CodeTEST嵌入式軟件測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介課件

1、第五章 智能儀器軟件設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)模型與設(shè)計(jì)方法基于裸機(jī)的軟件設(shè)計(jì)基于操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件測(cè)試第1頁(yè)，共61頁(yè)。 智能儀器已不再是簡(jiǎn)單的硬件實(shí)體，而是硬件、軟件相結(jié)合，軟件決定儀器智能高低的新型儀器。第2頁(yè)，共61頁(yè)。第一節(jié) 軟件開(kāi)發(fā)模型與設(shè)計(jì)方法軟件的含義與軟件工程智能儀器中軟件的主要功能軟件工程開(kāi)發(fā)模式軟件開(kāi)發(fā)階段模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第3頁(yè)，共61頁(yè)。(一) 軟件的含義與軟件工程軟件的含義、特點(diǎn)和種類軟件工程的定義 運(yùn)用系統(tǒng)的、規(guī)范的和可定量的方法來(lái)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)軟件。第4頁(yè)，共61頁(yè)。軟件的含義（1）當(dāng)運(yùn)行時(shí)，能夠提供所要求功能和性能的指令或計(jì)算機(jī)程序集合；（2）該程

2、序能夠滿意地處理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（3）描述程序功能需求以及如何操作和使用所要求的文檔。 第5頁(yè)，共61頁(yè)。軟件的特點(diǎn)（1）表現(xiàn)形式不同，軟件是無(wú)形的；（2）生產(chǎn)方式不同，軟件的開(kāi)發(fā)，是人智力的高度發(fā)揮；（3）要求不同，軟件產(chǎn)品不允許有誤差；（4）維護(hù)不同，軟件維護(hù)要比硬件復(fù)雜。 第6頁(yè)，共61頁(yè)。軟件的種類（1）系統(tǒng)軟件，是服務(wù)于其他程序的程序集，一般由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家配置；（2）應(yīng)用軟件，是在系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上為解決特定領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的軟件，可分為： 1）事物軟件 2）實(shí)時(shí)軟件 3）工程和科學(xué)軟件 4）嵌入式軟件 5）個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件 6）人工智能軟件 第7頁(yè)，共61頁(yè)。軟件的種類（3）工具軟件，是

3、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間的支持軟件，用來(lái)輔助和支持開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)和維護(hù)應(yīng)用軟件，包括：需求分析工具，設(shè)計(jì)工具，編碼工具，測(cè)試工具，維護(hù)工具和管理工具；第8頁(yè)，共61頁(yè)。軟件的種類（4）可重用軟件，包括各種標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)，是計(jì)算機(jī)廠家提供的系統(tǒng)軟件的一部分，這些標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)里的標(biāo)準(zhǔn)子程序，稍加改造，甚至不經(jīng)改造就可以把它們編入新開(kāi)發(fā)的程序中。第9頁(yè)，共61頁(yè)。(二) 智能儀器中軟件的主要功能1）采集信息2）與外界對(duì)話3）記憶信息4）處理信息5）控制功能6）自檢自診斷7）自補(bǔ)償自適應(yīng)8）自校準(zhǔn)自學(xué)習(xí)第10頁(yè)，共61頁(yè)。(三) 軟件工程開(kāi)發(fā)模式 軟件工程是由硬件和系統(tǒng)工程派生出來(lái)的，他包括四個(gè)關(guān)鍵元素：方法、

4、語(yǔ)言、工具和過(guò)程。 方法是提供如何構(gòu)造軟件的技術(shù)、包括一組廣泛的任務(wù)。 語(yǔ)言是以支持軟件的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 工具為方法和語(yǔ)言提供自動(dòng)化或半自動(dòng)化的支持。 過(guò)程是粘結(jié)劑，把方法、語(yǔ)言和工具粘結(jié)在一起，它能使計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)理性化和適時(shí)化。第11頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式 軟件工程是一系列方法、語(yǔ)言、工具和過(guò)程的步驟所組成。這些步驟通常叫做軟件工程模式。 生存期模型是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目總貌的一種描述，生存期模型著眼于對(duì)項(xiàng)目管理的控制和逐步逼近的策略。其目的是給出軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目一個(gè)降低風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)。第12頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式瀑布式模型是傳統(tǒng)的軟件工程生存期模式，是一種系統(tǒng)的和順序的軟件開(kāi)發(fā)方法。

5、系統(tǒng)需求分析軟件需求分析設(shè) 計(jì)編 碼調(diào) 試維 護(hù)第13頁(yè)，共61頁(yè)。原型開(kāi)發(fā)模型四代技術(shù)(4GT)面向?qū)ο笊嫫谀Ｐ瓦^(guò)程開(kāi)發(fā)模型(混合模型)軟件工程開(kāi)發(fā)模式其他開(kāi)發(fā)模型第14頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式 軟件開(kāi)發(fā)，特別是開(kāi)發(fā)的早期階段，應(yīng)該是一個(gè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過(guò)程，它的活動(dòng)應(yīng)該包括開(kāi)發(fā)人員和用戶兩個(gè)方面。為了使其更有效，不僅要求開(kāi)發(fā)人員要與用戶緊密合作，而且還要有一個(gè)實(shí)際的工作系統(tǒng)，只有這樣才能獲得成功。盡管用戶在開(kāi)始時(shí)說(shuō)不清楚所要求的未來(lái)軟件系統(tǒng)是什么樣子，但他們卻可以對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)非常熟練地進(jìn)行挑剔。第15頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式 原型開(kāi)發(fā)模型的主要哲學(xué)論點(diǎn)就是允許失敗，它的目標(biāo)之一就是

6、減少維護(hù)的工作量，原型開(kāi)發(fā)可采用三種形式：1）一種紙面的原型或基于PC 的原型，它描繪了人機(jī)對(duì)話的形式，使用戶據(jù)此能夠了解對(duì)話如何進(jìn)行。2）一種可運(yùn)行的原型，它可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)軟件所要求功能的一些子集。3）一種現(xiàn)有程序，它能夠完成部分或全部所期望的功能，但應(yīng)有其他一些特性，即它能夠在此基礎(chǔ)上形成所需的新系統(tǒng)。第16頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式原型開(kāi)發(fā)模型需求分析快速設(shè)計(jì)建立原型用戶評(píng)價(jià)原型修改原型生產(chǎn)產(chǎn)品第17頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式四代技術(shù)（4GT）：擁有一組工具，它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即每種工具都能使軟件開(kāi)發(fā)人員在高層次上定義軟件的某些特性，并把開(kāi)發(fā)人員定義的這些特性自動(dòng)地生成源代碼

7、。需求分析設(shè)計(jì)策略用4GT實(shí)現(xiàn)測(cè) 試第18頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式面向?qū)ο螅∣bject-Oriented，OO）生存期模型有五種方案可以選擇：1）在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，都采用OO的方法（O-O-O）2）保留傳統(tǒng)的分析方法，采用OO的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （T-O-O） ；3）保留傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（用過(guò)程性語(yǔ)言），采用OO的分析與設(shè)計(jì)（O-O-T） ；4）采用OO的分析和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（O-T-T）；5）采用OO的實(shí)現(xiàn)和傳統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)（T-T-O） 。第19頁(yè)，共61頁(yè)。軟件工程開(kāi)發(fā)模式過(guò)程開(kāi)發(fā)模型(混合模型) 是把幾種不同的模型組合為一種混合模型，它允許一個(gè)項(xiàng)目沿著最有效的路徑發(fā)展。第20頁(yè)，共61頁(yè)

8、。（四） 軟件開(kāi)發(fā)階段不管選用哪種軟件工程模式，不管軟件的應(yīng)用領(lǐng)域、項(xiàng)目規(guī)?；驈?fù)雜程度如何，軟件開(kāi)發(fā)都要經(jīng)歷三個(gè)階段： 定義、開(kāi)發(fā)和維護(hù)階段。第21頁(yè)，共61頁(yè)。 定義階段主要是要弄清軟件做什么？即軟件開(kāi)發(fā)人員必須確定處理的是什么信息，它們要達(dá)到哪些功能和性能，建立什么樣的界面，存在什么樣的設(shè)計(jì)限制，以及要求什么樣的確認(rèn)準(zhǔn)則來(lái)確定系統(tǒng)是否成功，還要弄清系統(tǒng)的關(guān)鍵需求，才能確定該軟件。 雖然根據(jù)不同的軟件工程模式，定義階段所使用的方法不同，但有三個(gè)基本步驟：第22頁(yè)，共61頁(yè)。系統(tǒng)分析：主要定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中每個(gè)元素的任務(wù)。軟件項(xiàng)目計(jì)劃：包括確定工作域、風(fēng)險(xiǎn)分析、資源規(guī)定、成本估算、以及工作任務(wù)和

9、進(jìn)度安排等。需求分析：軟件工作域的定義只給軟件提出了方向，但還要對(duì)信息域和軟件功能進(jìn)行細(xì)節(jié)的定義，這是工作開(kāi)始前及其重要的。第23頁(yè)，共61頁(yè)。 開(kāi)發(fā)階段主要是確定這樣的軟件怎么做，即軟件開(kāi)發(fā)人員必須確定對(duì)所開(kāi)發(fā)軟件采用怎樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)，怎樣的過(guò)程細(xì)節(jié)，怎樣把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成編程語(yǔ)言，以及怎樣進(jìn)行測(cè)試等。開(kāi)發(fā)階段各異，但一般有三個(gè)具體步驟：軟件設(shè)計(jì)：主要是把軟件的需求翻譯為一系列的表達(dá)式來(lái)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、算法過(guò)程，以及界面特征等。第24頁(yè)，共61頁(yè)。編碼：設(shè)計(jì)表達(dá)式必須翻譯為一種人工語(yǔ)言。最后，這種語(yǔ)言可以生成機(jī)器能夠執(zhí)行的指令系統(tǒng)。軟件測(cè)試：軟件一旦成為機(jī)器可執(zhí)行的形式，還必須對(duì)其

10、進(jìn)行測(cè)試，以發(fā)現(xiàn)功能、邏輯和實(shí)現(xiàn)上的缺陷。第25頁(yè)，共61頁(yè)。 維護(hù)階段主要是各種修改，維護(hù)階段要進(jìn)行的再定義和再開(kāi)發(fā)是在軟件已經(jīng)存在的基礎(chǔ)上進(jìn)行。維護(hù)階段有三種類型的修改：改正：就是修改軟件在測(cè)試中沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的缺陷。適應(yīng)：軟件最初的開(kāi)發(fā)環(huán)境，隨著時(shí)間的推進(jìn)很可能發(fā)生很大的變化。適應(yīng)性維護(hù)就是修改軟件，使之能適應(yīng)這種外部環(huán)境的變化。第26頁(yè)，共61頁(yè)。提高：隨著軟件的使用，用戶會(huì)認(rèn)識(shí)到，為了提高效益需要增加一些功能或提高一些性能。完善性維護(hù)就是在軟件超出它最初的需求上的擴(kuò)展。第27頁(yè)，共61頁(yè)。（五）模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 模塊化程序設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)軟件，分解為若干個(gè)功能模塊，每

11、個(gè)模塊執(zhí)行單一的功能，并且具有單入口單出口結(jié)構(gòu)。自底向上模塊化程序設(shè)計(jì)自頂向下模塊化程序設(shè)計(jì)第28頁(yè)，共61頁(yè)。模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1966年的Bohm C和Jacopini G證明了只用三種基本的控制結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)如何單入口和單出口的程序。這三種基本的控制結(jié)構(gòu)是：順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)第29頁(yè)，共61頁(yè)。模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是一種程序設(shè)計(jì)技術(shù)，它采用自頂向下逐步求精的設(shè)計(jì)方法和單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)。 程序設(shè)計(jì)通常分為五個(gè)步驟：即問(wèn)題定義、程序設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試、改進(jìn)和再設(shè)計(jì)。第30頁(yè)，共61頁(yè)。模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)問(wèn)題定義階段是要明確計(jì)算機(jī)完成哪些任務(wù)、

12、執(zhí)行什么程序，決定輸入輸出的形式與硬件接口電路的連接配合以及出錯(cuò)處理方法；程序設(shè)計(jì)是利用程序?qū)θ蝿?wù)作出描述，使用的方法有模塊程序設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)法；第31頁(yè)，共61頁(yè)。模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)編碼是指程序設(shè)計(jì)人員選取一種適當(dāng)?shù)母呒?jí)（或匯編）語(yǔ)言，書(shū)寫(xiě)程序；調(diào)試就是利用各種測(cè)試方法檢查程序的正確性；改進(jìn)和再設(shè)計(jì)是根據(jù)調(diào)試中的問(wèn)題對(duì)原設(shè)計(jì)做修改，并對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)和補(bǔ)充。第32頁(yè)，共61頁(yè)。（六）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 基本概念和特征 面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ窃诿枋龊屠斫饪陀^事物方面與以往的系統(tǒng)分析方法截然不同的一種新方法。第33頁(yè)，共61頁(yè)。（六）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 面向?qū)ο蠓椒ㄖ袔讉€(gè)重要的基本概念對(duì)

13、象：是一個(gè)封裝了數(shù)據(jù)和操作的實(shí)體。對(duì)象的結(jié)構(gòu)特性由屬性表示，數(shù)據(jù)描述了對(duì)象的狀態(tài)，操作可操縱私有數(shù)據(jù)，改變對(duì)象的狀態(tài)。消息：請(qǐng)求對(duì)象執(zhí)行某一操作或回答某些信息的要求。第34頁(yè)，共61頁(yè)。（六）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)類：是具有共同的屬性、共同的操作的對(duì)象的集合。繼承性：軟件的可重用性、程序成分的可重用性都是通過(guò)繼承類中的屬性和操作而實(shí)現(xiàn)的。第35頁(yè)，共61頁(yè)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)準(zhǔn)則模塊化：面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)模式，很自然地支持了把系統(tǒng)分解成模塊的設(shè)計(jì)原理，對(duì)象就是模塊。它是把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作這些數(shù)據(jù)的方法緊密地結(jié)合在一起所構(gòu)成的模塊。抽象：面向?qū)ο蟮姆椒ú粌H支持過(guò)程抽象，而且支持?jǐn)?shù)據(jù)抽象

14、。信息隱藏：通過(guò)對(duì)象的封裝性實(shí)現(xiàn)。第36頁(yè)，共61頁(yè)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)弱耦合：耦合是指一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連的緊密程度。在此，耦合主要指不同對(duì)象之間相互關(guān)聯(lián)的緊密程度。弱耦合是優(yōu)秀設(shè)計(jì)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，這有助于使得系統(tǒng)中某一部分的變化對(duì)其他部分的影響降到最低程度。第37頁(yè)，共61頁(yè)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)強(qiáng)內(nèi)聚：內(nèi)聚衡量一個(gè)模塊內(nèi)各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密程度。設(shè)計(jì)中使用的一個(gè)構(gòu)件內(nèi)的各元素，對(duì)完成一個(gè)定義明確的目的所做出的貢獻(xiàn)程度。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該力求做到高內(nèi)聚。第38頁(yè)，共61頁(yè)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)可重用：軟件重用是提高軟件開(kāi)發(fā)生產(chǎn)率和目標(biāo)系統(tǒng)質(zhì)量的重要途徑。重用基本上從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始。有兩方面

15、含義：一是盡量使用已有的類，二是如果確實(shí)需要?jiǎng)?chuàng)建新類，則在設(shè)計(jì)這些新類的協(xié)議時(shí)，應(yīng)該考慮將來(lái)的可重復(fù)使用性。第39頁(yè)，共61頁(yè)。習(xí)題軟件的含義是什么?軟件具有哪些與硬件不同的特點(diǎn)?軟件的種類有哪些?智能儀器軟件的主要功能是什么?什么是軟件工程?試列出5種軟件工程模式?軟件開(kāi)發(fā)要經(jīng)過(guò)哪三個(gè)階段?模塊化程序設(shè)計(jì)方法有哪些?什么是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)?面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么?第40頁(yè)，共61頁(yè)。第二節(jié) 基于裸機(jī)的軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟程序流程圖與子程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)常用功能模塊的設(shè)計(jì)第41頁(yè)，共61頁(yè)。 基于裸機(jī)的軟件設(shè)計(jì)是指以空白的微處理器/控制器為基礎(chǔ)，完成全部的軟件設(shè)計(jì)，沒(méi)有將系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟

16、件分開(kāi)處理，其實(shí)時(shí)性和可靠性與設(shè)計(jì)人員的水平密切相關(guān)，適用于功能較為簡(jiǎn)單的中小型應(yīng)用系統(tǒng)。第42頁(yè)，共61頁(yè)。設(shè)計(jì)步驟編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)硬件電路設(shè)計(jì)軟件任務(wù)分析數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)劃資源分配編程調(diào)試第43頁(yè)，共61頁(yè)。程序流程圖與子程序設(shè)計(jì)程序流程圖的畫(huà)法 先粗后細(xì),逐步細(xì)化第44頁(yè)，共61頁(yè)。程序流程圖與子程序設(shè)計(jì)子程序設(shè)計(jì) 應(yīng)采用模塊化,結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法第45頁(yè)，共61頁(yè)。系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)監(jiān)控程序的任務(wù) 系統(tǒng)監(jiān)控程序是控制系統(tǒng)按預(yù)定操作方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序。它完成人機(jī)對(duì)話和遠(yuǎn)程控制等功能，使系統(tǒng)按操作者的意圖或遙控命令來(lái)完成指定的作業(yè)。它是系統(tǒng)程序的框架。 第46頁(yè)，共61頁(yè)。系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)監(jiān)

17、控程序的結(jié)構(gòu) 作業(yè)順序調(diào)度型 作業(yè)優(yōu)先調(diào)度型 鍵碼分析作業(yè)調(diào)度型 第47頁(yè)，共61頁(yè)。常用功能模塊的設(shè)計(jì)自檢模塊初始化模塊時(shí)鐘模塊通信模塊信息采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊控制決策模塊顯示模塊第48頁(yè)，共61頁(yè)。第三節(jié) 基于嵌入式操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法常用開(kāi)發(fā)工具及開(kāi)發(fā)環(huán)境第49頁(yè)，共61頁(yè)。嵌入式操作系統(tǒng)許多簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)并不需要嵌入式操作系統(tǒng)(如單片機(jī)控制)。但是，隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，操作系統(tǒng)顯得越來(lái)越重要。因此，必須對(duì)復(fù)雜的嵌入式軟件系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制。 第50頁(yè)，共61頁(yè)。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的分類 商用系統(tǒng) 專用系統(tǒng) 開(kāi)放系統(tǒng)第51頁(yè)，共61頁(yè)。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)第52頁(yè)，共61頁(yè)。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)增量式迭代開(kāi)發(fā)模型第53頁(yè)，共61頁(yè)。 嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)過(guò)程第54頁(yè)，共61頁(yè)。嵌入式應(yīng)用程序的調(diào)試第55頁(yè)，共61頁(yè)。嵌入式程序開(kāi)發(fā)工具及開(kāi)發(fā)環(huán)境交叉開(kāi)發(fā)系統(tǒng)第56頁(yè)，共61頁(yè)。開(kāi)發(fā)方法崩潰與燒制ROM監(jiān)控程序ROM仿真器在線仿真器ICE片上調(diào)試OCD 包括BDM和JTAG模擬器第57頁(yè)，共61頁(yè)。第四節(jié) 軟件測(cè)試通用軟件測(cè)試方法嵌入式軟件測(cè)試Code