ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ. Общие требования к разработке и документированию

Возможно сертификационное доверие для эмулятора или имитатора объектного вычислителя на инструментальном компьютере. Однако рекомендации относительно среды тестирования сводятся к следующему: некоторые тесты должны быть выполнены только в интегрированной объектной вычислительной среде, так как некоторые ошибки могут быть обнаружены только в этой среде.

Тестированию, основанному на требованиях, уделяют особое внимание, потому что эту стратегию признают наиболее эффективной в обнаружении ошибок. Рекомендации для выбора тестовых вариантов, основанных на требованиях, заключаются в следующем:

— для того чтобы выполнить задачи тестирования ПО, необходимы две категории тестовых вариантов: тесты для проверки функционирования в области допустимых значений и тесты для проверки на устойчивость к ошибкам входных данных (вне данной области);

— обеспечить особые тестовые варианты, разработанные на основе требований к ПО с учетом потенциальных источников ошибок, присущих процессам разработки ПО.

Назначение тестовых вариантов для области допустимых значений — продемонстрировать способность ПО корректно функционировать в штатных условиях и для входных данных из области допустимых значений. Тестовые варианты данной категории включают в себя следующее:

— вещественные и целые входные переменные, которые выбирают с использованием допустимых классов эквивалентности и граничных значений;

— выполнение многократных итераций кода для функций, зависящих от времени, таких как фильтры и задержки, чтобы проверить характеристики этих функций в правильном контексте;

— для проверки перехода состояний разрабатывают тестовые варианты, реализующие переходы, возможные при нормальной работе;

— тестовые наборы, которые должны проверить использование переменных и выполнение булевых операторов для требований к ПО, выраженных логическими уравнениями.

Цель тестовых вариантов проверки устойчивости к ошибкам — показать способность ПО отрабатывать недопустимые входные данные и условия. Требования к тестовым вариантам устойчивости к ошибкам следующие. Должны быть:

— выбраны вещественные и целые переменные из недопустимых классов эквивалентности;

— проверена инициализация системы для недопустимых условий;

— определены режимы с возможными ошибками для поступающих данных, особенно для сложных цифровых последовательностей данных из внешней системы;

— разработаны тестовые наборы для циклов, когда счетчик цикла — вычисляемое значение, чтобы попытаться получить значения счетчика цикла, выходящие из диапазона допустимых значений, и таким образом показать устойчивость кода, связанного с циклом;

— разработаны тестовые наборы для проверки механизмов защиты от арифметического переполнения для функций, зависящих от времени, типа фильтров и задержек;

— разработаны тестовые наборы, чтобы проверить переходы в состояния, которые невозможны в соответствии с требованиями к ПО.

Тестирование, основанное на требованиях, является основным методом для тестирования любого уровня: тестирования интеграции ЭКПО/ЭКА, тестирования интеграции ЭКПО и модульного тестирования. За исключением тестирования интеграции ЭКПО/ЭКА, эти методы не требуют специальной среды тестирования или специальной стратегии. Рекомендации для выполнения тестирования, основанного на требованиях, следующие:

а) тестирование, основанное на требованиях, интеграции ЭКПО/ЭКА: данный метод тестирования должен быть сконцентрирован на источниках ошибок, связанных с выполнением ПО в среде объектного вычислителя, и на функционировании на верхнем уровне. Цель тестирования интеграции ЭКПО/ЭКА — гарантировать, что ПО в объектной среде функционирует в соответствии с требованиями верхнего уровня. Типичные ошибки, выявляемые этим методом тестирования, следующие:

1) неправильная обработка прерываний;

2) отказы, связанные с требованиями по времени выполнения;

3) некорректная реакция ПО на переходные процессы в аппаратуре или аппаратные отказы, например упорядочение начальных действий, сбой при загрузке входных данных и нестабильность питания;

4) проблемы конкуренции для шин данных и других ресурсов;

5) неспособность встроенных тестов обнаруживать некоторые виды отказов;

6) ошибки в интерфейсах аппаратных/программных средств;

7) некорректное поведение циклов обратной связи;

8) некорректная работа аппаратуры, управляющей памятью, или другой аппаратуры, работающей под управлением ПО;

9) переполнение стека;

10) неправильное функционирование механизмов, поддерживающих корректность и совместимость ПО, загружаемого в условиях эксплуатации;

11) нарушения разбиения ПО;

б) тестирование, основанное на требованиях, интеграции ЭКПО: данный метод тестирования должен быть сконцентрирован на взаимосвязях между требованиями к ПО и на реализации требований архитектурой ПО. Цель такого тестирования — гарантировать, что программные компоненты взаимодействуют друг с другом корректно и удовлетворяют требованиям к ПО и архитектуре ПО. Этот метод может быть реализован путем расширения области действия требований посредством последовательной интеграции компонентов кода с соответствующим расширением области действия тестовых вариантов. Типичные ошибки, обнаруживаемые этим методом:

1) некорректная инициализация переменных и констант;

2) ошибки передачи параметров;

3) затирание данных, особенно глобальных;

4) некорректная последовательность событий и действий;

в) модульное тестирование, основанное на требованиях: этот метод тестирования следует применять для демонстрации того, что каждый программный компонент выполняет требования нижнего уровня. Цель тестирования нижнего уровня, основанного на требованиях, — гарантировать, что программные компоненты удовлетворяют этим требованиям нижнего уровня. Типичные ошибки, выявляемые данным методом тестирования:

1) ошибка алгоритма в реализации требования к ПО;

2) некорректная работа цикла;

3) некорректные логические решения;

4) отказ при обработке правильно сформированных комбинаций входных условий;

5) некорректная реакция на отсутствующие или искаженные входные данные;

6) некорректная обработка исключительных ситуаций типа арифметических ошибок или выхода за границы массива;

7) некорректная последовательность вычислений;

8) неадекватные точность вычисления в алгоритме, точность представления данных или выполнение расчетов.