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本书总结了作者多年的嵌入式软件系统测试的工程实践经验，基于形式化方法，提出了完整的自动化测试解决方案。全书从嵌入式系统的构成、分类和特点入手，介绍嵌入式软件工程及管理方法，讨论嵌入式软件系统测试理论及测试环境构建等技术，并结合航电系统嵌入式软件测试实例，为实现自动化测试提供有效的解决方案。本书既适合从事军用民用领域嵌入式系统开发、验证及维护的专业技术人员阅读，也适合高等院校计算机、软件工程、嵌入式系统等专业的学生参考。
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前言缩略词汇表第1章 嵌入式系统及软件11.1 嵌入式系统概述11.1.1 嵌入式系统与实时系统11.1.2 嵌入式系统的特点51.1.3 嵌入式系统的组成61.1.4 嵌入式系统的应用领域101.2 嵌入式软件概述121.2.1 嵌入式软件分类121.2.2 嵌入式操作系统141.3 本章小结26第2章 嵌入式软件工程与质量特性272.1 嵌入式软件工程272.1.1 嵌入式软件开发模型282.1.2 系统分析与软件定义阶段302.1.3 软件需求分析阶段302.1.4 软件设计阶段332.1.5 软件实现阶段332.1.6 软件测试阶段332.1.7 软件验收与交付阶段362.1.8 软件使用与维护阶段382.2 嵌入式软件工程化管理402.2.1 软件工程化管理402.2.2 软件开发方法学412.3 嵌入式软件的质量特性422.4 本章小结43第3章 基于形式化方法的嵌入式软件系统测试技术453.1 软件形式化测试技术概述453.1.1 软件形式化测试概述453.1.2 基于形式规约语言463.1.3 基于有限状态机和时间自动机模型493.1.4 基于统一建模语言503.1.5 基于Petri网模型513.1.6 基于马尔可夫链模型523.1.7 基于自定义形式化测试描述语言523.2 嵌入式软件形式化测试技术533.2.1 基本概念533.2.2 基于FSM的软件测试技术573.2.3 基于EFSM的软件测试技术583.2.4 实时扩展有限状态机模型613.3 基于实时扩展UML与RT-EFSM的测试用例生成723.3.1 UML与OCL基本概念及技术723.3.2 UML与软件测试773.3.3 UML实时扩展793.3.4 基于实时扩展UML与RT-EFSM的测试用例生成过程913.4 本章小结111第4章 实时嵌入式软件自动化测试描述技术1134.1 测试描述的概念及分类1134.1.1 测试描述的概念1134.1.2 测试描述的分类1144.2 实时嵌入式软件测试描述的特性1154.2.1 实时嵌入式软件测试的特点1154.2.2 RT-ESTDL的设计原则1164.2.3 RT-ESTDL的地位和作用1174.3 实时嵌入式软件测试描述语言的设计1184.3.1 RT-ESTDL的词法1184.3.2 RT-ESTDL的语法1204.4 RT-ESTDL对实时嵌入式软件测试的支持机制1224.4.1 对实时嵌入式设备建模的支持1224.4.2 对实时嵌入式软件测试时间约束及并发处理的支持1264.4.3 对实时嵌入式设备模型实时通信的支持1264.4.4 对重用已有设备模型及测试描述的支持1274.5 本章小结127第5章 智能终端应用软件系统测试技术1295.1 智能终端应用软件基础1295.1.1 Android操作系统1295.1.2 Android开发环境1315.1.3 Android应用程序组件1315.1.4 Android模拟器和ADB工具1325.1.5 Android UI1335.1.6 Android Log系统1345.1.7 Android应用代码覆盖1355.1.8 Android GUI测试框架1365.2 智能终端应用软件系统的测试生成技术1375.2.1 Android测试用例生成技术1375.2.2 基于GUI的测试用例生成通用框架1415.3 智能终端应用软件系统的回归测试技术1525.3.1 安全回归测试选择技术的相关研究1525.3.2 Android应用回归测试场景1535.3.3 控制流图构建算法1555.3.4 影响分析算法1665.3.5 安全选择算法1725.4 智能终端应用软件系统的压力测试技术1735.4.1 WiseMonkey占用资源的实现1735.4.2 压力测试代理程序的设计1735.4.3 占用内存进行压力测试1755.4.4 占用CPU进行压力测试1765.4.5 占用网络进行压力测试1785.5 本章小结178第6章 实时嵌入式软件系统测试环境构建技术1796.1 现有的实时嵌入式软件系统测试环境分析1796.2 虚拟机技术与实时嵌入式软件测试1816.3 实时嵌入式软件仿真测试虚拟机规范的设计1826.3.1 数据类型1836.3.2 内存管理1836.3.3 测试任务管理1846.3.4 指令系统1866.3.5 测试描述文件1876.4 基于RT-ESSTVMS的实时嵌入式软件仿真测试环境设计1876.4.1 RT-ESSTE体系结构设计1876.4.2 测试开发系统设计1886.4.3 测试执行系统设计1886.5 实时嵌入式软件测试描述执行引擎的设计与实现1916.5.1 RT-ESTDEE的总体设计1926.5.2 测试描述预处理过程1926.5.3 测试调度过程2026.5.4 测试描述执行过程2026.5.5 在线测试描述的执行2036.5.6 测试执行引擎效率分析2046.6 本章小结206第7章 实时嵌入式软件系统测试实例2077.1 被测系统简介2077.1.1 IGNS概述2077.1.2 IGNS的主要功能和性能2087.2 IGNS静态建模2097.2.1 交联设备模型构建2097.2.2 静态模型的测试描述2097.3 IGNS动态建模2117.3.1 基于UML状态图的动态建模2117.3.2 IGNS的RT-EFSM模型及时间约束迁移等价类分析2147.4 测试序列、测试用例及测试描述生成2157.5 测试执行及结果分析2207.6 本章小结222附录1 数学符号索引223附录2 RT-ESTDL语义及用法225附录3 IGNS软件接口数据定义233附录4 IGNS软件（展平）测试场景树列表235参考文献237
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随着计算机技术的不断发展，人类已经进入了数字化时代，嵌入式软件在高科技研究与应用领域，特别是航空、航天、医疗、交通和现代武器装备研制等关键领域已得到广泛应用。鉴于嵌入式软件的重要性和特殊性，它的故障往往会导致严重的后果，因此，嵌入式软件的质量和可靠性问题越来越受到重视，而有效的嵌入式软件系统测试是保证软件质量的重要手段。本书试图跨越传统的入门级、基础级系统测试技术，为从事嵌入式软件系统测试的一线从业人员提供从形式化测试理论，到自动化测试描述方法，再到自动化仿真测试环境构建的系统化解决方案，最后通过对典型的复杂嵌入式软件系统测试工程实例的讲解，进一步验证本书所涉及的理论、技术和方法的有效性。本书的主要内容包括：第1章介绍嵌入式系统及软件的基本概念；第2章介绍嵌入式软件工程及质量与可靠性的相关知识；第3章系统地介绍基于形式化方法的嵌入式软件系统测试理论框架及技术；第4章讨论实时嵌入式软件自动化测试描述方法，主要从实时嵌入式软件测试描述语言的设计及运行机制等方面进行阐述；第5章着重讨论智能终端应用（嵌入式）软件系统测试技术，从Android系统基础开始，对测试用例生成、回归测试及压力测试等方面做了重点讲解；第6章重点讨论嵌入式软件系统测试环境构建技术，提出实时嵌入式软件仿真测试虚拟机规范的设计思路，同时对实时嵌入式软件仿真测试环境的体系结构设计以及测试执行引擎的设计、实现及效率等进行了探讨；第7章给出典型航电系统嵌入式软件测试实例。本书既可为从事军用民用领域嵌入式系统开发、验证及维护的专业技术人员提供参考，也可作为高等院校计算机、软件工程、嵌入式系统及相关专业本科生和研究生的参考读物。本书主要由殷永峰编写并负责统稿，殷永峰编写了第2、3、4、6、7章，姜博编写了第1、5章。此外，北京航空航天大学的研究生宿庆冉、王雪峰和刘家康在文字整理及附录准备等方面做了大量工作，在此谨表示诚挚的感谢。特别感谢北航可靠性与系统工程学院刘斌教授、军事科学院王峰研究员、国家互联网应急中心李政研究员在百忙之中审阅了本书，并提出了大量宝贵的意见和建议。感谢中国航空工业集团公司计算机软件北航可靠性管理与测评中心的同事，得益于诸多同人多年来在工程技术方面的积累和帮助，本书才能与读者见面。从方法学的角度来看，面向嵌入式软件系统测试的理论与技术正处于不断发展的过程中，本书也难免存在不当及谬误之处，恳请读者批评指正，以帮助我们不断改进和完善。殷永峰2020年10月
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