面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法

摘要

本发明是一种面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法，属于系统测试领域。本方法对安全苛刻系统的所有型号测试定义了一种五级结构的型号树的同构存储数据结构，按照该型号树构建当前型号树和对比型号树，然后根据测试需求进行型号树拷贝或者单节点拷贝，将对比型号树中节点添加到当前型号树中时，判断是否存在位于相同分系统节点或者测试项目节点下的、相同逻辑关系的同名节点，对于同名节点不进行再次添加。本方法对当前型号树的节点操作都记录到缓冲区中，在提交节点操作到数据库前进行消除冗余操作。本方法设计了多型号测试的通用存储结构，减少了多型号航天器测试中测试细则的编写时间及测试人员工作量，提高了测试效率。

说明书

技术领域

本发明属于系统测试领域，涉及一种在安全苛刻系统测试中的多型号的并行测试的测试 细则可视化动态构建方法。

背景技术

在安全苛刻系统测试中，测试细则为安全苛刻系统测试中的测试指令集合，它由测试人 员根据测试用例，使用基本测试指令编写的。由于安全苛刻系统为复杂系统，一般由分系统、 模块直至部件组成，每一层都涉及大量的属性，这些属性是测试指令的基本组成部分。因此， 测试细则需要测试人员从分系统，测试项目，测试子项目逐级进行编写。每一级节点都需要 编写大量的属性与属性值。航天器系统作为安全苛刻系统的典型，用其作为面向安全苛刻系 统并行测试的测试细则可视化动态构建方法的测试环境是非常有必要的。安全苛刻系统并行 测试的测试细则可视化动态构建是在航天器测试为实验环境下进行。在过去航天器测试主要 是单型号测试模式，单型号测试时，测试人员不需要考虑其它型号测试内容，只需要编辑属 于本型号的测试内容。这种情况在单型号测试模式下勉强可行。但随着中国在航天领域的发 展，航天发射任务的繁重，多型号测试在航天测试领域的需求越来越强烈。在多型号批量测 试中，若每个型号仍按人工方式编辑测试项目及测试子项目，无疑加大了人力消耗以及时间 消耗，这种方式是不可行的。

发明内容

本发明为了减少多型号航天器测试中测试细则的编写时间及测试人员工作量，提高测试 效率，提供了一种面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法。本发明通过 定义测试型号树的五级结构，并根据抽取的对比测试型号树结构信息，找出当前型号下与之 对应的节点，建立对比型号树与当前型号树的节点间对应关系，并完成节点数据的拷贝。

本发明给出的一种面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法，主要包 括如下步骤：

步骤一：对安全苛刻系统的所有型号测试定义型号树的同构存储数据结构，所述的型号 树为五级结构，五级结构从上到下依次为型号层、分系统层、测试项目层、测试子项目层和 测试细则层；型号层包含型号节点，分系统层包含分系统节点，测试项目层包含测试项目节 点，测试子项目层包含在测试项目下的测试子项目节点以及在分系统下的测试子项目节点， 测试细则层包含测试细则节点；

步骤二：按照步骤一定义的型号树构建当前型号树和对比型号树；

步骤三：选择进行型号树拷贝还是进行单节点拷贝，当进行型号树拷贝时，执行步骤四， 当进行单节点拷贝时，执行步骤五；

步骤四：进行型号树拷贝，具体是：将对比型号树与当前型号树的同名分系统节点建立 对应关系，将对比型号树与当前型号树同名分系统节点下具有相同路径的同名节点建立对应 关系，抽取对比型号树下同名分系统节点及其子孙节点，然后按照对比型号树的节点关系， 遍历当前型号树，逐层在当前型号树中添加不同名的节点，对于具有对应关系的同名节点不 进行添加，直至将对比型号树中所有同名分系统节点下的子孙节点都添加完毕；对当前型号 树的节点操作都记录到缓冲区中；

步骤五：进行单节点拷贝，具体是：抽取对比型号树待拷贝的节点，将该节点关联到当 前型号树所选择的节点下，然后将对比型号树待拷贝的节点及该节点的子孙节点，逐层添加 到当前型号树所选择的节点下；对当前型号树的节点操作都记录到缓冲区中；

步骤六：编辑当前型号树，编辑操作包括删除节点和创建节点；删除某个节点时，将该 节点及该节点的子孙节点都删除；对当前型号树的节点操作都记录到缓冲区中；

步骤七：将缓冲区中节点操作记录进行消除冗余操作后提交到数据库，并重新构建当前 型号树。

步骤一中所述的型号节点的数据结构包括型号名称和型号ID；分系统节点的数据结构包 括分系统名称及分系统ID；测试项目节点的数据结构包括项目ID、项目名称、所属结构层以 及分系统名称；测试子项目节点的数据结构包括子项目ID、子项目名称、分系统名称、测试 项目名称以及所属结构层；测试细则节点的数据结构包括测试细则ID、所属结构层、指令类 型、指令代号、指令名称以及测试子项目ID。

步骤二中所述的构建当前或对比型号树，具体方法是：首先，添加型号节点，随后遍历 所有的分系统数据，将与该型号相关联的分系统节点添加到该型号节点下，之后遍历测试项 目并将各个测试项目节点添加到与之关联的分系统节点下，之后遍历测试子项目，如果测试 子项目有关联测试项目则将该测试子项目节点添加到与之关联的测试项目节点下，否则添加 该测试子项目节点到上一级分系统节点下，最后遍历测试细则，并将各个测试细则节点添加 到与之关联的测试子项目下；按照步骤一中定义的数据结构存储各级节点的信息，并调用可 视化模块图形化构建型号树。

相比现有技术，本发明的优点和积极效果在于：

（1）易用性，本发明建立的型号树五级结构简单易用，结构定义简单紧凑，具有可视 化模块，可在图形界面进行操作，操作简单易用，方法接口调用易用性强，方便与其它模块 集成；

（2）通用性，本发明提出的一种面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构 建方法，在实际应用中针对特定领域工程，采用此方法对型号树结构及方法接口进行适当修 改即可满足本领域需求；

（3）实用性，本发明通过以上七个步骤实现面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可 视化动态构建方法，可以满足工程实际需求，具有一定的实用性；

（4）兼容性，本发明在设计时已经考虑到在不同型号下的测试细则的可视化动态构建， 并部署在不同型号系统下使用，实现不同型号下的测试细则的可视化动态抽取与构建；

（5）可复用性：本发明在设计时采用了同构存储数据结构来存储各型号测试数据，通 过抽取对比型号树的同构存储数据结构并插入到当前型号树的同构存储结构中，达到同构存 储数据结构的可复用性。

附图说明

图1为本发明的测试细则可视化动态构建方法中型号树的五层结构图；

图2为本发明的测试细则可视化动态构建方法的软件功能结构图；

图3为本发明的测试细则可视化动态构建方法中的型号树存储数据结构抽取方法的伪代 码图；

图4为本发明的测试细则可视化动态构建方法的整体流程图。

具体实施方法

下面将参考附图并结合实施来详细说明本发明的技术方案。

本发明利用航天器的结构形式具有通用性、大量的测试细则的编写过程具有重用性的特 点，提出一种面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法。本发明方法通过 定义测试型号树的五级结构，并根据抽取的对比测试型号树结构信息，找出当前型号下与之 对应的节点，建立对比型号树与当前型号树的节点间对应关系，并完成节点数据的拷贝。本 发明方法简单易用，通过本发明方法可以快速建立新型号的测试的同构存储结构数据，提升 了各型号的测试效率，增加了测试细则的复用性，减少新型号测试的时间开销及人力开销， 增加了多型号测试的效率。本发明方法采用可视化工具，向测试人员提供图形化界面，极大 方便测试人员完成测试细则的编写，提高了工作效率。利用本发明方法，测试人员只需要修 改指定属性值即可，这样极大减少了测试细则的编写时间及测试人员工作量。

本发明的面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法中，为所有型号测 试的测试细则提供了一种五级的型号树的同构存储数据结构。如图1所示，定义型号树包含 五级结构，五级结构从上到下依次为型号层、分系统层、测试项目层、测试子项目层和测试 细则层。对一个型号测试细则利用五级结构的型号树来组成存储，当有新型号测试时，可通 过移植现有型号树的节点来完成新型号测试的内容，增加测试细则的复用性。

所有型号树位于同一层的节点采用相同的数据结构来存储。如图1所示，首层为型号层， 包含一种节点，即型号节点，型号节点的数据结构包括型号名称（ModelName）以及型号ID （ModelId）。第二层为分系统层，包含一种数据节点，即分系统节点，分系统节点的数据结 构包括分系统ID（DevId）及分系统名称（DevName）。第三层为测试项目层，包含一种数据 节点，即测试项目节点，测试项目节点的数据结构包括项目ID（PrjId），项目名称（PrjName）、 所属结构层（Level）以及所属分系统名称（DevName）等。第四层为测试子项目层，包含两 种数据节点，为在测试项目下的测试子项目节点以及在分系统下的测试子项目节点，测试子 项目节点的数据结构包括子项目ID（SubprojId），子项目名称（SubprojName），所属分系统 名称（DevName），所属测试项目名称（PrjName），以及所属结构层（Level）等信息。第五 层为测试细则层，包含一种数据节点，即测试细则节点，测试细则节点的数据结构包括测试 细则ID（UnitId），所属结构层（Level），指令类型（UnitType），指令代号（InsNo），指令名 称（InsName），以及所属测试子项目ID（SubprojId）等信息。第四层中的在分系统下的测试 子项目节点，其父节点为分系统节点，该测试子项目节点不隶属于任何测试项目，在测试项 目下的测试子项目节点，其父节点为测试项目节点而非分系统节点。

如图2所示，本发明的面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法的软 件结构，包含型号树构建模块、型号树拷贝模块、节点管理模块、保存模块和可视化模块。

型号树构建模块的主要功能包括型号树存储数据结构抽取及型号树依据抽取的存储数据 结构进行构建。

型号树存储数据结构抽取：对某型号测试，依据定义的型号树五层结构从型号层、分系 统层、测试项目层、测试子项目层和测试细则层逐层进行数据抽取。

型号树依据存储数据结构进行构建：依据抽取的型号树存储数据结构，自型号层，分系 统层，测试项目层，测试子项目层和测试细则层逐层添加节点构建型号树。每层添加的节点 的数据依据图2所示的对应的数据结构来存储。

型号树拷贝模块主要功能包括型号树拷贝及单节点拷贝。

单节点拷贝：从对比型号树选择节点，将该节点及该节点的子孙节点添加到当前型号树 选择的节点下，同时缓冲区记录操作。对比型号树是已经编辑好的其它型号树，当前型号树 是指当前测试所对应的型号树。

型号树拷贝：抽取整个对比型号树的第三级、第四级及第五级的节点，并遍历当前型号 树，将抽取的节点与当前型号树的节点比对后，逐层分级添加抽取的节点到当前型号树。对 当前型号测试建立型号树时，已知当前型号测试的型号和分系统，从而建立第一层和第二层 的节点，然后需要遍历对比型号树，将对比型号树下的同名分系统节点下的子孙节点添加到 当前型号树下对应的同名分系统节点下。

型号树拷贝模块中主要用到了节点（同构数据结构）的抽取方法。例如进行型号树拷贝 时，实现的伪代码如图3所示，具体是：通过遍历当前型号树分系统节点和对比型号树分系 统节点进行对比，将对比型号树与当前型号树的同名分系统节点建立对应关系，将对比型号 树与当前型号树各同名分系统节点下具有相同路径的同名节点建立对应关系，然后按照对比 型号树的节点关系，遍历当前型号树，逐层在当前型号树中添加不同名的节点，对于具有对 应关系的同名节点不进行添加。设找到对比型号树与当前型号树的一个同名分系统节点D， 则将对比型号树中分系统节点D下的子孙节点添加到当前型号树的分系统节点D下，在进行 节点添加时，逐层遍历当前型号树，进行如下操作（1）～（3）；

操作（1）：将当前型号树和对比型号树的分系统节点D下的测试项目节点进行遍历比对， 将对比型号树的分系统节点D下不同名的测试项目节点，添加到当前型号树分系统节点D下， 对于同名的测试项目节点不进行添加；对于当前型号树和对比型号树同名分系统节点D下的 不同名测试子项目节点，将对比型号树分系统节点D下的不同名测试子项目节点添加到当前 型号树的分系统节点D下，对于同名测试子项目节点不进行添加；

操作（2）：将当前型号树和对比型号树的分系统节点D下的同名测试项目节点P下的测 试子项目节点进行遍历比对，将对比型号树的分系统节点D下的测试项目节点P下的不同名 测试子项目节点，添加到当前型号树分系统节点D的测试项目节点P下；对于同名的测试子 项目节点，不进行添加；

操作（3）：对于当前型号树和对比型号树的同名分系统节点D下的同名测试项目节点P 下的某个同名测试子项目节点S，将测试子项目节点S下的测试细则节点进行遍历比对，将 对比型号树中该测试子项目节点S下的不同名测试细则节点，添加到当前型号树中对应的测 试子项目节点S下；对于同名的测试细则节点，不进行添加。

如图3所示，该方法中用到了以下参数与方法：

m_cur_dev_map为当前型号树分系统存储结构，储存当前型号树所有分系统节点； m_contrast_dev_map为对比型号树分系统存储结构，储存对比型号树所有分系统节点； m_cur_prj_map为当前型号树下测试项目存储结构，储存当前型号树下所有测试项目节点； m_contrast_prj_map为对比型号树下测试项目存储结构，储存对比型号树下所有测试项目节点； m_cur_subproj_map为当前型号树测试子项目存储结构，储存当前型号树所有测试子项目节点； m_contrast_subproj_map为对比型号树测试子项目存储结构，储存对比型号树所有测试子项目 节点；m_cur_uint_map为当前型号树测试细则存储结构，储存当前型号树所有测试细则节点； m_contrast_uint_map为对比型号树测试细则存储结构，储存对比型号树所有测试细则节点； dev_name为分系统名称；prj_name为测试项目名称；subproj_name为测试子项目名称； ins_name为指令名称；addsubproj(vector<TreeSubproj>)为当前型号树添加对比型号树测试子 项目节点vector<TreeSubproj>的方法；addprj(vector<TreePrj>)为当前型号树添加测试项目节点 vector<TreePrj>的方法；addunit(vector<TreeUnit>)为当前型号树添加测试细则节点 vector<TreeUnit>的方法。

节点管理模块包括节点创建及节点删除。

节点创建：在当前型号树下依据同构存储数据结构在选择的数据节点下添加新节点，并 在缓冲区保存对同构存储数据结构的操作。

节点删除：在当前型号树下删除选择的数据节点，如该节点下有子节点则删除该节点及 其子节点，并在缓冲区保存对同构数据存储结构的操作。

保存模块的主要功能包括节点操作对比，节点操作还原及节点操作信息入库。

节点操作对比：将对当前型号树的操作记录进行对比，查找是否有冗余操作，如既添加 又删除同一节点。

节点操作还原操作：将比对查找到的冗余操作进行还原操作，如对同一节点的先添加后 删除操作，则还原到未添加该节点的状态。

节点操作信息入库：将对比之后去除冗余操作的同构存储数据结构变更数据入库，入库 后调用型号树构建模块重新构建型号树。

可视化模块的主要功能是为用户提供可视化界面，以方便操作，用户通过可视化模块可 进行型号树可视化构建、型号树可视化节点管理、型号树可视化整体拷贝以及型号树可视化 单节点拷贝。

本发明一种面向安全苛刻系统并行测试的测试细则可视化动态构建方法，主要流程如图 4所示，下面对各步骤进行详细说明。

步骤一：对安全苛刻系统的所有型号测试定义型号树的同构存储数据结构。所述的型号 树为五级结构，五级结构从上到下依次为型号层、分系统层、测试项目层、测试子项目层和 测试细则层。

在进行型号树的数据结构定义时，需要考虑数据结构的通用性及领域特定性，使得该数 据结构既便于未来扩展，又能满足本领域特定需求。本发明实施例中对于所有型号测试采用 同构数据存储结构，位于同一层的节点采用同构存储数据结构，如图1所示，型号层包含型 号节点，分系统层包含分系统节点，测试项目层包含测试项目节点，测试子项目层包含在测 试项目下的测试子项目节点以及在分系统下的测试子项目节点，测试细则层包含测试细则节 点。

步骤二：根据需求选择对比型号树，按照步骤一定义的型号树构建当前型号树和对比型 号树。

在搭建的软件的可视化模块中，初始化型号对比界面，并调用型号树构建模块初始化当 前型号树，选择对比型号树，并初始化对比型号树。

在步骤二中定义了型号树构建方法，型号树的构建方法是：首先，添加型号节点，随后 遍历所有的分系统数据，将与该型号相关联的分系统节点添加到该型号节点下，之后遍历测 试项目并将各个测试项目节点添加到与之关联的分系统节点下，之后遍历测试子项目，如果 测试子项目有关联测试项目则添加将该测试子项目节点到与之关联的测试项目节点下，否则 添加该测试子项目节点到上一级分系统节点下，最后遍历测试细则，并将各个测试细则节点 添加到与之关联的测试子项目下；在调用型号树构建模块添加各级节点时，系统缓冲区将各 节点的数据存储在定义好的同构存储数据结构中，并调用可视化模块图形化构建型号树。

对比型号树根据具体需要由用户来选择，并调用型号树构建方法构建。型号树构建模块 初始化对比型号树与初始化当前型号树相同，都是使用步骤二中的型号树构建方法进行初始 化。

步骤三：选择进行型号树拷贝还是进行单节点拷贝，当进行型号树拷贝时，执行步骤四， 当进行单节点拷贝时，执行步骤五。

根据测试情况选择进行型号树拷贝还是单节点拷贝，例如，当新建一个测试型号树时， 型号树中只有一二级节点，即型号及分系统节点时，用户可以选择型号树拷贝将对比型号树 的三四五级节点整体拷贝到新建型号树下；而当当前型号树各分系统具有完整的五级节点结 构时，仅需拷贝部分当前型号树所没有的节点信息时，用户可以使用单节点拷贝功能，抽取 对比型号树上所选取的节点信息及其子孙节点信息，并添加到当前型号树上所选取的节点下。

步骤四：进行型号树拷贝。调用型号树拷贝模块，抽取对比型号树中第三层到第五层的 节点，遍历当前型号树，将抽取的节点逐层添加到当前型号树中。

进行型号树拷贝时，对于当前型号树下的分系统节点D，提取对比型号树中同名分系统 节点D的子孙节点，添加到当前型号树的分系统节点D下。如图4所示，在当前型号树中添 加节点时，按型号树五层结构逐层添加从对比型号树中复制的节点。在进行复制时调用可视 化模块实现型号树可视化的整体拷贝。在缓冲区记录所作的型号树拷贝操作。

在选择了型号树拷贝功能后，对于对比型号树的每个分系统节点，抽取该分系统节点及 其子孙节点，之后遍历当前型号树找到同名分系统节点，将对比型号树与当前型号树的同名 分系统节点建立对应关系。再将对比型号树与当前型号树同名分系统节点下具有相同路径的 同名节点建立对应关系，然后遍历当前型号树，按照对比型号树的节点关系，逐层在当前型 号树中添加抽取的分系统下的不同名的子孙节点，直至将对比型号树中所有同名分系统节点 下的子孙节点都添加完毕，完成拷贝。

如图3和图4所示，在当前型号树添加对比型号树某个分系统节点第三层到第五层的节 点时，逐层判断对比型号树第三层到第五层的节点是否在当前型号树中有同名节点。对对比 型号树该分系统节点下的各测试项目节点，判断当前型号树的同名分系统节点下是否有该对 比型号树测试项目同名测试项目节点，如果有则不添加该同名测试项目节点，否则添加该测 试项目节点；对于对比型号树该分系统节点下的各测试子项目节点，判断在当前型号树的同 名分系统节点下是否有具有相同路径的同名测试子项目节点，如果有则不添加该同名测试子 项目节点，否则添加该测试子项目节点；对于对比型号树该分系统节点下的各测试细则节点， 判断当前型号树的同名分系统节点下是否有具有相同路径的同名测试细则节点，如有则放弃 添加该同名测试细则节点，否则添加该测试细则节点。例如，对比型号树中分系统节点D下 的测试项目节点P下的测试子项目节点S下的测试细则节点N，在当前型号树同名分系统节 点D下沿相同路径寻找是否存在同名测试细则节点N。

步骤五：进行单节点拷贝。调用型号树拷贝模块，从对比型号树中选择要拷贝的节点， 将该节点及该节点的子孙节点添加到当前型号树选择的节点下，同时缓冲区记录所作的单节 点拷贝操作，并通过可视化模块进行型号树可视化单节点拷贝功能。

如图4所示，首先选择对比型号树中待拷贝的节点，一般为三层的测试项目节点或四层 的测试子项目节点，再选择当前型号树中要关联的节点，选取二层的分系统节点或者三层的 测试项目节点。然后将从对比型号树中抽取的节点及该节点的子孙节点，逐层添加到当前型 号树选取的节点下。通过遍历当前型号树关联节点和对比型号树待拷贝节点进行对比，建立 对应关系。当拷贝对比型号树第三层的测试项目节点到当前型号树的某个分系统节点下时， 首先判断在当前型号树该分系统节点下是否有同名的测试项目节点，若没有，则添加测试项 目节点，若有，则不用添加该测试项目节点。当拷贝对比型号树第四层的测试子项目节点到 当前型号树的某个分系统节点或者测试项目节点下时，首先判断在当前型号树该分系统节点 或测试项目节点下是否有同名的测试子项目节点，若没有，则添加该测试子项目节点，若有， 则不用添加该测试子项目节点。继续添加待拷贝节点的下一层节点，同样，如果当前型号树 中关联节点的与待拷贝节点的同名节点下，存在与对比型号树中待拷贝节点下具有相同路径 的同名节点时，不添加该同名节点，否则需要添加该节点，直到添加完第五层的测试项目节 点，结束本次单节点拷贝。例如，对比型号树中测试项目节点P关联在当前型号树分系统节 点D下，对于对比型号树测试项目节点P下的测试子项目节点S下的测试细则节点N，在当 前型号树分系统节点D下的同名测试项目节点P下沿相同路径寻找是否存在同名测试细则节 点N。

步骤四和步骤五中，将对比型号树与当前型号树每层上具有同名上层节点的同名节点建 立对应关系，然后按照对比型号树的节点关系，遍历当前型号树，逐层在当前型号树中添加 不同名的节点，对于具有对应关系的同名节点不进行添加。

步骤六：编辑当前型号树，编辑操作包括删除节点和创建节点。调用节点管理模块，对 当前型号树进行编辑，并可通过可视化模型实现可视化的节点管理。

删除某个节点时，将该节点及该节点的子孙节点都删除。在当前型号树的某个节点下添 加新节点时，将新节点及新节点的子孙节点按照逐层添加到当前型号树中。对当前型号树所 作的删除节点操作和创建节点操作记录到缓冲区中。

步骤七：将缓冲区中节点操作记录进行消除冗余操作后提交到数据库，并根据数据库重 新构建当前型号树。

本步骤针对用户的一些误操作，例如在当前型号树中添加了一个节点但在保存之前又删 除了该节点，或者是先删除一个节点但在保存之前又添加了一个同名节点，如果将这些节点 操作都提交到服务器数据库中，将浪费服务器数据库部分资源。为了减轻数据库操作负担， 在用户点击保存按钮后，保存模块对缓冲区中的节点操作记录进行消除冗余操作后，删除对 同一节点进行重复增加与删除的操作，然后再提交到服务器数据库上，然后根据服务器数据 库中的节点操作记录更新当前型号树。