试用例应该覆盖所有的兼容性需求，并且需要考虑不同的硬件和软件环境，以确保软件系统的兼容性和可移植性。

兼容性测试用例设计应该按照以下步骤进行：一是确定测试目标和测试范围；二是从兼容性规格说明书中提取兼容性需求；三是设计测试用例，包括不同硬件和软件环境下的测试；四是执行测试用例，记录测试结果；五是分析测试结果，查找兼容性问题和错误；六是编写测试报告，向开发人员反馈。

在设计兼容性测试用例时，需要注意以下几个方面：一是硬件覆盖率：测试用例应该覆盖各种不同的硬件环境，以检查软件系统在不同硬件环境下的兼容性表现；二是软件覆盖率：测试用例应该覆盖各种不同的软件环境，以检查软件系统在不同软件环境下的兼容性表现；三是版本覆盖率：测试用例应该覆盖各种不同的版本号，以检查软件系统在不同版本下的兼容性表现；四是操作系统覆盖率：测试用例应该覆盖各种不同的操作系统环境，以检查软件系统在不同操作系统环境下的兼容性表现。

表2 缺陷统计

4 测试评估

4.1 测试结果分析与评估

测试结果分析与评估是对测试结果进行分析和评估，以确定软件系统是否符合规格说明书中的要求[2]。在电网智能终端嵌入式软件系统中，测试结果分析与评估应该按照以下步骤进行：一是收集测试结果和测试日志；二是对测试结果进行分类，包括通过、未通过和阻塞等；三是对未通过的测试用例进行分析，找出缺陷和错误；四是根据缺陷的严重性和优先级，确定缺陷处理的优先级；五是给开发人员反馈测试结果和缺陷信息；六是编写测试报告，评估软件系统的测试结果和质量。

在电网智能终端嵌入式软件系统中，可以采用以下数据和公式进行测试覆盖率评估。第一，代码行数：假设电网智能终端嵌入式软件系统中的代码行数为10000行；第二，分支数：假设系统中有200个分支；第三，条件数：假设系统中有400个条件。

测试覆盖率的计算公式如下：

语句覆盖率=已执行的语句数/总语句数；

分支覆盖率=已执行的分支数/总分支数；

条件覆盖率=已满足的条件数/总条件数。

例如，假设已执行的语句数为9000行，已执行的分支数为180个，已满足的条件数为360个，则：

语句覆盖率=9000/10000 = 90%；

分支覆盖率=180/200=90%；

条件覆盖率=360/400=90%。

4.2 测试覆盖率评估

测试覆盖率评估是对测试用例设计的覆盖率进行评估，以确定测试用例设计的完整性和有效性。在电网智能终端嵌入式软件系统中，测试覆盖率评估应该按照以下步骤进行：第一，收集测试用例设计的覆盖率数据；若对测试用例设计的覆盖率进行分析，包括语句覆盖率、分支覆盖率和条件覆盖率等；第二，对未覆盖的部分进行分析，找出测试用例设计的缺陷和问题；第三，根据测试用例设计的缺陷和问题，对测试用例进行修改和优化；第四，重新执行测试用例，并重新进行测试覆盖率评估；第五，编写测试报告，评估测试用例设计的完整性和有效性。

4.3 缺陷管理和缺陷跟踪

在电网智能终端嵌入式软件系统中，可以使用以下方法和工具进行缺陷管理和跟踪。第一，缺陷分类：根据缺陷的性质和严重程度，将缺陷分为不同的类别，如功能缺陷、性能缺陷、安全缺陷等；第二，缺陷跟踪工具：使用缺陷跟踪工具来记录和跟踪缺陷信息，如Bugzilla、Jira 等；第三，缺陷报告：及时向开发人员反馈测试结果和缺陷信息，提供详细的缺陷报告，包括缺陷描述、复现步骤、截图等；第四，缺陷分析：对已发现的缺陷进行分析和评估，包括缺陷的严重程度、影响范围、复现率等；第五，缺陷修复：开发人员根据缺陷报告进行修复，并及时更新缺陷状态；第六，缺陷验证：测试人员验证已修复的缺陷，并更新缺陷状态。

表3 缺陷跟踪记录

5 结语

在软件开发中，测试评估是确保软件质量的关键环节。本文基于电网智能终端嵌入式软件系统的特点，介绍了测试结果分析与评估、测试覆盖率评估，以及缺陷管理和缺陷跟踪的方法。这些方法和技巧可以帮助开发人员和测试人员更好地进行软件测试和评估，确保软件系统的稳定性和可靠性。在今后的软件开发中，应该充分认识到测试评估的重要性，并不断提升测试评估的能力和水平，为软件质量保驾护航。