CN104375934B - 一种Android手机软件可靠性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Android手机软件可靠性测试方法，测试用例生成工具兼容Android系统的所有原子操作，用可视化的方式对Android软件进行可靠性测试用例的编写，并且可以根据用户的实际操作习惯生成软件的测试用例，根据生成的测试用例执行软件的可靠性自动化测试，根据测试得到的失效数据，对Android手机软件进行相应的修正。本发明能够快速、方便地生成符合要求的软件的可靠性测试用例，并对软件的可靠性进行评估和预测，用以指导可靠性测试的进行。
Description
技术领域
本发明属于软件测试技术领域，尤其涉及一种基于用户操作习惯的Android手机软件可靠性自动化测试方法。
背景技术
当前移动数字终端(如：手机、PDA等)已逐渐发展为由嵌入式操作系统支持的智能化移动平台，特别是Android移动终端设备更是发展速度迅猛，市场竞争激烈，运行于其上的应用软件越来越丰富，也越来越复杂。软件可靠性测试的本质是一种建立在统计模型基础上，综合考虑测试资源和测试期望的最优化的定量测试方法，提供在服从用户使用和操作软件的概率分布下被测软件的可靠度数值，可以确保厂商获取手机软件质量和争取手机产品上市发布之间最有效的平衡。在进行可靠性测试时，测试用例的设计、编写和测试的执行是一个费时费力的工作，手工设计、编写测试用例和运行测试已经不能满足软件可靠性测试的需要，因而提出了Android手机软件可靠性自动化测试的要求。
Android手机软件可靠性自动化测试主要包括测试用例的编写、可靠性的自动化测试和软件可靠性评估三部分。目前，基于Android手机软件的测试用例生成技术主要包括：手工创建测试用例和录制生成测试用例两种方式。其中，手工创建测试用例是指，手机测试人员通过对软件常用操作的了解，使用手工方式将这些操作直接翻译成软件的测试用例；录制生成测试用例是指，利用记录软件将手工操作软件的过程记录下来，并以此生成软件的测试用例。
目前Android手机软件测试用例生成技术存在的问题：手工创建测试用例方式效率低下。而录制生成测试用例方式因为不是针对用户的操作习惯生成测试用例的，生成的测试用例不服从用户使用和操作软件的概率分布，所以不符合可靠性测试的要求。并且两种生成测试用例的方式都要由专业人员来完成，生成测试用例过程复杂，灵活性较低。公开号为CN101957793的专利《一种面向Android及其衍生系统的软件操作录制回放方法》、公开号为CN102521118的专利《一种Android程序的自动化测试方法》以及公开号为CN102419732的专利《基于Android平台的自动化测试方法以及测试工具》，均是通过录制-回放的方式实现Android应用程序的自动化测试，即首先通过录制操作事件生成Android平台可执行的测试脚本；其次在设备对象接收到测试脚本的命令后执行相应的测试步骤。但是这些专利都不是根据软件的实际操作分布来生成测试用例的，这样势必会导致软件测试没有针对性、测试周期长、测试成本高等问题。
公开号为CN101576847的专利《软件的可靠性检测方法》、公开号为CN101894068A的专利《一种嵌入式软件可靠性加速测试方法》以及公开号为CN102541736A的专利《一种软件可靠性执行过程加速测试方法》，均提出了一种软件可靠性测试的方法，但都不是针对某个系统或软件提出的，尤其不是针对Android手机软件的可靠性测试提出的，并且最终也没有设计出相应的可靠性测试系统。
到目前为止，还没有一种专门用于Android手机软件可靠性自动化测试的方法。要实现Android手机软件可靠性的自动化测试，必须解决如下几方面问题：
1)应开发相应的Android软件可靠性测试用例生成工具，且工具要具备兼容所有不同系统版本和不同屏幕尺寸的Android手机、支持Android系统的所有原子操作、操作简单、可视化的方式进行测试用例编写的特点，能够快速、方便地生成符合要求的软件的可靠性测试用例。
2)能够满足可靠性测试的要求，即要按照用户实际的操作习惯生成测试用例。所以就要求测试用例生成工具要能够根据用户的操作习惯数据建立软件的使用模型。
3)生成的测试用例可以方便地进行修改，以便今后软件升级后的测试。
4)应开发相应的Android软件可靠性自动化测试工具，实现根据测试用例对Android手机软件进行可靠性自动化测试，并且能够在软件失效时记录对应的软件失效信息，便于对Android手机软件的修正。
5)能对Android手机软件的可靠性进行评估和预测，用以指导可靠性测试的进行。
发明内容
为了解决上述背景技术存在的技术问题，本发明旨在提供一种Android手机软件可靠性测试方法，快速、方便地生成符合要求的软件的可靠性测试用例，并对软件的可靠性进行评估和预测，用以指导可靠性测试的进行。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种Android手机软件可靠性测试方法，包含以下步骤：
(1)利用Android手机软件可靠性自动化生成工具实现对Android系统的所有原子操作的兼容，用可视化方式对Android软件进行可靠性测试用例的编写，并根据用户的实际操作习惯生成软件的测试用例；
(2)将生成的测试用例导入到Android手机软件可靠性自动化测试工具中，执行可靠性自动化测试，并根据测试得到的失效信息对Android手机软件进行相应的修正；
(3)选取可靠性评估模型，并根据当前失效信息计算当前可靠度的估计值，若该估计值达到用户给定的可靠度指标，则结束可靠性自动化测试，否则继续进行可靠性自动化测试，并根据失效信息指导下一次的可靠性自动化测试。
上述步骤(2)的具体步骤是：
(a)对Android系统操作进行分类，即获取Android系统的所有原子操作；
(b)用USB线将Android手机与计算机连接，通过Android调试桥实现计算机控制手机以及手机屏幕在计算机上的时显示；
(c)利用计算机中的Android手机软件可靠性自动化生成工具实现对Android系统的所有原子操作的兼容，自动记录原子操作相应的信息；
(d)根据软件的功能操作添加对应的操作步骤，最终建立一个树状的软件操作流程；
(e)根据建立好的树状的软件操作流程和用户对软件实际的操作习惯，利用设置状态间转移概率算法设置各步骤间的转移概率，建立软件操作的概率转移模型；
(f)根据建立好的软件操作的概率转移模型，利用测试用例生成算法自动识别软件的测试路径，根据测试路径和各步骤间的转移概率生成对应个数的测试用例。
上述步骤(e)、(f)中，概率转移模型为马尔科夫链模型。
上述步骤(3)中，可靠性评估模型采用J-M可靠性评估模型。
上述当前可靠度的估计值的计算公式为其中，Rn+1(x)为当前失效后的x时间内的可靠度估计值，n为当前失效序号，N为总故障数的极大似然估计值，为比例常数的极大似然估计值。
上述根据失效信息指导下一次的可靠性自动化测试时：预测下一次失效的平均失效前时间MTTF，根据平均失效前时间MTTF指导下一次的可靠性自动化测试，其中，n为当前失效序号，N为总故障数的极大似然估计值，为比例常数的极大似然估计值。
采用上述技术方案带来的有益效果：
(1)本发明根据用户对Android手机软件的操作习惯建模，自动生成可靠性测试用例更加符合可靠性测试的特点；
(2)本发明生成的可靠性测试用例可以方便的进行修改，使其可以适应软件升级后的可靠性测试；
(3)本发明支持任何不同系统版本和不同屏幕尺寸的Android手机可靠性测试用例的生成，适应性更广；
(4)本发明运用可视化的方式进行测试用例的编写，即使不是专业人员也可以完成可靠性测试用例的编写工作；
(5)本发明能够自动化地执行Android手机软件的可靠性测试，节约了测试成本，提高了测试的效率；
(6)在本发明中，当软件发生失效时，自动化测试工具会自动记录软件的失效信息，方便地对Android软件进行修正。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明实施例Android文件管理器新建文件功能的马尔科夫链模型示意图；
图3是本发明中配置Touch原子操作对话框；
图4是本发明中Android文件管理器新建文件的一个测试用例；
图5是本发明中记录Android文件管理器发生失效的对话框示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明利用测试系统对Android手机软件进行可靠性测试。该测试系统包括Android手机软件可靠性测试用例自动生成工具和Android手机软件可靠性自动化工具。其主要思想是：编写的测试用例生成工具可以实现兼容Android系统的所有原子操作，用可视化的方式对Android软件进行可靠性测试用例的编写，并且可以根据用户的实际操作习惯生成软件的测试用例，根据生成的测试用例执行软件的可靠性自动化测试，根据测试得到的失效数据，对Android手机软件进行相应的修正。图1为Android手机软件可靠性自动化测试系统的操作流程图，所述方法如下：
步骤1：对Android系统操作进行分类，即获取Android系统的所有原子操作。
步骤2：用USB线将手机与计算机连接，通过Android调试桥(ADB)实现计算机控制手机以及手机屏幕在计算机上实时显示。
步骤3：在计算机上实现对Android系统所有原子操作的兼容，自动记录原子操作相应的信息。
步骤4：根据软件的功能操作添加对应的操作步骤，最终建立一个树状的软件操作流程。
步骤5：根据建立好的树状的软件操作流程和用户对软件实际的操作习惯，利用设置状态间转移概率算法设置步骤间的转移概率，建立软件操作的马尔科夫链模型。
步骤6：根据建立好的软件操作的马尔科夫链模型，利用测试用例生成算法自动识别软件的测试路径，根据测试路径和操作步骤间转移概率生成对应个数的测试用例。
步骤7：将生成的Android手机软件的可靠性测试用例导入到Android手机软件的可靠性自动化测试工具中，执行可靠性自动化测试。根据测得的软件的失效信息，对Android手机软件进行相应的修正之后再进行测试。
步骤8：根据Android手机软件的失效信息，对其进行可靠性评估和预测，用以指导可靠性测试的进行。
其中，步骤1所述的Android系统所有原子操作及对应的解释如表1所示：
表1
另外，为了满足可靠性自动化测试的要求，本发明加入了FindAndTouch和Wait操作。FindAndTouch操作是为了自动化测试发现程序中的错误而添加的操作，意思是发现特定位置的图片并点击，如果发现不了指定位置的图片则说明本步骤出错，自动化测试就可以停止进行。Wait操作是为用户配置操作步骤时间而添加的操作，例如粘贴一个文件需要1分钟时间，在执行粘贴操作时，就要为这个操作步骤配置1分钟的等待时间。
步骤2具体操作如下，手机端通过USB线与计算机连接，利用ADB将手机端和测试用例自动生成工具进行通信。ADB是直接操作和管理Android手机设备状态的必备工具，它包含在Android SDK中，ADB的服务程序绑定在计算机的TCP-5037端口，监听从ADB客户端发送来的命令。通过使用ADB可以由计算机端向手机端发送可执行的命令，也可以通过ADB捕捉手机端操作指令，并在计算机端显示。发送的命令格式如表1所示，直接调用这些命令，就可以实现对手机端的完全控制。
步骤3在计算机上实现对Android系统所有原子操作的兼容，所要自动记录的操作步骤信息如表2所示：
表2
步骤4为根据软件的实际功能操作添加对应的操作步骤，例如，对于Android文件管理器的新建文件功能是由以下操作完成的：第1步、点击新建文件按钮；第2步、可能会有两种操作，即输入新建文件名称或者点击取消按钮；第3步、如果第2步执行的是输入新建文件名称，接下来会有点击确定按钮或取消按钮两种操作，最终新建文件所有可能操作完成。根据这些操作在测试用例自动生成工具中添加对应的操作步骤，最终会建立软件的树状操作流程。
步骤5所用到的设置状态间转移概率算法如下：
此算法不仅可以完成操作步骤间转移概率的配置，还可以检测同一状态的所有出边概率之和是否为1，如果inputError为true，则说明配置有错，提示用户重新输入即可。
步骤6所用到的测试用例生成算法如下：
此算法可以自动识别软件的测试路径，并根据节点的信息生成对应的测试用例。
步骤7是根据测试用例执行可靠性自动化测试，其中判断软件是否发生失效是通过测试用例中的FindAndTouch操作实现的，即在对应的操作步骤中如果没有在相应的位置发现提前截取的图片，则说明此步骤出错。并记录软件发生失效的时刻和对应的操作步骤信息。
步骤8具体实现是选取适当的可靠性评估模型对Android软件的可靠度、平均失效前时间进行预测，用以判断软件的可靠性测试是否需要继续进行以及指导下一次的可靠性测试。
由上述步骤可以看出，本发明实施的可靠性测试用例生成方法，是通过可视化的建立软件操作的马尔科夫链模型，每个节点记录有具体的操作信息，为了满足可靠性的要求，根据用户的操作习惯来设置操作步骤间的转移概率，利用测试用例生成算法来自动识别软件的测试路径，进而来生成软件的可靠性测试用例，最终根据生成的测试用例对Android手机软件进行可靠性自动化测试，根据测试结果对Android手机软件的可靠性进行评估与预测。
按照上述的方式来生成Android手机软件的可靠性测试用例，避免了手工编写可靠性测试用例而带来的效率不高的问题；因为方法在用户使用软件时收集不同类型用户的操作，形成不同类型用户操作的历史统计数据，生成不同类型用户操作习惯的概率分布，测试用例是根据得到的用户操作习惯生成的，所以避免了生成的测试用例不符合可靠性测试要求的问题；因为测试用例生成方式简单易懂，所以避免了必须由专业人士编写测试用例的问题；因为操作步骤的信息是通过鼠标控制手机屏幕自动记录产生的，所以可以满足对安装在任何不同分辨率和不同尺寸屏幕的手机上的软件的可靠性测试用例的生成；对Android手机软件执行可靠性自动化测试，降低了软件的测试成本，提高了软件测试的效率；能够自动判断软件是否失效，并记录失效的信息，方便对Android手机软件的修正。
下面以实现Android文件管理器可靠性自动化测试为例说明本发明的实施方式。
Android文件管理器软件实现的功能有新建文件、新建文件夹、重命名、复制、剪切、删除、查看文件属性等。这里选取新建文件功能进行测试用例编写的说明。根据软件的实际操作，可以得到新建文件的马尔科夫链模型如图2所示。根据图2的马尔科夫链模型，添加对应的操作步骤，当添加点击新建文件操作时，会弹出如图3所示的对话框，图3左侧是手机屏幕，右侧可以记录操作步骤的信息。通过ADB可以实现直接对手机的控制，当点击新建文件按钮时，右侧文本框可以自动记录新建文件的坐标值。其它的原子操作类似。根据用户的实际的操作习惯，利用设置状态间转移概率算法设置操作步骤间的转移概率。最终建立Android文件管理器的马尔科夫链模型。利用测试用例生成算法生成Android文件管理器的测试用例集。
最终生成的测试用例是使用XML语言存储的：
由上述代码可以看出，此文件按顺序记录了执行新建文件功能的操作步骤，并且记录了各个操作步骤的详细信息。图4是新建文件的表格表示，在这里可以方便的对操作步骤的信息进行修改，以便今后软件升级后的可靠性测试。
对所有测试用例的配置文件也是用XML语言存储的：
由上述代码可知，配置文件记录了测试用例的名称、ID、存储位置、要进行测试的次数、注释等信息。
将生成的测试用例导入到自动化测试工具中执行可靠性自动化测试。在软件发生失效时，自动化测试工具会自动停止测试，并记录对应的失效信息。图5是文件管理器软件发生失效的窗口截图。最终记录的软件的失效数据如表3所示：
表3
接下来选取J-M可靠性评估模型对Android文件管理器软件的可靠性进行评估与预测。
(1)总故障数的极大似然估计值N＝40，当前失效序号n＝30，比例常数的极大似然估计值则第30次失效后的x时间内的可靠度和不可靠度为：
当x＝4，即第30次失效后4小时，可以得到当前的可靠度的估计值为0.78。
(2)第31次失效的平均失效前时间为：
通过对失效信息的分析，可以直观的判断软件是否达到可靠性要求，并可以指导实际的测试过程：
(1)用户给出了软件的可靠度指标，根据当前的软件可靠度的估计值，就可以判断是否满足用户的需求，从而决定是否需要继续进行测试。
(2)根据预测的软件残留的缺陷数和平均失效前时间，用于指导可靠性测试的进行。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种Android手机软件可靠性测试方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)利用Android手机软件可靠性自动化生成工具实现对Android系统的所有原子操作的兼容，用可视化方式对Android软件进行可靠性测试用例的编写，并根据用户的实际操作习惯生成软件的测试用例；
(2)将生成的测试用例导入到Android手机软件可靠性自动化测试工具中，执行可靠性自动化测试，并根据测试得到的失效信息对Android手机软件进行相应的修正；
所述步骤(2)的具体步骤是：
(a)对Android系统操作进行分类，即获取Android系统的所有原子操作；
(b)用USB线将Android手机与计算机连接，通过Android调试桥实现计算机控制手机以及手机屏幕在计算机上的时显示；
(c)利用计算机中的Android手机软件可靠性自动化生成工具实现对Android系统的所有原子操作的兼容，自动记录原子操作相应的信息；
(d)根据软件的功能操作添加对应的操作步骤，最终建立一个树状的软件操作流程；
(e)根据建立好的树状的软件操作流程和用户对软件实际的操作习惯，利用设置状态间转移概率算法设置各步骤间的转移概率，建立软件操作的概率转移模型；
(f)根据建立好的软件操作的概率转移模型，利用测试用例生成算法自动识别软件的测试路径，根据测试路径和各步骤间的转移概率生成对应个数的测试用例；
(3)选取可靠性评估模型，并根据当前失效信息计算当前可靠度的估计值，若该估计值达到用户给定的可靠度指标，则结束可靠性自动化测试，否则继续进行可靠性自动化测试，并根据失效信息指导下一次的可靠性自动化测试。
2.根据权利要求1所述的一种Android手机软件可靠性测试方法，其特征在于：步骤(e)和(f)中的概率转移模型为马尔科夫链模型。
3.如权利要求1所述的一种Android手机软件可靠性测试方法，其特征在于：所述步骤(3)中，可靠性评估模型采用J-M可靠性评估模型。
4.如权利要求3所述的一种Android手机软件可靠性测试方法，其特征在于：所述当前可靠度的估计值的计算公式为其中，Rn+1(x)为当前失效后的x时间内的可靠度估计值，n为当前失效序号，N为总故障数的极大似然估计值，为比例常数的极大似然估计值。
5.如权利要求3所述的一种Android手机软件可靠性测试方法，其特征在于：所述根据失效信息指导下一次的可靠性自动化测试时：预测下一次失效的平均失效前时间MTTF，根据平均失效前时间MTTF指导下一次的可靠性自动化测试，其中，n为当前失效序号，N为总故障数的极大似然估计值，为比例常数的极大似然估计值。
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Granted publication date: 20170503 |