CN107608894A - 基于动态模型的软件测试文档生成方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法、系统及存储介质，该方法制定带有Freemarker语法标记的文档模板；采用状态图、时序图、故障树、因果图和判定表及图形间的嵌套机制和图形的扩充语义构建嵌入式软件的动态模型，以描述嵌入式软件的动态测试需求；根据图形模型校验的准则对构建完成的动态模型进行校验，根据测试目的规划测试项并生成测试项对应的测试用例，存储测试项和测试用例集合；基于动态模型自动生成测试文档。本发明将动态测试需求实现于动态模型中，能够实现动态测试需求追踪，自动生成规范、标准化的测试需求和测试说明文档，改善了文档相关内容不一致和缺乏完整性等问题，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及图形化建模领域，尤其涉及一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法、系统及存储介质。
背景技术
目前，对于嵌入式软件的研发、测试和过程管理依然以传统的文档驱动的软件开发方法为主，使用大量人力编写需求与设计文档，并手工编写代码和测试用例，同时为保证软件质量而使用大量人力对软件开发各阶段产生的文档和代码进行评审、走查和测试。软件质量保证效果取决于文档对需求与设计描述的精确程度和评审人员对文档检查的细致程度。但是，自然语言的不精确性和人工管理难以避免疏漏的缺点，使得这种以大量人力工作为基础的、非自动化的、以文档为中心的软件开发方法存在开发效率低下、成本高、周期长、质量难以保证等问题，严重制约了我国航空、航天、汽车等产业的发展。
其中，编写需求规格文档、设计文档、测试需求等文档已成为程序员最为头疼的事。目前编写文档存在以下问题：
(1)文档不齐全、相关内容不一致、缺乏完整性；
(2)人为疏漏，带来人为性错误；
(3)文档存储的信息对“人为”的测试活动不能进行连续的、强制的、完备的、规则化的制约和指导；
(5)文档存储的信息没有最大限度的利用前一阶段的输出成果等情况。
综上，为了能够切实缩短我国型号软件的研制周期，提升可靠性安全性，需要在国际上这种图形化、自动化开发方法的大趋势下，批判的吸收现有的技术和研究成果，并根据我国型号软件研制技术状态和标准，改造、补充和完善现有理论、技术和工具，研制出实用、易用、有效的一套技术体系和相应支持工具，从而有效提升型号软件的研制能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法、系统及存储介质，能够实现动态的测试需求追踪，自动生成规范的、标准化的测试需求和测试说明文档，改善文档相关内容不一致和缺乏完整性问题，提高工作效率，有效提升软件开发研制能力。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，包括以下步骤：
S1：制定带有Freemarker语法标记的文档模板；
S2：依据被测软件的特点，采用预设图表以及图形间的嵌套机制和图形的扩充语义构建嵌入式软件的动态模型，以描述嵌入式软件的动态测试需求；所述预设图表包括：状态图、时序图、故障树、因果图和判定表中的一种或多种；
S3：根据图形模型校验的准则对构建完成的动态模型进行校验，根据测试目的规划测试项并生成测试项对应的测试用例，采用数据库的形式存储测试项和测试用例集合；
S4：基于所述动态模型自动生成测试文档。
其中，在所述步骤S1中，所述文档模板为Word文档模板，将所述Word文档模板另存为XML文件，并做好Freemarker标记，得到格式为.ftl的文档模板。
其中，在所述步骤S2中，所述嵌入式软件的动态模型采用XML文档的形式进行存储。
其中，在所述步骤S2中，所述图形间的嵌套机制包括：
(1)数据流图的数据加工可以嵌套时序图；
(2)状态图的状态节点可以嵌套状态图、数据流图、故障树、因果图和判定表；
(3)故障树的底事件可以嵌套子故障树。
其中，在所述步骤S2中，所述图形的扩充语义包括：
(1)状态图的图元添加必要的测试语义，具体包括：状态节点添加数据变量、嵌套图形节点属性；
(2)时序图的图元添加必要的测试语义，具体包括：简单消息添加监护条件、消息内容、消息类型、消息延迟属性；
(3)故障树的图元添加必要的测试语义，具体包括：底事件添加CMP属性；
(4)判定表添加必要的测试语义，具体包括：根据逻辑表达式自动生成判定表、添加判定表的前置条件。
其中，在所述步骤S3中，根据图形模型校验的准则对构建完成的动态模型进行校验，图形模型校验的准则包括：
(1)状态图只有一个初始状态，状态不允许同时存在两个或以上的直接转移；
(2)时序图的对象来自于数据流图的数据加工或其他元素；
(3)故障树的事件约束，具体包括：一棵故障树只有一个顶事件，底事件必须量化描述；
(4)因果图的要因约束，具体包括：一个因果图只有一个主要因；
(5)判定表的条件元动作元组合约束。
其中，在所述步骤S4中，所述测试文档为Word文档，且基于Freemarker模板引擎实现测试文档生成。
其中，在所述步骤S4中，套用“模板+数据模型＝输出”公式，得出“测试项+测试需求规格说明文档模板＝测试需求规格说明文档”，“测试项/测试用例+配置项测试说明文档模板＝配置项测试说明文档”，其中，将基于所述动态模型导出的图片、测试项集合和测试用例集合替换所述文档模板中的语法标记，得到所需的测试文档。
本发明还提出一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成系统，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)能在嵌入式软件生命周期的早期发现更多的错误，因为在创建嵌入式软件的动态测试模型时，测试设计者会发现原始软件需求或系统模型中的一些不一致或不完备信息；
(2)动态的测试需求存在于动态模型之中，且模型具有很强的可溯性，因此能很容易地实现动态的测试需求追踪；
(3)模型可以重用，这样可以减少重复劳动，提高中作效率；
(4)使用带有Freemarker语法标记的文档模板，实现不经常性变动内容和格式数据的保存，这样极大的方便用户随时修改，而不用担心程序的运行问题；
(5)改善文档相关内容不一致的问题，因为模型修改后，可以重新生成测试文档；
(6)自动生成规范的、标准化的文档，减少了人工书写带来的错误，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由于现有技术中，对于嵌入式软件的研发、测试和过程管理依然以传统的文档驱动的软件开发方法为主，使用大量人力编写需求与设计文档，并手工编写代码和测试用例，这种以大量人力工作为基础的、非自动化的、以文档为中心的软件开发方法存在开发效率低下、成本高、周期长、质量难以保证等问题。
本发明提供一种基于动态模型的测试文档生成方法，该方法提供两种文档的自动生成：测试需求规格说明文档和配置项测试说明文档，属于图形化建模领域。本发明的方法包括以下步骤：制定带有Freemarker语法标记的文档模板；深入了解被测软件，采用状态图、时序图、故障树、因果图和判定表以及图形间的嵌套机制和图形的扩充语义构建嵌入式软件的动态模型，以描述嵌入式软件的动态测试需求；对构建完成的图形模型进行校验，根据测试目的规划测试项并生成测试项对应的测试用例，采用数据库的形式存储测试项和测试用例集合；基于动态模型自动生成测试文档。本发明将动态的测试需求实现于动态模型之中，能够很容易地实现动态的测试需求追踪；能够自动生成规范的、标准化的测试需求和测试说明文档，改善了文档相关内容不一致和缺乏完整性等问题，提高了工作效率。
具体地，如图1所示，本发明提出一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，包括以下步骤：
S1：制定带有Freemarker语法标记的文档模板；
S2：依据被测软件的特点，采用预设图表以及图形间的嵌套机制和图形的扩充语义构建嵌入式软件的动态模型，以描述嵌入式软件的动态测试需求；所述预设图表包括：状态图、时序图、故障树、因果图和判定表中的一种或多种；
S3：根据图形模型校验的准则对构建完成的动态模型进行校验，根据测试目的规划测试项并生成测试项对应的测试用例，采用数据库的形式存储测试项和测试用例集合；
S4：基于所述动态模型自动生成测试文档。
其中，本发明所述测试文档均为Word文档。
本发明作进一步改进，在上述步骤S1中，将Word文档模板另存为XML文件，并做好Freemarker标记，得到格式为.ftl的文档模板。
进一步地，在上述步骤S2中，所述嵌入式软件的动态模型采用XML文档的形式进行存储。
进一步地，在上述步骤S2中，所述图形间的嵌套机制如下：
(1)数据流图的数据加工可以嵌套时序图；
(2)状态图的状态节点可以嵌套状态图、数据流图、故障树、因果图和判定表；
(3)故障树的底事件可以嵌套子故障树。
进一步地，在上述步骤S2中，所述图形的扩充语义如下：
(1)状态图的图元添加了必要的测试语义，如状态节点添加了数据变量、嵌套图形节点等属性；
(2)时序图的图元添加了必要的测试语义，如简单消息添加了监护条件、消息内容、消息类型、消息延迟等属性；
(3)故障树的图元添加了必要的测试语义，如底事件添加了CMP属性(量化地描述了底事件的发生)；
(4)判定表添加了必要的测试语义，如根据逻辑表达式自动生成判定表、添加判定表的前置条件等。
本发明作进一步改进，在上述步骤S3中，根据图形模型校验的准则对构建完成的图形模型进行校验，图形模型校验的准则如下：
(1)状态图只有一个初始状态，状态不允许同时存在两个或以上的直接转移等；
(2)时序图的对象来自于数据流图的数据加工或其他元素；
(3)故障树的事件约束(一棵故障树只有一个顶事件，底事件必须量化描述等)；
(4)因果图的要因约束(一个因果图只有一个主要因)；
(5)判定表的条件元动作元组合约束。
本发明作进一步改进，在上述步骤S4中，所述测试文档为Word文档，且基于Freemarker模板引擎实现测试文档生成。套用“模板+数据模型＝输出”公式，得出“测试项+测试需求规格说明文档模板＝测试需求规格说明文档”，“测试项/测试用例+配置项测试说明文档模板＝配置项测试说明文档”。因此，将数据(基于图形模型导出的图片、测试项集合和测试用例集合等)替换文档模板中的语法标记，得到所需的测试文档。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)能在嵌入式软件生命周期的早期发现更多的错误，因为在创建嵌入式软件的动态测试模型时，测试设计者会发现原始软件需求或系统模型中的一些不一致或不完备信息；(2)动态的测试需求存在于动态模型之中，且模型具有很强的可溯性，因此能很容易地实现动态的测试需求追踪；(3)模型可以重用，这样可以减少重复劳动，提高中作效率；(4)使用带有Freemarker语法标记的文档模板，实现不经常性变动内容和格式数据的保存，这样极大的方便用户随时修改，而不用担心程序的运行问题；(5)改善文档相关内容不一致的问题，因为模型修改后，可以重新生成测试文档；(6)自动生成规范的、标准化的文档，减少了人工书写带来的错误，提高了工作效率。
下面对本发明方案进行详细阐述：
本发明采用形式化方法针对嵌入式软件进行形式化描述，构建由状态图、时序图、故障树、因果图和判定表组成的嵌入式软件图形模型，然后对图形模型进行解析，用XML文件树形结构进行保存。
其中，在步骤S1中，将Word文档模板另存为XML文件，并做好Freemarker标记，得到格式为.ftl的文档模板。Freemarker标记如下：
(1)循环标记：<#list varList as vartemp>content</#list>
(2)普通标记：${propertyName}
其中varList表示要循环的数据集合，vartemp表示循环中当前的数据，propertyName表示变量，普通标记可以在循环标记中使用，例如，如果vartemp是个对象,name是其属性，则可以在循环中使用${vartemp.name}来显示vartemp的name属性值。
编辑Word文档模板时的格式要求为：
(1)表格中的所有项必须属于同一循环层次；
(2)图片要拥有普通标记，普通标记的内容为图片的路径；
(3)每个普通标记与它所属的循环层次有一一对应关系，不能跨循环层次读取元素标签内容；
(4)循环标记的结尾必须为WORD的回车换行，普通标记没有限定；
(5)循环标记和普通标记的内容必须在数据中能够找到唯一的对应。
在步骤S2中，所述图形间的嵌套机制如下：
(1)数据流图的数据加工可以嵌套时序图；
(2)状态图的状态节点可以嵌套状态图、数据流图、故障树、因果图和判定表；
(3)故障树的底事件可以嵌套子故障树。
在步骤S2中，所述图形的扩充语义如下：
(1)状态图的图元添加了必要的测试语义，如状态节点添加了数据变量、嵌套图形节点等属性；
(2)时序图的图元添加了必要的测试语义，如简单消息添加了监护条件、消息内容、消息类型、消息延迟等属性；
(3)故障树的图元添加了必要的测试语义，如底事件添加了CMP属性(量化地描述了底事件的发生)；
(4)判定表添加了必要的测试语义，如根据逻辑表达式自动生成判定表、添加判定表的前置条件等。
在步骤S3中，根据图形模型校验的准则对构建完成的图形模型进行校验，图形模型校验的准则如下：
(1)状态图只有一个初始状态，状态不允许同时存在两个或以上的直接转移等；
(2)时序图的对象来自于数据流图的数据加工或其他元素；
(3)故障树的事件约束(一棵故障树只有一个顶事件，底事件必须量化描述等)；
(4)因果图的要因约束(一个因果图只有一个主要因)；
(5)判定表的条件元动作元组合约束。
在步骤S4中，所述测试文档为Word文档，且基于Freemarker模板引擎实现测试文档生成。套用“模板+数据模型＝输出”公式，得出“测试项+测试需求规格说明文档模板＝测试需求规格说明文档”，“测试项/测试用例+配置项测试说明文档模板＝配置项测试说明文档”。因此，将数据(基于图形模型导出的图片、测试项集合和测试用例集合等)替换文档模板中的语法标记，得到所需的测试文档。具体算法描述如下面介绍的算法1和算法2所示。
算法名称：算法1
输入：动态模型、测试需求规格说明文档模板
输出：测试需求规格说明文档
过程：
1)获取动态模型；
2)获取被测软件的名称和动态模型导出的图片；
3)从数据库中读取所有类型测试项的集合，包括功能测试项、接口测试项、性能测试项和余量测试项，并且获取测试项的优先级说明；
4)解析动态模型，从首层数据流图开始嵌套遍历，获取所有动态图节点的名称和描述。
5)基于FreeMarker装载测试需求规格说明文档模板文件；
6)设置输出文档路径和名称，并创建测试需求规格说明文档文件；
7)将2、3、4获取的数据替换文档模板中的语法标记，得到所需的测试文档。
算法名称：算法2
输入：动态模型、测试说明文档模板
输出：配置项测试说明文档
过程：
1)获取动态模型；
2)获取被测软件的名称；
3)从数据库中读取所有类型测试项的集合，包括功能测试项、接口测试项、性能测试项和余量测试项，并且获取测试项对应的测试用例集合；
4)基于FreeMarker装载配置项测试说明文档模板；
6)设置输出文档路径和名称，并创建配置项测试说明文档文件；
7)将2、3获取的数据替换文档模板中的语法标记，得到所需的测试文档。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)能在嵌入式软件生命周期的早期发现更多的错误，因为在创建嵌入式软件的动态测试模型时，测试设计者会发现原始软件需求或系统模型中的一些不一致或不完备信息；
(2)动态的测试需求存在于动态模型之中，且模型具有很强的可溯性，因此能很容易地实现动态的测试需求追踪；
(3)模型可以重用，这样可以减少重复劳动，提高中作效率；
(4)使用带有Freemarker语法标记的文档模板，实现不经常性变动内容和格式数据的保存，这样极大的方便用户随时修改，而不用担心程序的运行问题；
(5)改善文档相关内容不一致的问题，因为模型修改后，可以重新生成测试文档；
(6)自动生成规范的、标准化的文档，减少了人工书写带来的错误，提高了工作效率。
此外，本发明还提出一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成系统，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本实施例的具体原理，请参照上述实施例，在此不再赘述。
此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本实施例的具体原理，请参照上述实施例，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制定带有Freemarker语法标记的文档模板；
S2：依据被测软件的特点，采用预设图表以及图形间的嵌套机制和图形的扩充语义构建嵌入式软件的动态模型，以描述嵌入式软件的动态测试需求；所述预设图表包括：状态图、时序图、故障树、因果图和判定表中的一种或多种；
S3：根据图形模型校验的准则对构建完成的动态模型进行校验，根据测试目的规划测试项并生成测试项对应的测试用例，采用数据库的形式存储测试项和测试用例集合；
S4：基于所述动态模型自动生成测试文档。
2.根据权利要求1所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述文档模板为Word文档模板，将所述Word文档模板另存为XML文件，并做好Freemarker标记，得到格式为.ftl的文档模板。
3.根据权利要求1所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述嵌入式软件的动态模型采用XML文档的形式进行存储。
4.根据权利要求1所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述图形间的嵌套机制包括：
(1)数据流图的数据加工可以嵌套时序图；
(2)状态图的状态节点可以嵌套状态图、数据流图、故障树、因果图和判定表；
(3)故障树的底事件可以嵌套子故障树。
5.根据权利要求1所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述图形的扩充语义包括：
(1)状态图的图元添加必要的测试语义，具体包括：状态节点添加数据变量、嵌套图形节点属性；
(2)时序图的图元添加必要的测试语义，具体包括：简单消息添加监护条件、消息内容、消息类型、消息延迟属性；
(3)故障树的图元添加必要的测试语义，具体包括：底事件添加CMP属性；
(4)判定表添加必要的测试语义，具体包括：根据逻辑表达式自动生成判定表、添加判定表的前置条件。
6.根据权利要求1所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S3中，根据图形模型校验的准则对构建完成的动态模型进行校验，图形模型校验的准则包括：
(1)状态图只有一个初始状态，状态不允许同时存在两个或以上的直接转移；
(2)时序图的对象来自于数据流图的数据加工或其他元素；
(3)故障树的事件约束，具体包括：一棵故障树只有一个顶事件，底事件必须量化描述；
(4)因果图的要因约束，具体包括：一个因果图只有一个主要因；
(5)判定表的条件元动作元组合约束。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述测试文档为Word文档，且基于Freemarker模板引擎实现测试文档生成。
8.根据权利要求7所述的基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中，套用“模板+数据模型＝输出”公式，得出“测试项+测试需求规格说明文档模板＝测试需求规格说明文档”，“测试项/测试用例+配置项测试说明文档模板＝配置项测试说明文档”，其中，将基于所述动态模型导出的图片、测试项集合和测试用例集合替换所述文档模板中的语法标记，得到所需的测试文档。
9.一种基于动态模型的嵌入式软件测试文档生成系统，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法的步骤。
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