本发明涉及航空航天、软件系统测试领域，特别是一种基于复杂接口时序的软件系统测试验证方法。
背景技术：
随着计算机软硬件技术的不断更迭升级，航天器系统对体积、重量和功耗等方面的约束越来越严格，集成度、小型化、智能化程度越来越高，其接口时序趋于复杂化，对软件系统测试验证提出了重大的挑战。针对复杂的接口时序测试，传统的做法多为系统功能测试，即按照既定的操作规程，人为操作设备的输入输出，判断是否与预期的结果是否一致，通常会导致系统细节逻辑无法覆盖，如不可重现异常现象、数据错乱，甚至被外界干扰等现象，该做法仅仅满足了常规基本的系统功能需求，易导致系统鲁棒性不足。因此，针对接口时序复杂的软件系统，亟需探索一种系统接口时序测试验证方法，以提高软件系统的安全性、可靠性、鲁棒性。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于复杂接口时序的软件系统测试验证方法，通过采用事物属性分析、清单矩阵组合分析方法，从多维视角分析、测试、验证含有复杂接口时序的软件系统，提高航天器软件系统运行效率及其可靠性、安全性、鲁棒性，为实现航天器的稳定可靠运行奠定基础。
本发明的技术解决方案是：一种基于复杂接口时序的软件系统测试验证方法，包括如下步骤：
(1)对软件系统进行接口属性分析；所述的接口属性分析包括接口时序属性分析、接口属性参数矩阵化、时序参数组合分析；
(2)根据接口属性分析结果生成软件系统测试验证用例；
(3)对软件系统测试验证用例进行反馈迭代优化；
(4)使用步骤(3)得到的软件系统测试验证用例进行接口时序测试验证。
所述的接口属性参数矩阵化包括如下步骤：
(1)判定软件系统接口类型；所述的接口类型包括ad接口、开关量接口、uart或usart接口、1553b接口、spi接口、i2c接口；
(2)根据软件系统接口类型进行接口时序属性分析；所述的接口时序属性分析包括异步串行接口通信数据、通信数据吞吐量、通信协议；
(3)将软件系统接口进行属性分解，得到软件系统接口默认态、开状态、关状态、持续时间；
(4)将软件系统接口的类型、属性参数进行矩阵化，得到软件系统接口属性参数矩阵。
所述的软件系统接口时序参数组合分析包括如下步骤：
(1)以时间为主线，时间线上方为持续性操作，时间线下方为操作时间点，得到软件系统运行流程；
(2)根据软件系统运行流程分析系统接口时序操作类型、构成、时序节点、持续时间；
(3)根据系统接口时序操作类型、构成、时序节点、持续时间得到系统接口时序的交互关系。
所述的生成软件系统测试验证用例的方法包括如下步骤：
(1)根据软件系统功能需求进行系统接口初始化参数设定；
(2)根据软件系统接口属性参数矩阵、系统接口时序的交互关系、系统接口初始化参数设定得到系统接口各个时序逻辑对应的验证用例输入及其对应的预期输出。
所述的对软件系统测试验证用例进行反馈迭代优化的约束为：
判断软件系统测试验证用例是否存在引发软件系统失效、软件系统安全隐患。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过清单矩阵组合分析法，将思路清晰化，降低了测试覆盖性不足遗漏风险，同时通过思路梳理，使软件系统关联关系显性化，有助于降低系统耦合性、提高内聚性，促进软件系统设计优化；
(2)本发明与现有技术相比，能够梳理出测试条件无法满足、故障无法注入的环节并反馈，有助于针对性的找寻补充措施进行测试验证覆盖；
(3)本发明与现有技术相比，能够有效快捷的进行系统危险性分析，定位系统中的危险操作环节，反馈至软件系统设计人员进行优化设计，优化系统设计；
(4)本发明针对软件研制过程中变更环节，能够快捷有效地分析影响范围，增减测试用例，使得接口测试覆盖情况清晰化；
(5)本发明结合航天器系统研制工程实际，构建基于复杂接口时序的软件系统测试验证方法，可有效缩短复杂接口时序测试周期，降低测试成本，提高复杂接口时序测试的覆盖性、鲁棒性，具有重要工程实际意义。
附图说明
图1为基于复杂接口时序的软件系统测试验证过程框图；
图2为基于复杂接口时序的软件系统测试验证工作流程图；
图3为系统接口时序参数组合分析工作示例框图；
图4为系统接口生成用例矩阵过程框图；
图5为接口时序测试验证过程工作流程框图；
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具体实施方式
本发明克服现有技术的不足，提供了一种基于复杂接口时序的软件系统测试验证方法，通过采用事物属性分析、清单矩阵组合分析方法，从多维视角分析、测试、验证含有复杂接口时序的软件系统，提高航天器软件系统运行效率及其可靠性、安全性、鲁棒性，为实现航天器的稳定可靠运行奠定基础。
如图1所示为基于复杂接口时序的软件系统测试验证过程框图，该测试验证过程由接口时序属性分析、用例生成、迭代优化、接口时序测试验证共4个部分构成。其中接口属性分析部分由系统接口时序属性分析、接口属性参数矩阵化、时序参数组合分析三部分构成；反馈设计，迭代优化过程中需要得到多方认可。
如图2所示为基于复杂接口时序的软件系统测试验证工作流程图，系统接口时序属性分析、接口属性参数矩阵化的工作流程为：
1、判定接口类型，如：a/d接口、开关量接口、uart/usart、1553b接口、spi接口、i2c接口等；
2、根据接口类型进行接口时序属性分析，如异步串行接口通信数据有无、通信数据吞吐量、通信协议等；
3、接口属性分解，例：开关量接口属性分解为默认态、开状态、关状态、持续时间等；
4、接口属性参数矩阵化，梳理出的接口属性参数并矩阵化。
如表1所示为开关量接口属性参数矩阵示例
表1开关量接口属性参数矩阵示例
如表2所示为异步串行接口属性参数矩阵表示例
表2异步串行接口属性参数矩阵表示例
如图3所示为系统接口时序参数组合分析工作示例框图，系统接口时序参数组合分析的工作流程为：
1、根据软件系统功能需求，以时间为主线，分析系统软件运行流程，时间线上方为持续性操作，时间线下方为操作时间点；
2、结合软件系统工作流分析，分析系统接口时序操作类型、构成、时序节点、持续时间；
3、系统接口组合时序分析，在步骤2基础上，分析多个接口时序之间交互关系、持续关系。
如图4所示为系统接口生成用例矩阵过程框图，生成用例矩阵的工作流程为：
1、根据系统功能需求进行接口初始化基本参数设定；
2、根据系统接口状态属性集合和多接口时序参数组合分析，形成在各种对应输入组合、对应时序逻辑下的一组用例输入、处理；
3、根据接口时序逻辑分析对应用例输入、处理的预期输出。
反馈设计、迭代优化、多方认可、软件系统定型的工作流程为：
1、判断用例矩阵是否存在可能引发严重失效、有严重安全隐患的预期结果的用例，若经过软件系统、设计等多方认可，软件系统定型，则进行接口时序测试验证。
2、若步骤1中未经过软件系统、设计等多方认可，软件未定型，则从中筛选出可能引发严重失效、有严重安全隐患的用例，记录该时序逻辑流程；
3、将步骤2中记录的时序逻辑流程反馈给软件设计人员，进行代码逻辑优化，增加可靠性、安全性设计；
4、将步骤3中进行代码逻辑优化，增加可靠性、安全性设计后的软件重新进行接口属性分析、矩阵化、参数组合分析、生成用例矩阵，直到软件接口时序逻辑经过系统、设计等多方认可，从而完成软件系统定型。
如图5所示为接口时序测试验证过程工作流程框图，接口时序测试验证过程工作流程为：
1、执行通过各方认可、软件系统定型的接口时序测试用例；
2、记录步骤1中的测试执行结果；
3、若所有用例执行通过，则完成对应软件系统接口时序测试验证；
4、对于未通过的测试用例，反馈系统、设计，进行设计优化或沟通协调更改需求，重新进行接口属性分析、用例设计、执行测试，直至完成接口时序测试。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。