基于A(yíng)gent技術(shù)的嵌入式智能設備的測試方法

前言

智能軟件Agent是能夠為用戶(hù)執行特定的任務(wù)、具有一定程度的智能、能夠自主的執行部分任務(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、響應性、學(xué)習能力和社會(huì )性等特性。這使得它適合在高度動(dòng)態(tài)的環(huán)境下做出及時(shí)的響應。

嵌入式技術(shù)和新一代移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展使得嵌入式智能設備大量的涌現。這些設備的大都具有嵌入式操作系統的支持, 并運行著(zhù)越來(lái)越豐富的應用程序。如何對這些應用程序進(jìn)行測試，就成為一個(gè)需要研究的課題。本文將Agent技術(shù)引入嵌入式智能設備的測試中，使用目標設備Agent, 測試控制Agent, 網(wǎng)絡(luò )環(huán)境Agent分別模擬和處理測試設備，測試工程師和測試環(huán)境的復雜性，利用Agent自身具有的特點(diǎn)，提出了一種有效的自動(dòng)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、響應性、學(xué)習能力和社會(huì )性等特性，使得它很適合處理復雜測試系統中的問(wèn)題。將Agent技術(shù)應用于測試領(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(gè)基于Agent技術(shù)的測試工具，它通過(guò)使用用戶(hù)接口A(yíng)gent來(lái)處理和測試者的交互，使用測試用例選擇Agent來(lái)進(jìn)行測試用例的選擇，并使用回歸測試Agent進(jìn)行回歸測試，從而很好的實(shí)現了自動(dòng)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(xiě)測試用例本身的復雜性。

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

在實(shí)際測試過(guò)程中，測試人員很大的一項任務(wù)仍然是編寫(xiě)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(jiàn)的嵌入式智能設備測試工具(比如testQuest)使用圖像比對來(lái)判斷目標設備的狀態(tài), 這種方法雖然實(shí)現了非侵入性的測試,但是存在兩個(gè)問(wèn)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(hù)界面風(fēng)格變化很大,這使得測試腳本在用來(lái)進(jìn)行新設備的測試時(shí)需要對腳本進(jìn)行維護.

然而,實(shí)際的設備中,當重要的事件發(fā)生時(shí),系統會(huì )產(chǎn)生敏感事件來(lái)激勵相關(guān)模塊進(jìn)行處理.如果能夠在測試過(guò)程中捕獲這些敏感事件,就能更加高效的進(jìn)行測試. 并且,只要操作系統相同,敏感事件的捕獲方式也是一樣,測試用例不會(huì )因為界面的變化而變化。本文用目標設備Agent抽象和捕獲測試過(guò)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，根據自己的知識，采取相應的動(dòng)作的機制(如異常處理，重新調度測試等)加以處理。這正好可以作為Agent的推理規則，用Agent的智能性來(lái)屏蔽測試過(guò)程的復雜性。此外，考慮到目標設備處于復雜的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中，我們利用網(wǎng)絡(luò )環(huán)境Agent來(lái)控制目標設備所處的網(wǎng)絡(luò )信號，從而實(shí)現對設備所處網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的控制。

3 基于Agent的測試系統

3.1 總體結構

測試系統的最終目標是實(shí)現一個(gè)移動(dòng)數字終端的自動(dòng)化測試平臺，能夠對移動(dòng)數字終端上的系統軟件和應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(dòng)化測試結果的生成，并實(shí)現測試結果的回放。

圖1. 測試系統的整體架構

如圖1所示，測試平臺分為四層，包括用戶(hù)接口層，測試控制層，通訊層和設備Agent層。 其中，過(guò)程監控模塊，測試環(huán)境控制模塊和設備Agent層采用Agent的思想進(jìn)行設計，以更好的支持嵌入式設備的測試。

3.2系統基本執行流程

測試過(guò)程是對真實(shí)用戶(hù)使用手機時(shí)“輸入-反饋”模型的一個(gè)模擬。

系統的基本的使用用例如下，首先用戶(hù)通過(guò)腳本編輯器或者虛擬手機創(chuàng )建測試腳本并進(jìn)行基本的配置，然后過(guò)程監控模塊調度腳本開(kāi)始執行，當腳本解釋器解釋執行腳本語(yǔ)句時(shí)，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(jìn)入等待狀態(tài)，目標設備Agent從通訊模塊得到按鍵，執行按鍵動(dòng)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(lái)電，短信，異常等)也會(huì )反饋給測試控制Agent，測試控制Agent接到數據，再次激勵腳本運行，并同時(shí)將測試結果輸入存入測試資源庫。腳本繼續運行下面的語(yǔ)句，直到運行結束。

3.3目標設備Agent

目標設備Agent駐留在被測試的智能設備中，實(shí)現對目標設備的建模。本系統中它接收從PC機中接收到的控制命令，然后在智能設備中進(jìn)行相應的操作，包括模擬鍵盤(pán)事件，截取屏幕并返回給PC，以及根據知識庫中的配置的測試目標，通過(guò)推理，有所選擇的將必需的狀態(tài)信息主動(dòng)通知測試宿主機。

3.3.1 設備Agent 依賴(lài)的決策規則

系統事件報告決策規則(SERD-RULE)

這個(gè)決策規則決定設備Agent在獲取到狀態(tài)信息時(shí)，是否將狀態(tài)信息反饋給上層系統。

異常處理規則(EM-RULE)

這個(gè)決策規則決定了當Agent發(fā)現測試中出現異常，要采取的處理方式。

3.3.2 Agent 屬性

目標設備Agent具有下面的屬性。

自主性

目標設備Agent使得測試用戶(hù)無(wú)需關(guān)注設備的細節，它是設備功能和狀態(tài)的一個(gè)很好的抽象，通過(guò)目標代理Agent，上層測試框架只需要執行相應的虛擬操作，則目標設備Agent會(huì )自動(dòng)將這些虛擬操作映射為對手機的實(shí)際操作，并且手機的響應和其它狀態(tài)也能夠自動(dòng)的反饋給客戶(hù)，這使得上層測試和底層的設備具體操作無(wú)關(guān)。

智能性

當目標設備Agent獲取到一個(gè)變化的被測系統狀態(tài)或信息時(shí)，它會(huì )根據推理規則，僅僅把和本次目標相關(guān)的信息發(fā)送給測試控制Agent。目標設備Agent還能夠根據異常處理規則，合理的處理測試中出現的異常。

3.4 測試控制 Agent

測試控制Agent 實(shí)現了對測試過(guò)程的建模。它主要實(shí)現三個(gè)目標：

在測試過(guò)程中，對測試人員感興趣的事件進(jìn)行捕獲，當這些敏感事件發(fā)生后，系統立刻執行預定義的動(dòng)作，并為測試提供準確和詳盡的日志。