基于Agent技術(shù)的嵌入式智能設(shè)備的測試方法

前言

智能軟件Agent是能夠為用戶執(zhí)行特定的任務(wù)、具有一定程度的智能、能夠自主的執(zhí)行部分任務(wù)并以一種合適的方式和環(huán)境相互作用的軟件程序。Agent 有自主性、響應(yīng)性、學(xué)習(xí)能力和社會性等特性。這使得它適合在高度動態(tài)的環(huán)境下做出及時的響應(yīng)。

嵌入式技術(shù)和新一代移動通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得嵌入式智能設(shè)備大量的涌現(xiàn)。這些設(shè)備的大都具有嵌入式操作系統(tǒng)的支持, 并運行著越來越豐富的應(yīng)用程序。如何對這些應(yīng)用程序進行測試，就成為一個需要研究的課題。本文將Agent技術(shù)引入嵌入式智能設(shè)備的測試中，使用目標(biāo)設(shè)備Agent, 測試控制Agent, 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境Agent分別模擬和處理測試設(shè)備，測試工程師和測試環(huán)境的復(fù)雜性，利用Agent自身具有的特點，提出了一種有效的自動化測試的方法。

2 相關(guān)的研究及本文的思路

Agent 所具有的自主性、響應(yīng)性、學(xué)習(xí)能力和社會性等特性，使得它很適合處理復(fù)雜測試系統(tǒng)中的問題。將Agent技術(shù)應(yīng)用于測試領(lǐng)域已經(jīng)有一些相關(guān)的研究，下面是具體的介紹。

Jeongeun Choi 和 Byoungju Choi [1]提出了一個基于Agent技術(shù)的測試工具，它通過使用用戶接口Agent來處理和測試者的交互，使用測試用例選擇Agent來進行測試用例的選擇，并使用回歸測試Agent進行回歸測試，從而很好的實現(xiàn)了自動化的軟件測試。但是他們提出的測試用例選擇技術(shù)僅能在大量已有的測試用例中選擇最佳的用例，不能減少編寫測試用例本身的復(fù)雜性。

另外一些研究將Agent 技術(shù)應(yīng)用到了某一領(lǐng)域的測試中。Yu Qi、 David Hung 和 Eric Wong [3] 提出了一個基于Agent 技術(shù)的Web 應(yīng)用程序測試方法。他們使用Agent技術(shù)降低了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測試的復(fù)雜性。他們的方法不僅僅適用于Web應(yīng)用程序的測試，也適合于嵌入式智能設(shè)備的測試。

在實際測試過程中，測試人員很大的一項任務(wù)仍然是編寫各種測試用例，要真正的提高測試效率，就要提高測試腳本的通用性，減少測試腳本的變化[2] [4]。常見的嵌入式智能設(shè)備測試工具(比如testQuest)使用圖像比對來判斷目標(biāo)設(shè)備的狀態(tài), 這種方法雖然實現(xiàn)了非侵入性的測試,但是存在兩個問題:

圖片的抓取和傳送消耗了大量測試資源.

不同手機的用戶界面風(fēng)格變化很大,這使得測試腳本在用來進行新設(shè)備的測試時需要對腳本進行維護.

然而,實際的設(shè)備中,當(dāng)重要的事件發(fā)生時,系統(tǒng)會產(chǎn)生敏感事件來激勵相關(guān)模塊進行處理.如果能夠在測試過程中捕獲這些敏感事件,就能更加高效的進行測試. 并且,只要操作系統(tǒng)相同,敏感事件的捕獲方式也是一樣,測試用例不會因為界面的變化而變化。本文用目標(biāo)設(shè)備Agent抽象和捕獲測試過程中的敏感事件，并將敏感事件發(fā)送給測試控制Agent。而測試控制Agent收到敏感事件后，根據(jù)自己的知識，采取相應(yīng)的動作的機制(如異常處理，重新調(diào)度測試等)加以處理。這正好可以作為Agent的推理規(guī)則，用Agent的智能性來屏蔽測試過程的復(fù)雜性。此外，考慮到目標(biāo)設(shè)備處于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，我們利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境Agent來控制目標(biāo)設(shè)備所處的網(wǎng)絡(luò)信號，從而實現(xiàn)對設(shè)備所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的控制。

3 基于Agent的測試系統(tǒng)

3.1 總體結(jié)構(gòu)

測試系統(tǒng)的最終目標(biāo)是實現(xiàn)一個移動數(shù)字終端的自動化測試平臺，能夠?qū)σ苿訑?shù)字終端上的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用層軟件建立模塊化、可重用的測試腳本庫，提高各種黑盒測試的效率，自動化測試結(jié)果的生成，并實現(xiàn)測試結(jié)果的回放。

圖1. 測試系統(tǒng)的整體架構(gòu)

如圖1所示，測試平臺分為四層，包括用戶接口層，測試控制層，通訊層和設(shè)備Agent層。 其中，過程監(jiān)控模塊，測試環(huán)境控制模塊和設(shè)備Agent層采用Agent的思想進行設(shè)計，以更好的支持嵌入式設(shè)備的測試。

3.2系統(tǒng)基本執(zhí)行流程

測試過程是對真實用戶使用手機時“輸入-反饋”模型的一個模擬。

系統(tǒng)的基本的使用用例如下，首先用戶通過腳本編輯器或者虛擬手機創(chuàng)建測試腳本并進行基本的配置，然后過程監(jiān)控模塊調(diào)度腳本開始執(zhí)行，當(dāng)腳本解釋器解釋執(zhí)行腳本語句時，腳本解釋器通常使用通訊模塊向手機發(fā)送模擬按鍵，然腳本解釋器進入等待狀態(tài)，目標(biāo)設(shè)備Agent從通訊模塊得到按鍵，執(zhí)行按鍵動作，截取屏幕并返回給測試控制Agent，或者如果手機有敏感世事件的發(fā)生(如來電，短信，異常等)也會反饋給測試控制Agent，測試控制Agent接到數(shù)據(jù)，再次激勵腳本運行，并同時將測試結(jié)果輸入存入測試資源庫。腳本繼續(xù)運行下面的語句，直到運行結(jié)束。

3.3目標(biāo)設(shè)備Agent

目標(biāo)設(shè)備Agent駐留在被測試的智能設(shè)備中，實現(xiàn)對目標(biāo)設(shè)備的建模。本系統(tǒng)中它接收從PC機中接收到的控制命令，然后在智能設(shè)備中進行相應(yīng)的操作，包括模擬鍵盤事件，截取屏幕并返回給PC，以及根據(jù)知識庫中的配置的測試目標(biāo)，通過推理，有所選擇的將必需的狀態(tài)信息主動通知測試宿主機。

3.3.1 設(shè)備Agent 依賴的決策規(guī)則

系統(tǒng)事件報告決策規(guī)則(SERD-RULE)

這個決策規(guī)則決定設(shè)備Agent在獲取到狀態(tài)信息時，是否將狀態(tài)信息反饋給上層系統(tǒng)。

異常處理規(guī)則(EM-RULE)

這個決策規(guī)則決定了當(dāng)Agent發(fā)現(xiàn)測試中出現(xiàn)異常，要采取的處理方式。

3.3.2 Agent 屬性

目標(biāo)設(shè)備Agent具有下面的屬性。

自主性

目標(biāo)設(shè)備Agent使得測試用戶無需關(guān)注設(shè)備的細節(jié)，它是設(shè)備功能和狀態(tài)的一個很好的抽象，通過目標(biāo)代理Agent，上層測試框架只需要執(zhí)行相應(yīng)的虛擬操作，則目標(biāo)設(shè)備Agent會自動將這些虛擬操作映射為對手機的實際操作，并且手機的響應(yīng)和其它狀態(tài)也能夠自動的反饋給客戶，這使得上層測試和底層的設(shè)備具體操作無關(guān)。

智能性

當(dāng)目標(biāo)設(shè)備Agent獲取到一個變化的被測系統(tǒng)狀態(tài)或信息時，它會根據(jù)推理規(guī)則，僅僅把和本次目標(biāo)相關(guān)的信息發(fā)送給測試控制Agent。目標(biāo)設(shè)備Agent還能夠根據(jù)異常處理規(guī)則，合理的處理測試中出現(xiàn)的異常。

3.4 測試控制 Agent

測試控制Agent 實現(xiàn)了對測試過程的建模。它主要實現(xiàn)三個目標(biāo)：

在測試過程中，對測試人員感興趣的事件進行捕獲，當(dāng)這些敏感事件發(fā)生后，系統(tǒng)立刻執(zhí)行預(yù)定義的動作，并為測試提供準(zhǔn)確和詳盡的日志。