摘 要：隨著普適計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展,以智能手機(jī)、PDA、和便攜式媒體中心為代表的嵌入式智能設(shè)備不斷發(fā)展和成熟,這些設(shè)備通常都在各自的硬件平臺(tái)上配備有定制的嵌入式操作系統(tǒng),擁有越來(lái)越多的應(yīng)用程序。而對(duì)于這些應(yīng)用軟件的測(cè)試給軟件提供商和設(shè)備制造商提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文將基于Agent技術(shù)的測(cè)試方法引入到自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)中，通過(guò)測(cè)試控制Agent提高了腳本的通用性，通過(guò)目標(biāo)設(shè)備Agent屏蔽了嵌入式設(shè)備的復(fù)雜性，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境Agent實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的控制，從而能夠較好的輔助測(cè)試人員完成對(duì)嵌入式智能設(shè)備的測(cè)試。 關(guān)鍵詞：普適計(jì)算; 自動(dòng)化測(cè)試; Agent技術(shù); 嵌入式設(shè)備 Abstract: With the rapid development of the pervasive computing, the embedded smart devices gradually evolve and mature. These devices include smart phones, PDA and portable multimedia center, etc. And they typically have a customized embedded OS on their own hardware platform with rich applications. But the testing of these applications poses great challenges for third-party software venders and phone manufacturers. This paper introduces Agent-based testing technology to the automated testing platform. The test control Agent improves the reusability of the testing scripts. The device Agent reduces the complexity introduced by the embedded devices. And the network environment Agent can help control the network environment of the smart devices. These can help the testers to fulfill their tests on the embedded devices more efficiently. Key words: pervasive computing; automated testing; agent technology; embedded device 1 前言 　　智能軟件Agent是能夠?yàn)橛脩魣?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(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(yīng)。 　　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(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(yùn)行著越來(lái)越豐富的應(yīng)用程序。如何對(duì)這些應(yīng)用程序進(jìn)行測(cè)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(shè)備的測(cè)試中，使用目標(biāo)設(shè)備Agent, 測(cè)試控制Agent, 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境Agent分別模擬和處理測(cè)試設(shè)備，測(cè)試工程師和測(cè)試環(huán)境的復(fù)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(cè)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(huì)性等特性，使得它很適合處理復(fù)雜測(cè)試系統(tǒng)中的問(wèn)題。將Agent技術(shù)應(yīng)用于測(cè)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(cè)試工具，它通過(guò)使用用戶接口Agent來(lái)處理和測(cè)試者的交互，使用測(cè)試用例選擇Agent來(lái)進(jìn)行測(cè)試用例的選擇，并使用回歸測(cè)試Agent進(jìn)行回歸測(cè)試，從而很好的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的軟件測(cè)試。但是他們提出的測(cè)試用例選擇技術(shù)僅能在大量已有的測(cè)試用例中選擇最佳的用例，不能減少編寫(xiě)測(cè)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(cè)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(yīng)用程序測(cè)試方法。他們使用Agent技術(shù)降低了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測(cè)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(cè)試，也適合于嵌入式智能設(shè)備的測(cè)試。 　　在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員很大的一項(xiàng)任務(wù)仍然是編寫(xiě)各種測(cè)試用例，要真正的提高測(cè)試效率，就要提高測(cè)試腳本的通用性，減少測(cè)試腳本的變化[2] [4]。常見(jiàn)的嵌入式智能設(shè)備測(cè)試工具（比如TestQuest）使用圖像比對(duì)來(lái)判斷目標(biāo)設(shè)備的狀態(tài), 這種方法雖然實(shí)現(xiàn)了非侵入性的測(cè)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(cè)試資源. 　　● 不同手機(jī)的用戶界面風(fēng)格變化很大,這使得測(cè)試腳本在用來(lái)進(jìn)行新設(shè)備的測(cè)試時(shí)需要對(duì)腳本進(jìn)行維護(hù). 　　然而,實(shí)際的設(shè)備中,當(dāng)重要的事件發(fā)生時(shí),系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生敏感事件來(lái)激勵(lì)相關(guān)模塊進(jìn)行處理.如果能夠在測(cè)試過(guò)程中捕獲這些敏感事件,就能更加高效的進(jìn)行測(cè)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(cè)試用例不會(huì)因?yàn)榻缑娴淖兓兓１疚挠媚繕?biāo)設(shè)備Agent抽象和捕獲測(cè)試過(guò)程中的敏感事件，并將敏感事件發(fā)送給測(cè)試控制Agent。而測(cè)試控制Agent收到敏感事件后，根據(jù)自己的知識(shí)，采取相應(yīng)的動(dòng)作的機(jī)制（如異常處理，重新調(diào)度測(cè)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(lái)屏蔽測(cè)試過(guò)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(lái)控制目標(biāo)設(shè)備所處的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的控制。 3 基于Agent的測(cè)試系統(tǒng) 　　3.1 總體結(jié)構(gòu) 　　測(cè)試系統(tǒng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)移動(dòng)數(shù)字終端的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)，能夠?qū)σ苿?dòng)數(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(cè)試腳本庫(kù)，提高各種黑盒測(cè)試的效率，自動(dòng)化測(cè)試結(jié)果的生成，并實(shí)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果的回放。 [align=center] 圖1. 測(cè)試系統(tǒng)的整體架構(gòu)[/align] 　　如圖1所示，測(cè)試平臺(tái)分為四層，包括用戶接口層，測(cè)試控制層，通訊層和設(shè)備Agent層。 其中，過(guò)程監(jiān)控模塊，測(cè)試環(huán)境控制模塊和設(shè)備Agent層采用Agent的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，以更好的支持嵌入式設(shè)備的測(cè)試。 　　3.2 系統(tǒng)基本執(zhí)行流程 　　測(cè)試過(guò)程是對(duì)真實(shí)用戶使用手機(jī)時(shí)“輸入-反饋”模型的一個(gè)模擬。 　　系統(tǒng)的基本的使用用例如下，首先用戶通過(guò)腳本編輯器或者虛擬手機(jī)創(chuàng)建測(cè)試腳本并進(jìn)行基本的配置，然后過(guò)程監(jiān)控模塊調(diào)度腳本開(kāi)始執(zhí)行，當(dāng)腳本解釋器解釋執(zhí)行腳本語(yǔ)句時(shí)，腳本解釋器通常使用通訊模塊向手機(jī)發(fā)送模擬按鍵，然腳本解釋器進(jìn)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(dòng)作，截取屏幕并返回給測(cè)試控制Agent，或者如果手機(jī)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(cè)試控制Agent，測(cè)試控制Agent接到數(shù)據(jù)，再次激勵(lì)腳本運(yùn)行，并同時(shí)將測(cè)試結(jié)果輸入存入測(cè)試資源庫(kù)。腳本繼續(xù)運(yùn)行下面的語(yǔ)句，直到運(yùn)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(cè)試的智能設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)設(shè)備的建模。本系統(tǒng)中它接收從PC機(jī)中接收到的控制命令，然后在智能設(shè)備中進(jìn)行相應(yīng)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(jù)知識(shí)庫(kù)中的配置的測(cè)試目標(biāo)，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(cè)試宿主機(jī)。 　　3.3.1 設(shè)備Agent 依賴的決策規(guī)則 　　● 系統(tǒng)事件報(bào)告決策規(guī)則（SERD-RULE） 　　這個(gè)決策規(guī)則決定設(shè)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(tǒng)。 　　 　　● 異常處理規(guī)則（EM-RULE） 　　這個(gè)決策規(guī)則決定了當(dāng)Agent發(fā)現(xiàn)測(cè)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(cè)試用戶無(wú)需關(guān)注設(shè)備的細(xì)節(jié)，它是設(shè)備功能和狀態(tài)的一個(gè)很好的抽象，通過(guò)目標(biāo)代理Agent，上層測(cè)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(huì)自動(dòng)將這些虛擬操作映射為對(duì)手機(jī)的實(shí)際操作，并且手機(jī)的響應(yīng)和其它狀態(tài)也能夠自動(dòng)的反饋給客戶，這使得上層測(cè)試和底層的設(shè)備具體操作無(wú)關(guān)。 　　● 智能性 　　當(dāng)目標(biāo)設(shè)備Agent獲取到一個(gè)變化的被測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)或信息時(shí)，它會(huì)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(cè)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(cè)試中出現(xiàn)的異常。 　　3.4 測(cè)試控制 Agent 　　測(cè)試控制Agent 實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試過(guò)程的建模。它主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)： 　　● 在測(cè)試過(guò)程中，對(duì)測(cè)試人員感興趣的事件進(jìn)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(dòng)作，并為測(cè)試提供準(zhǔn)確和詳盡的日志。 　　● 通過(guò)和腳本解釋器交互，實(shí)現(xiàn)異步的事件通知和交互測(cè)試用例的執(zhí)行。 　　● 處理測(cè)試過(guò)程中的異常，使得測(cè)試過(guò)程可以自我修復(fù)，進(jìn)而多個(gè)腳本能夠按照預(yù)先的調(diào)度正常運(yùn)行。 　　3.4.1 測(cè)試控制Agent的決策規(guī)則 　　● 事件-條件-行動(dòng)規(guī)則（ECA-RULE） 　　這是測(cè)試控制Agent所依據(jù)的核心規(guī)則，它定義了某個(gè)測(cè)試所關(guān)心的事件，并根據(jù)比對(duì)條件，采取相應(yīng)的動(dòng)作。 　　 　　● 異常處理規(guī)則（EM-RULE） 　　測(cè)試控制Agent也遵守異常處理規(guī)則，它能夠檢測(cè)測(cè)試過(guò)程中發(fā)生的異常事件，并執(zhí)行相應(yīng)的解決方案，使得測(cè)試能夠順利的進(jìn)行。 　　 　　3.4.2 測(cè)試控制Agent 的屬性 　　<1>自主性 　　自主性使得測(cè)試人員無(wú)需過(guò)分關(guān)注測(cè)試的細(xì)節(jié)，測(cè)試人員僅僅需要選擇測(cè)試目標(biāo)，測(cè)試控制Agent就能根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的信息，自動(dòng)生成ECA規(guī)則表，并在腳本運(yùn)行時(shí)，按照ECA規(guī)則，捕捉敏感的事件并執(zhí)行相應(yīng)的操作。 　　<2>智能性 　　測(cè)試控制Agent能夠根據(jù)用戶選擇的測(cè)試目標(biāo)，自動(dòng)生成ECA規(guī)則表，并根據(jù)ECA規(guī)則，進(jìn)行推理并采取相應(yīng)的動(dòng)作。測(cè)試控制Agent還能根據(jù)異常處理規(guī)則來(lái)處理測(cè)試過(guò)程中發(fā)身的異常，保障測(cè)試過(guò)程的自動(dòng)，平穩(wěn)進(jìn)行。 　　3.5 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境Agent 　　網(wǎng)絡(luò)環(huán)境Agent 實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的模擬和控制。為了測(cè)試手機(jī)的射頻性能，通常使用基站模擬系統(tǒng)來(lái)提供設(shè)備所處的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并且利用編程接口，通過(guò)軟件對(duì)設(shè)備的環(huán)境進(jìn)行控制，使得復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)目標(biāo)設(shè)備的測(cè)試成為可能。 4 系統(tǒng)評(píng)估 　　為了評(píng)價(jià)本系統(tǒng)的有效性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)比較實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)在信息產(chǎn)業(yè)部泰爾實(shí)驗(yàn)室真實(shí)的測(cè)試項(xiàng)目中進(jìn)行。我們將測(cè)試工程師分為兩組，第一組使用本文的系統(tǒng)MobileTest進(jìn)行測(cè)試，第二組使用業(yè)界著名的TestQuest Pro 進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的依據(jù)是中國(guó)通訊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字移動(dòng)臺(tái)測(cè)試部分。測(cè)試的內(nèi)容是根據(jù)這兩個(gè)系統(tǒng)各自已經(jīng)建立好的回歸測(cè)試用例對(duì)新的智能手機(jī)進(jìn)行回歸測(cè)試，從而比較這兩個(gè)測(cè)試工具的測(cè)試效率和腳本的可維護(hù)性。 　　實(shí)驗(yàn)度量了兩個(gè)工具在測(cè)試不同種類的測(cè)試用例時(shí)，自動(dòng)化執(zhí)行的用例所占的百分比。從表中可見(jiàn)，雖然TestQuest 在功能測(cè)試上有更高的自動(dòng)化率，在壓力測(cè)試，多狀態(tài)測(cè)試，多任務(wù)測(cè)試，臨界測(cè)試和總計(jì)中，MobileTest有更好的測(cè)試覆蓋率。這是因?yàn)樵诤笏姆N測(cè)試中，測(cè)試用例需要不斷追蹤系統(tǒng)的狀態(tài)，使用圖片比對(duì)機(jī)制的TestQuest 很難完成這些工作，而MobileTest 卻能使用Agent返回的敏感事件來(lái)進(jìn)行處理。此外，MobileTest 完成測(cè)試任務(wù)的時(shí)間時(shí)15天，比TestQuest 的測(cè)試效率要高。 5 結(jié)論 　　本文提出了一個(gè)基于Agent技術(shù)的嵌入式智能設(shè)備的測(cè)試方法，它用Agent技術(shù)對(duì)嵌入式智能設(shè)備測(cè)試過(guò)程中的被測(cè)試設(shè)備，測(cè)試者和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行模擬和控制，很好的屏蔽了嵌入式智能設(shè)備的復(fù)雜性，提高了測(cè)試的效率和腳本的可重用性。將來(lái)的研究工作中，我們會(huì)進(jìn)一步拓展整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，使之能夠支持整個(gè)測(cè)試的生命周期。 　　本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)：本文將軟件Agent技術(shù)引入到嵌入式智能設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試中，利用Agent的特性，很好的屏蔽了嵌入式智能設(shè)備測(cè)試中，測(cè)試者，待測(cè)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性，提高了自動(dòng)化測(cè)試的效率。 6 參考文獻(xiàn) 　　[1] Jeongeun Choi, Byoundju Choi： Test Agent System Design [A]. 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