LDRA TestBed在某型机载火控雷达显控软件测试中的应用杨晶
【摘要】LDRA TestBed是一种在业务软件中广泛应用的高可靠性自动化测试工具.文章通过某型机载火控雷达综合显控软件测试实例,详细阐述了该工具在软件测试中的具体使用方法,介绍了如何进行测试程序的插桩及驱动模块的编写,研究了测试结果的输出文档、图表、分析方法及其在软件质量度量方面的应用,并总结了TestBed在软件自动化测试过程中的常见注意事项.
【期刊名称】《江苏科技信息》
【年(卷),期】2017(000)022
【总页数】4页(P42-45)
【关键词】软件测试;动态测试;静态测试;覆盖率分析
【作者】杨晶
【作者单位】江苏金陵机械制造总厂,江苏南京 211100
【正文语种】中文
随着计算机技术在军用机载火控雷达系统中的快速发展，原本作为硬件附属的软件越来越独立化、模块化，尤其是综合显控系统更是逐渐替代了原本是硬件的诸如手柄、操纵杆、操作键盘等单元。
软件规模随之增大，代码的复杂程度也不断加大，软件的可靠性对系统的影响更加突出，对软件进行全面的测试势在必行。
当今，机载火控雷达系统软件技术的发展日新月异，仅靠软件开发或测试人员的人工统计分析，已不能有效地对软件进行质量及可靠性评价，因此在软件测试中采用
辅助测试工具显得尤为重要［1］。
TestBed由英国LDRA公司开发，主要用于软件测试与软件维护，以最终提高软件产品质量。
整个工具套件的特点及优势可以归纳为对以下六大活动提供支持［2］。
（1）代码评审。
LDRA TestBed提供强大的编码规则检查功能，实现了编码规则检查过程的自动化，帮助用户提高编码评审工作的效率和质量。
（2）质量评审。
提供对软件质量的度量，可以快速地以可视化的方式了解系统的复杂性。
该特征是衡量软件的清晰性、可维护性和可测试性的元素；提供详细的彩色函数调用关系图和程序流程控制图，生成软件质量文档报告。
（3）设计评审。
目的是对源代码与设计需求之间的一致性进行评审。
帮助软件设计人员验证设计说明是否被正确的编码实现。
（4）单元测试。
在软件生命周期中随着软件开发的进行，发现错误以及修正错误的成本越来越高。
单元测试为开发团队提供了在初始编码阶段发现和修正错误的方法。
而LDRA TestBed实现了单元测试过程的自动化，极大提高了单元测试的效率。
（5）测试验证。
TestBed的代码覆盖率分析能让开发者直观、详细地了解被测试代码的测试覆盖情况，并通过进一步分析，明确需要如何补充测试用例来验证没有被测试执行过的代码。
（6）测试管理。
LDRA TestBed工具套件生成的测试文档，易于实现对复杂系统的理解、归档和维护，轻松实现测试、源代码修改、再测试及确认，达到高效的测试管理。
2.1 静态测试分析
LDRA TestBed可对单个类（cpp）、多个类（set）或整个工程（system）进行静态分析，包括主静态分析（Main Static Analysis）、复杂度分析（Complexity Analysis）、静态数据流分析（Static Data Flow Analysis）等。
需要注意的是，在进行静态测试时，应采用未经插桩的原始项目工程作为测试对象，静态测试流程如图1所示。
2.1.1 函数调用关系
函数调用关系图可方便地“自顶向下”分析程序的框架，也可“自底向上”查看函数的调用深度。
因为整个项目的调用关系比较杂乱，在此截取一个分支，以示说明，如图2所示。
其中，白色背景色为自编函数，灰色背景色为系统函数，测试人员可以快捷定位。
2.1.2 软件质量度量指标
通过基于McCabe的软件质量度量模型对程序的分析，得到程序总体质量的Kiviat图，以图例的方式显示哪些度量指标超出了预设的上下限指标［3］如图3
所示。
其中，每一轴代表一种度量元，黑色部分表示符合标准，灰色部分表示不符合。
每一个模块的具体度量数据可通过生成的度量报告进行分析，主要有以下五个指标：圈复杂度（V（G）=e-n+2，e表示控制流图中边的数量，n表示节点数量）、基本圈复杂度（通过结构化流程简化后，最终圈复杂度）、扇入（指某一过程/函数
被多少过程/函数调用）、扇出（指某一过程/函数调用多少过程/函数）、可执行
代码行数。
表1列出了CRecordDialog类中函数各个指标，根据测试预设的指标，其中通过的为P，不通过的为F。
通过表1可以分析出，函数OnPlay（）各项指标均超过预设指数，说明该函数过于复杂，建议拆分为多个函数，以降低函数复杂度，提高可维护性和可测试性。
2.1.3 源代码编码规则
LDRA TestBed的编码规则设定，是以规则集的方式存放在程序安装目录中，本文介绍的火控雷达综合显控软件是基于C++语言开发的，其规则存放在“/ Testbed/Cpp”目录下的CPPPEN.DAT文件中（注：C语言的规则存放在
“/Testbed/C”目录下的CPEN.DAT文件中）。
在进行常规测试时，采用默认规则即可，若有特殊情况需要添加规则，可在该文件中进行相关添加设置。
测试结束后，单击Individual Results菜单，选择Text Results，选择Overview Report（HTML）。
打开报告，可看到关于指定的编程规则passed或failed的结果如图4所示。
2.2 动态测试分析
动态测试是LDRA TestBed的一项重要功能，它有助于优化代码、提高代码利用效率，也有助于优化测试、减少测试费用，对于高可靠、高安全性的机载火控雷达显控软件系统的测试具有重要作用。
进行动态测试前，首先要对源程序进行插桩和添加驱动，主要输出物是语句覆盖率、分支覆盖率以及动态流程图等。
动态测试流程如图5所示。
2.2.1 程序插桩与驱动添加
当静态测试结束后，可通过静态测试的函数调用关系图确定被测函数主体，根据程序流程结构在程序的特征点插入桩代码，插桩过的代码在执行时将特征值记录保存供测试分析，而插桩代码将特征值写入历史文件。
同时，在程序模块的入口，添加驱动单元，以验证程序执行的正确性。
具体插桩和添加驱动的流程如图6所示。
2.2.2 函数动态流图
当测试项目的动态分析结束后，在整个系统的动态流图上，左键点击所要查看的函数（在本实例中，以函数OnBtJlcy（）为例），便可得到如图7所示的该函数动态流图；在动态流图Option选项中，点击Add Annotations，即可添加节点注释，查看函数源码的详细执行过程。
2.2.3 动态覆盖率分析
在用LDRA TestBed进行动态覆盖率分析时，主要查看语句覆盖（被测软件在执行时语句执行行数比例）和分支覆盖（被测软件实际执行分支与总分支数之比）。
图8是各个cpp或类的语句覆盖率和分支覆盖率，若欲查看各个函数的覆盖率，
可点击其所在的cpp进入详细查看。
进行多次累加用例测试，直到语句覆盖率和分支覆盖率均达到100%，表示覆盖率测试通过。
通过使用LDRA TestBed对机载火控雷达综显软件进行测试后，更加直观地认识
到了该工具的方便与快捷。
对于分析软件开发、维护过程中遇见的问题，具有很大的帮助。
在测试期间，也有一些浅薄的心得与体会，与大家分享：（1）如果源文件已经分析过了，相应的工作文件、结果文件便被自动记录，因此，再次进行分析时，需要在Analysis菜单下选择Delete Workfiles对话框，清除相应的工作文件，以便于进行新一轮测试分析。
（2）在进行静态分析时，需要采用原始工程，这样最能准确地分析出程序中的潜在问题，虽然在实际操作中会遇到原始代码量大、测试速度慢等问题，但毕竟静态测试次数相对较少，可将测试结果保存下来分析。
（3）在动态测试时，需要进行代码插桩和驱动添加，而且动态测试次数相对频繁，所以，用原始工程进行插桩测试时会很慢，因此，可以适当考虑分模块、分工程插桩的办法，以提高测试效率。
（4）完成软件测试后，应及时保存测试生成报告和文档，将测试用例进行归类备份，以便在软件升级后方便做回归测试。
【相关文献】
［1］黄荦，丁立冬.基于LDRA TestBed的民用机载软件结构覆盖率分析流程研究［J］.航空标准
化与质量，2014（4）：26-29.
［2］王玮.基于LDRA TestBed的软件完整性静态测试方法研究［J］.电脑与电信，2014（4）：
49-51.
［3］李中萍，岳海，薛静.LDRA TestBed在航天软件测试中的应用［J］.航天控制，2007（2）：73-77.。
