题目：嵌入式软件仿真测试框架研究

本文以“十五”国防预先研究项目“嵌入式软件仿真测试通用平台关键技术研究”为背景，对嵌入式软件的测试方法和测试环境进行了深入的研究，并对相关的软件测试基本理论进行了创新性的探讨。本文首先从哲学的层次对软件测试的定义重新进行了探讨，将软件测试理解为一种作为测试主体的人对客体的软件进行的一种有目的的认识和改造过程。从认识论角度对软件测试的解释在某种程度上将软件测试从一种纯技术的活动上升为一种包括主观因素的主客观活动，它更加关注被测软件的个体信息，尤其注重在测试过程中对被测软件信息的收集和分析。在测试认识论的基础上借助面向对象思想构建了软件测试在技术层次的抽象模型，该模型对软件测试的共性进行了抽象，描述出测试的本质内容，同时对抽象模型中的部分元素进行了数学描述，提高了软件测试相关概念的精确性。软件测试的抽象模型为研究和分析软件测试问题提供了良好的理论平台。在重新对软件测试定义之后，本文在框架理论的基础上提出了一种新的测试知识表述方式——测试框架，并在对软件测试框架的定义基础上，形成了一个完整的测试框架理论体系。在测试框架理论中提出了测试框架的“三层表述模型”描述形式，将测试框架分为原则层、结构层和细节层。另外本文还对测试框架的特征与优势、测试框架的设计、测试框架的质量以及基于框架的测试过程进行了详细的分析和讨论。随着嵌入式系统及其软件应用的推广，对嵌入式软件测试的研究日益深入。本文针对嵌入式软件测试问题，在分析嵌入式软件及其特点的基础上研究了一种基于模型驱动的仿真测试方法，并且借助测试框架的表述形式提出了嵌入式软件的仿真测试框架。本文依照描述测试框架的“三层表述模型”，在原则层首先分析了仿真测试框架的测试域，继而详细地阐述了仿真测试框架的两个基本原理——仿真测试原理和模型驱动原理，最后总结对如何使用仿真测试框架，即框架的适配原则进行了讨论。在仿真测试框架结构层的研究中，本文提出一种“5视图”模型对测试框架体系结构进行描述，五个视图分别为测试组件视图、测试过程视图、组织管理视图、测试工具视图、测试文档视图。本文通过“5视图”模型对仿真测试框架的体系结构进行了全面而详细地描述。最后本文介绍了仿真测试框架的细节层。测试执行系统是仿真测试框架的重要组成部分，它属于测试框架中的测试工具研究范畴，是构成仿真测试中测试环境的软/硬件集成系统。本文对测试执行系统进行了全面细致的介绍，首先对它的需求从功能、性能和易用性等质量属性方面进行了阐述，然后针对需求采用组件化的设计思想构建了测试执行系统的体系结构，并在其中提出了一种对微核设计模式的改进方案，使测试执行系统具有良好的可扩展性和可移植性。接着本文对测试执行系统中的任务调度、实时数据处理和数据通信三个主要机制进行了详细的描述。最后还对执行系统的适配问题进行了讨论。理论研究来源于实践，应用于实践。本文选择某型号惯性导航系统的软件测试项目作为实例验证，通过将仿真测试框架应用于该项目的测试实践基本验证了测试框架理论的基本概念以及仿真测试框架的可行性和正确性。