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嵌入式軟件系統測試:基于形式化方法的自動化測試解決方案

( 簡體 字)
作者:殷永峰 姜博 編著類別:1. -> 電腦組織與體系結構 -> 嵌入式系統
譯者:
出版社:機械工業出版社嵌入式軟件系統測試:基于形式化方法的自動化測試解決方案 3dWoo書號: 54031
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NT定價: 395
折扣價: 371

出版日:1/1/2021
頁數:241
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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ISBN:9787111672425
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

隨著計算機技術的不斷發展,人類已經進入了數字化時代,嵌入式軟件在高科技研究與應用領域,特別是航空、航天、醫療、交通和現代武器裝備研制等關鍵領域已得到廣泛應用。鑒于嵌入式軟件的重要性和特殊性,它的故障往往會導致嚴重的后果,因此,嵌入式軟件的質量和可靠性問題越來越受到重視,而有效的嵌入式軟件系統測試是保證軟件質量的重要手段。

本書試圖跨越傳統的入門級、基礎級系統測試技術,為從事嵌入式軟件系統測試的一線從業人員提供從形式化測試理論,到自動化測試描述方法,再到自動化仿真測試環境構建的系統化解決方案,最后通過對典型的復雜嵌入式軟件系統測試工程實例的講解,進一步驗證本書所涉及的理論、技術和方法的有效性。

本書的主要內容包括:第1章介紹嵌入式系統及軟件的基本概念;第2章介紹嵌入式軟件工程及質量與可靠性的相關知識;第3章系統地介紹基于形式化方法的嵌入式軟件系統測試理論框架及技術;第4章討論實時嵌入式軟件自動化測試描述方法,主要從實時嵌入式軟件測試描述語言的設計及運行機制等方面進行闡述;第5章著重討論智能終端應用(嵌入式)軟件系統測試技術,從Android系統基礎開始,對測試用例生成、回歸測試及壓力測試等方面做了重點講解;第6章重點討論嵌入式軟件系統測試環境構建技術,提出實時嵌入式軟件仿真測試虛擬機規范的設計思路,同時對實時嵌入式軟件仿真測試環境的體系結構設計以及測試執行引擎的設計、實現及效率等進行了探討;第7章給出典型航電系統嵌入式軟件測試實例。

本書既可為從事軍用/民用領域嵌入式系統開發、驗證及維護的專業技術人員提供參考,也可作為高等院校計算機、軟件工程、嵌入式系統及相關專業本科生和研究生的參考讀物。

本書主要由殷永峰編寫并負責統稿,殷永峰編寫了第2、3、4、6、7章,姜博編寫了第1、5章。此外,北京航空航天大學的研究生宿慶冉、王雪峰和劉家康在文字整理及附錄準備等方面做了大量工作,在此謹表示誠摯的感謝。

特別感謝北航可靠性與系統工程學院劉斌教授、軍事科學院王峰研究員、國家互聯網應急中心李政研究員在百忙之中審閱了本書,并提出了大量寶貴的意見和建議。感謝中國航空工業集團公司計算機軟件北航可靠性管理與測評中心的同事,得益于諸多同人多年來在工程技術方面的積累和幫助,本書才能與讀者見面。

從方法學的角度來看,面向嵌入式軟件系統測試的理論與技術正處于不斷發展的過程中,本書也難免存在不當及謬誤之處,懇請讀者批評指正,以幫助我們不斷改進和完善。

殷永峰

2020年10月
內容簡介:

本書總結了作者多年的嵌入式軟件系統測試的工程實踐經驗,基于形式化方法,提出了完整的自動化測試解決方案。全書從嵌入式系統的構成、分類和特點入手,介紹嵌入式軟件工程及管理方法,討論嵌入式軟件系統測試理論及測試環境構建等技術,并結合航電系統嵌入式軟件測試實例,為最終實現自動化測試提供有效的解決方案。

本書既適合從事軍用/民用領域嵌入式系統開發、驗證及維護的專業技術人員閱讀,也適合高等院校計算機、軟件工程等相關專業嵌入式系統方向的學生參考。



當前,嵌入式軟件在航空、航天、醫療、交通和現代武器裝備研制等關鍵領域得到廣泛應用。由于嵌入式軟件的重要性和特殊性,其質量和可靠性備受關注,而有效的嵌入式軟件系統測試正是保證軟件質量的重要手段。

本書首先介紹嵌入式軟件系統、嵌入式軟件工程以及質量和可靠性的基本概念,然后系統講解基于形式化方法的嵌入式軟件系統測試理論及技術,給出了基于實時擴展UML與RT-EFSM的測試用例生成過程。接著深入討論了實時嵌入式系統軟件的測試描述方法(涵蓋測試描述語言的設計及運行機制)和測試環境構建技術(涵蓋RT-ESSTVMS、RT-ESTDEE和測試執行引擎的設計)。此外,還介紹了基于Android的智能終端應用軟件系統測試,包括測試用例生成、回歸測試和壓力測試等內容。

本書特點

面向具備一定基礎的讀者,利用實用的方法和工具幫助研究人員和技術人員快速進階。

包含豐富的代碼示例,采用偽代碼形式幫助讀者理解關鍵算法。

以慣性/衛星組合導航系統軟件為測試實例,了解從模型構建、測試用例生成到測試執行和結果分析的全過程。
目錄:

縮略詞匯表
第1章 嵌入式系統及軟件 1
1.1 嵌入式系統概述 1
1.1.1 嵌入式系統與實時系統 1
1.1.2 嵌入式系統的特點 5
1.1.3 嵌入式系統的組成 6
1.1.4 嵌入式系統的應用領域 10
1.2 嵌入式軟件概述 12
1.2.1 嵌入式軟件分類 12
1.2.2 嵌入式操作系統 14
1.3 本章小結 26
第2章 嵌入式軟件工程與質量特性 27
2.1 嵌入式軟件工程 27
2.1.1 嵌入式軟件開發模型 28
2.1.2 系統分析與軟件定義階段 30
2.1.3 軟件需求分析階段 30
2.1.4 軟件設計階段 33
2.1.5 軟件實現階段 33
2.1.6 軟件測試階段 33
2.1.7 軟件驗收與交付階段 36
2.1.8 軟件使用與維護階段 38
2.2 嵌入式軟件工程化管理 40
2.2.1 軟件工程化管理 40
2.2.2 軟件開發方法學 41
2.3 嵌入式軟件的質量特性 42
2.4 本章小結 43
第3章 基于形式化方法的嵌入式軟件系統測試技術 45
3.1 軟件形式化測試技術概述 45
3.1.1 軟件形式化測試概述 45
3.1.2 基于形式規約語言 46
3.1.3 基于有限狀態機和時間自動機模型 49
3.1.4 基于統一建模語言 50
3.1.5 基于Petri網模型 51
3.1.6 基于馬爾可夫鏈模型 52
3.1.7 基于自定義形式化測試描述語言 52
3.2 嵌入式軟件形式化測試技術 53
3.2.1 基本概念 53
3.2.2 基于FSM的軟件測試技術 57
3.2.3 基于EFSM的軟件測試技術 58
3.2.4 實時擴展有限狀態機模型 61
3.3 基于實時擴展UML與RT-EFSM的測試用例生成 72
3.3.1 UML與OCL基本概念及技術 72
3.3.2 UML與軟件測試 77
3.3.3 UML實時擴展 79
3.3.4 基于實時擴展UML與RT-EFSM的測試用例生成過程 91
3.4 本章小結 111
第4章 實時嵌入式軟件自動化測試描述技術 113
4.1 測試描述的概念及分類 113
4.1.1 測試描述的概念 113
4.1.2 測試描述的分類 114
4.2 實時嵌入式軟件測試描述的特性 115
4.2.1 實時嵌入式軟件測試的特點 115
4.2.2 RT-ESTDL的設計原則 116
4.2.3 RT-ESTDL的地位和作用 117
4.3 實時嵌入式軟件測試描述語言的設計 118
4.3.1 RT-ESTDL的詞法 118
4.3.2 RT-ESTDL的語法 120
4.4 RT-ESTDL對實時嵌入式軟件測試的支持機制 122
4.4.1 對實時嵌入式設備建模的支持 122
4.4.2 對實時嵌入式軟件測試時間約束及并發處理的支持 126
4.4.3 對實時嵌入式設備模型實時通信的支持 126
4.4.4 對重用已有設備模型及測試描述的支持 127
4.5 本章小結 127
第5章 智能終端應用軟件系統測試技術 129
5.1 智能終端應用軟件基礎 129
5.1.1 Android操作系統 129
5.1.2 Android開發環境 131
5.1.3 Android應用程序組件 131
5.1.4 Android模擬器和ADB工具 132
5.1.5 Android UI 133
5.1.6 Android Log系統 134
5.1.7 Android應用代碼覆蓋 135
5.1.8 Android GUI測試框架 136
5.2 智能終端應用軟件系統的測試生成技術 137
5.2.1 Android測試用例生成技術 137
5.2.2 基于GUI的測試用例生成通用框架 141
5.3 智能終端應用軟件系統的回歸測試技術 152
5.3.1 安全回歸測試選擇技術的相關研究 152
5.3.2 Android應用回歸測試場景 153
5.3.3 控制流圖構建算法 155
5.3.4 影響分析算法 166
5.3.5 安全選擇算法 172
5.4 智能終端應用軟件系統的壓力測試技術 173
5.4.1 WiseMonkey占用資源的實現 173
5.4.2 壓力測試代理程序的設計 173
5.4.3 占用內存進行壓力測試 175
5.4.4 占用CPU進行壓力測試 176
5.4.5 占用網絡進行壓力測試 178
5.5 本章小結 178
第6章 實時嵌入式軟件系統測試環境構建技術 179
6.1 現有的實時嵌入式軟件系統測試環境分析 179
6.2 虛擬機技術與實時嵌入式軟件測試 181
6.3 實時嵌入式軟件仿真測試虛擬機規范的設計 182
6.3.1 數據類型 183
6.3.2 內存管理 183
6.3.3 測試任務管理 184
6.3.4 指令系統 186
6.3.5 測試描述文件 187
6.4 基于RT-ESSTVMS的實時嵌入式軟件仿真測試環境設計 187
6.4.1 RT-ESSTE體系結構設計 187
6.4.2 測試開發系統設計 188
6.4.3 測試執行系統設計 188
6.5 實時嵌入式軟件測試描述執行引擎的設計與實現 191
6.5.1 RT-ESTDEE的總體設計 192
6.5.2 測試描述預處理過程 192
6.5.3 測試調度過程 202
6.5.4 測試描述執行過程 202
6.5.5 在線測試描述的執行 203
6.5.6 測試執行引擎效率分析 204
6.6 本章小結 206
第7章 實時嵌入式軟件系統測試實例 207
7.1 被測系統簡介 207
7.1.1 I/GNS概述 207
7.1.2 I/GNS的主要功能和性能 208
7.2 I/GNS靜態建模 209
7.2.1 交聯設備模型構建 209
7.2.2 靜態模型的測試描述 209
7.3 I/GNS動態建模 211
7.3.1 基于UML狀態圖的動態建模 211
7.3.2 I/GNS的RT-EFSM模型及時間約束遷移等價類分析 214
7.4 測試序列、測試用例及測試描述生成 215
7.5 測試執行及結果分析 220
7.6 本章小結 222
附錄1 數學符號索引 223
附錄2 RT-ESTDL語義及用法 225
附錄3 I/GNS軟件接口數據定義 233
附錄4 I/GNS軟件(展平)測試場景樹列表 235
參考文獻 237
序: