CN107832225A - 一种飞行管理软件测试用例设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行管理软件测试用例设计方法，属于机载系统软件测试技术领域。本发明提供的测试用例设计方法，分别创建用例图测试模型、接口图测试模型、结构图测试模型、状态图测试模型、时序图测试模型，来描述飞行管理软件(FMS软件)相关联的各种类型的测试需求,然后建立相应的需求追踪关系模型图导出测试用例，该方法具有以下优点：测试用例覆盖范围明确；因为每个测试子需求互相独立，测试用例设计不会出现冗余；测试需求的来源和去向非常明确；测试用例设计达到最优化，取得了较好的测试效果。

Description

一种飞行管理软件测试用例设计方法

技术领域

本发明属于机载系统软件测试技术领域，具体涉及一种飞行管理软件测试用例设计方法。

背景技术

随着机载软件在航空领域有着越来越广泛的应用、软件测试工作在型号软件研制过程中的地位越来越重要，以飞行管理软件为代表的复杂机载系统软件在测试时面临挑战。测试用例设计是软件测试的关键技术，传统的测试用例设计方法是从主观理解为本的技术方法。

综合航空电子系统软硬件综合设计技术在现代各种型号的军民用飞机上得到广泛的应用，飞行管理软件(FMS软件)实现了飞机全部飞行各个阶段飞行管理的各项功能。

传统软件测试方法的局限性在于：

a)传统软件测试方法强调理解需求、分解、描述需求、需找反向需求；

b)更多是定性描述，而很少从整体上将测试需求量化；

c)面对简单需求，或测试需求量少时，相应的测试用例容易设计；

d)测试用例不容易满足全面覆盖率的要求；

e)测试用例设计是否冗余不易分辨；

f)面对功能需求、接口需求、结构性需求、状态转换需求、过程性需求、事件性需求，不能采用更加灵活的方法对待；

g)传统软件测试方法缺少客观的描述方法，更多是主观的设计方法；

h)以上特点使得面对复杂功能的软件测试，传统方法有局限性。

飞行管理软件测试面临的挑战和问题：

a)飞行管理软件是航电系统中最为核心的软件；

b)飞行管理软件属于典型的逻辑和算法都非常复杂的软件；

c)飞行管理软件需求规格说明文件中提出的测试需求已经达到千项之多；

d)飞行管理软件对外接口信号种类有数百个；

e)飞行管理软件各个功能之间的耦合度高；

f)飞行管理软件中的飞行计划管理功能组织结构复杂、选择状态非常多；

g)飞行管理软件中的军用任务功能过程多，又包含复杂算法；

h)飞行管理需求中的数百个复杂逻辑关系都用文字表达。

i)以上特点决定在软件测试时必须采用合理的方法描述需求和设计测试用例。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种飞行管理软件测试用例设计方法，满足测试过程中测试用例设计和执行结果最优化的目标。该方法主要包括以下步骤：

步骤一、构建与顶层功能相关的测试需求的用例图，并对每个顶层测试需求功能确定标识，所述用例图包括描述测试需求的功能及相互之间的依赖关系；

步骤二、建立飞行管理软件顶层功能测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的顶层测试需求功能的测试用例；

步骤三、构建与接口有关的测试需求的接口图模型，并对每个接口测试需求功能确定标识；

步骤四、建立飞行管理软件接口测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的接口测试需求功能的测试用例；

步骤五、构建与结构有关的测试需求的结构图模型，并对每个结构测试需求功能确定标识，所述结构测试需求功能为各关联的组成部分的静态结构；

步骤六、按步骤五所确定的标识用活动图模型构建所述静态结构的测试活动或事件需求，并对每个所述测试活动或事件需求确定标识；

步骤七、根据步骤六确定的标识建立飞行管理软件结构测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的结构测试需求功能的测试用例；

步骤八、构建与状态转换有关的测试需求的状态图模型，并对每个状态转换测试需求功能确定标识；

步骤九、建立飞行管理软件状态转换测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的状态转换测试需求功能的测试用例；

步骤十、构建按照时序发生过程有关的测试需求的时序图模型，并对每个时序状态测试需求功能确定标识；

步骤十一、按步骤十所确定的标识用活动图模型构建所述按照时序发生过程有关的事件活动或测试活动场景，并对每个所述事件活动或测试活动场景确定标识；

步骤十二、根据步骤十一确定的标识建立飞行管理软件时序状态测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的时序状态测试需求功能的测试用例。

优选的是，所述步骤一中，所述顶层功能相关的测试需求包括飞行计划、综合导航管理、导引、导航数据库管理、飞行性能管理、飞行告警管理以及任务管理。

优选的是，所述步骤三中，所述接口包括导航子系统接口、大气数据子系统接口、通信与无线电导航子系统接口、数据加卸载子系统接口、飞控子系统接口、显控子系统接口以及特种任务子系统接口。

优选的是，所述步骤五中，所述静态结构包括起飞机场、起飞跑道、离场程序、离场过渡、降落机场、进场程序、途中过渡、途中航路、进近程序以及进近过渡航路。

本发明提供的测试用例设计方法，分别创建用例图测试模型、接口图测试模型、结构图测试模型、状态图测试模型、时序图测试模型，来描述飞行管理软件(FMS软件)相关联的各种类型的测试需求,然后建立相应的需求追踪关系模型图导出测试用例，本测试用例设计方法有如下特点：

a)以用例图测试模型描述测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

b)以接口图测试模型描述接口测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

c)以结构图测试模型描述测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

d)以状态图模型描述状态测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

e)以时序图模型描述测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例。

该方法具有以下优点：

测试用例覆盖范围明确；

因为每个测试子需求互相独立，测试用例设计不会出现冗余；

测试需求的来源和去向非常明确；

测试用例设计达到最优化，取得了较好的测试效果。

附图说明

图1是本发明飞行管理软件测试用例设计方法的一优选实施例的用例图；

图2为本发明图1所示实施例的功能测试需求追踪关系模型图；

图3是本发明飞行管理软件测试用例设计方法的一优选实施例的接口模型图；

图4是本发明图3所示实施例的接口测试需求追踪关系模型图；

图5是本发明飞行管理软件测试用例设计方法的一优选实施例的飞行计划组成结构模型图；

图6是本发明图5所示实施例的飞行计划管理测试需求模型活动图；

图7是本发明图5所示实施例的飞行计划管理功能追踪关系模型图；

图8是本发明飞行管理软件测试用例设计方法的一优选实施例的飞行计划状态测试需求模型图；

图9是本发明图8所示实施例的飞行计划状态需求追踪关系模型图；

图10是本发明飞行管理软件测试用例设计方法的一优选实施例的任务管理功能测试需求分析模型图；

图11是本发明图8所示实施例的任务管理功能测试需求分析模型图；

图12是本发明图8所示实施例的任务管理需求追踪关系模型图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明提供一种采用测试需求建模的方法为飞行管理软件(FMS软件)系统功能测试设计测试用例，满足测试过程中测试用例设计和执行结果最优化的目标。

根据飞行管理软件(FMS软件)需求规格说明书中描述的各类典型功能，为飞行管理软件(FMS软件)系统功能测试，设计和创建以下五类测试模型：

1-创建用例图测试模型；

2-创建接口图测试模型；

3-创建结构图测试模型；

4-创建状态图测试模型；

5-创建时序图测试模型。

对于各类测试模型，随后建立相互追踪关系模型图，最后导出测试用例，为FMS软件提供高效的测试用例设计方法。

下面结合附图进行详细描述。

第1步：用用例图模型构建与顶层功能有关的测试需求，如图1所示，过程如下：

a)用用例图测试模型描述软件顶层功能测试需求(飞行计划、综合导航管理、导引、导航数据库管理、飞行性能管理、飞行告警管理、任务管理)；

b)用用例图测试模型描述飞行管理系统软件测试需求的每个功能，并描述了每个参与者和相关功能的关系(例如：数据库管理与显示处理单元及加卸载设备有关等等)。

c)用用例图同时描述每个测试需求功能相互之间的依存关系(飞行计划管理依赖于导航数据库管理及飞行性能管理等等)；

d)对于每个测试需求功能确定标识，进行量化和统计。

需要说明的是，图1中，实线表示关联关系，例如导航传感器属于综合导航系统，虚线表示依赖关系，例如飞行告警包含导航方面的告警、数据库方面的告警等等，FMSA2表示第二飞行管理系统应用软件，用于监视图1中左侧的飞行管理应用软件。

第2步：建立飞行管理系统软件顶层功能测试需求追踪关系，按照输入、输出、发生条件，从Q1到Q7转换成测试用例，如图2所示。可以理解的是，将飞行管理软件中的模块与飞行管理软件需求规格(说明书中的章节)、飞行管理系统需求(任务书中的章节)关联，该示意图中个，双向箭头表示双向追踪；其具有如下优点：

测试用例覆盖范围已经明确：Q1到Q7；

因为Q1到Q7互相独立，测试用例设计不会出现冗余；

测试需求的来源和去向非常明确；

测试用例设计达到最优化。

第3步：用接口图模型构建与接口有关的测试需求，如图3所示，过程如下：

a)以接口图模型描述接口测试需求(依次为导航子系统接口、大气数据子系统接口、通信/无线电导航子系统接口、数据加卸载子系统接口、飞控子系统接口、显控子系统接口、特种任务子系统接口)；

b)接口图模型描述飞行管理系统软件接口测试需求与外部子系统接口关系的每个细节；

c)对于每个接口测试需求功能确定标识，进行量化和统计。

可以理解的是，图3中给出的为顶层接口关系示意图，本领域技术人员应当知晓的是，可以以相同的方式逐级对底层创建接口图模型。

第4步：建立飞行管理系统软件接口测试需求追踪关系，按照输入、输出、发生条件，结合图3，从I1到I8转换成测试用例，如图4所示，优点如下：

a)测试用例覆盖范围已经明确：I1到I8；

b)因为I1到I8互相独立，测试用例设计不会出现冗余；

c)接口测试需求的来源和去向非常明确；

d)测试用例设计达到最优化。

第5步：用结构图模型构建与结构有关测试需求，如图5所示，过程如下；

a)构建结构图模型描述飞行管理软件飞行计划功能测试需求中每个关联的各个组成部分的静态结构(起飞机场、起飞跑道、离场程序、离场过渡、降落机场、进场程序、途中过渡、途中航路、进近程序、进近过渡航路)；

b)对于每个子部分测试需求功能确定标识，进行量化和统计。

第6步：用活动图模型构建有关结构多个组成部分的测试活动或事件需求，如图6所示，过程如下；

a)构建活动图模型描述软件功能测试需求中以上每个结构部分的活动状态和变化过程；

b)本活动图模型描述飞行管理系统软件飞行计划管理功能测试需求每个从起飞机场到着陆机场的各个组成部分选择或删除操作事件信息；

c)对于每个子部分测试需求功能确定标识，进行量化和统计。

第7步：建立飞行管理系统软件功能结构测试需求追踪关系模型，按照输入、输出、发生条件，结合图6，从A.1.1.1.1.1到A.1.1.1.1.n转换成测试用例，如图7所示，优点如下；

a)测试用例覆盖范围已经明确：从A.1.1.1.1.1到A.1.1.1.1.n；

b)因为从A.1.1.1.1.1到A.1.1.1.1.n互相独立，测试用例设计不会出现冗余；

c)结构功能测试需求的来源和去向非常明确；

d)测试用例设计达到最优化。

第8步：用状态图模型构建与状态转换有关的测试需求，如图8所示，包含如下内容；

a)用状态图模型描述飞行管理软件飞行计划状态管理功能测试需求中的状态转换部分；

b)对于每个转换状态测试需求确定标识，进行量化和统计。

第9步：建立飞行管理系统软件飞行计划状态测试需求追踪关系模型，按照输入、输出、发生条件，结合图8，从S1到S9转换成测试用例；如图9所示，其优点如下；

a)测试用例覆盖范围已经明确：从S1到S9；

b)因为从S1到S9互相独立，测试用例设计不会出现冗余；

c)状态测试需求的来源和去向非常明确；

d)测试用例设计达到最优化。

第10步：用时序图模型构建与发生的事件按照时序发生过程相关的测试需求，过程如下，如图10所示；

a)构建时序图模型描述飞行管理软件特种任务功能测试需求中的某项功能下的随着时序不断发生的状态或事件(查看空投任务参数、创建空投任务计划、激活空投计划和激活后执行过程)；

b)对于每个时序状态测试需求确定标识，进行量化和统计。

第11步：采用活动图构建按照时序发生子过程中的相关测试活动或场景，如图11所示，过程如下：

a)构建或描述每个特种任务时序子过程关联的事件活动或测试活动场景(例如飞行员查看空投任务划分为两个测试活动等等)；

b)对于每个活动状态测试需求确定标识，进行量化和统计，。

第12步：建立飞行管理系统软件军用任务测试需求追踪关系模型，按照输入、输出、发生条件，结合图11，从A.1…到R.n转换成成测试用例，如图12所示，其优点如下；

a)测试用例覆盖范围已经明确：从A.1…到R.n；

b)因为从A.1…到R.n互相独立，测试用例设计不会出现冗余；

c)过程性测试需求的来源和去向非常明确；

d)测试用例设计达到最优化

本发明提供的测试用例设计方法，分别创建用例图测试模型、接口图测试模型、结构图测试模型、状态图测试模型、时序图测试模型，来描述飞行管理软件(FMS软件)相关联的各种类型的测试需求,然后建立相应的需求追踪关系模型图导出测试用例，本测试用例设计方法有如下特点：

a)以用例图测试模型描述测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

b)以接口图测试模型描述接口测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

c)以结构图测试模型描述测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

d)以状态图模型描述状态测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例；

e)以时序图模型描述测试需求，然后用相关的需求追踪关系模型图导出测试用例。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种飞行管理软件测试用例设计方法，其特征在于，包括：

步骤一、构建与顶层功能相关的测试需求的用例图，并对每个顶层测试需求功能确定标识，所述用例图包括描述测试需求的功能及相互之间的依赖关系；

步骤二、建立飞行管理软件顶层功能测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的顶层测试需求功能的测试用例；

步骤三、构建与接口有关的测试需求的接口图模型，并对每个接口测试需求功能确定标识；

步骤四、建立飞行管理软件接口测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的接口测试需求功能的测试用例；

步骤五、构建与结构有关的测试需求的结构图模型，并对每个结构测试需求功能确定标识，所述结构测试需求功能为各关联的组成部分的静态结构；

步骤六、按步骤五所确定的标识用活动图模型构建所述静态结构的测试活动或事件需求，并对每个所述测试活动或事件需求确定标识；

步骤七、根据步骤六确定的标识建立飞行管理软件结构测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的结构测试需求功能的测试用例；

步骤八、构建与状态转换有关的测试需求的状态图模型，并对每个状态转换测试需求功能确定标识；

步骤九、建立飞行管理软件状态转换测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的状态转换测试需求功能的测试用例；

步骤十、构建按照时序发生过程有关的测试需求的时序图模型，并对每个时序状态测试需求功能确定标识；

步骤十一、按步骤十所确定的标识用活动图模型构建所述按照时序发生过程有关的事件活动或测试活动场景，并对每个所述事件活动或测试活动场景确定标识；

步骤十二、根据步骤十一确定的标识建立飞行管理软件时序状态测试需求追踪关系，按照输入、输出及发生条件，构建各标识对应的时序状态测试需求功能的测试用例。

2.如权利要求1所述的飞行管理软件测试用例设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述顶层功能相关的测试需求包括飞行计划、综合导航管理、导引、导航数据库管理、飞行性能管理、飞行告警管理以及任务管理。

3.如权利要求1所述的飞行管理软件测试用例设计方法，其特征在于，所述步骤三中，所述接口包括导航子系统接口、大气数据子系统接口、通信与无线电导航子系统接口、数据加卸载子系统接口、飞控子系统接口、显控子系统接口以及特种任务子系统接口。

4.如权利要求1所述的飞行管理软件测试用例设计方法，其特征在于，所述步骤五中，所述静态结构包括起飞机场、起飞跑道、离场程序、离场过渡、降落机场、进场程序、途中过渡、途中航路、进近程序以及进近过渡航路。