人机界面测试

人机界面测试（精选十篇）

人机界面测试 篇1

随着无人机相关技术的发展,无人机的使用范围已拓展至军事、民用和科研三大领域[1]。目前无人机已经可以完成很多高难度的任务,飞行控制系统也更加复杂,无人机在执行工作任务中出现故障的几率也越来越高[2]。因此在研制无人机过程中必须通过测试试验才能最后完成研制工作,通过对无人机测试参数的测量,获得无人机关键设备的工作状态[3],对于提高无人机性能和故障诊断具有重要的意义。

以往的数据采集系统使用的较多的是PCI总线或者PXI总线的数据采集卡,采用并行方式进行数据传输,因此这种数据采集系统可以达到较高的数据采集、传输速度,但是由于通用计算机通常不具备PCI和PXI总线接口,所以这种数据采集系统只能应用在某些固定场合[4],通用性比较低。本文基于虚拟仪器技术和数据采集系统的射频技术,设计了一种基于Lab VIEW和射频通信技术的数据采集系统,完成了数据采集系统的软硬件设计,并通过对数据采集系统软硬件的协同调试,完成了数据采集系统采集数据、无线数据传输、上位机数据显示和存储等功能。

1 设计需求与总体方案

1.1 设计需求

无人机测量信号的类型包含电压、电流、开关量信号、脉冲频率信号和标准通信协议接口信号[5]。无人机数据采集系统的功能组成如下:

(1)信号调理部分。根据传感器的电特性和输出决定信号调理电路的结构和性能,包括电压的限幅和电平转换、电隔离、电流电压转换、阻抗变换、滤波等。

(2)数据采集部分。包括采集电压信号(-10~10 V)、电流信号(0~20 m A)、频率信号(最低测试频率为10 Hz)、开关量信号,同时设计RS 232 接口、RS 485 接口、USB接口完成数字信号的采集和传输。

(3)无线数据收发部分。主要用于数据采集端与上位机的数据通信。无线传输技术增加了测试系统数据传输灵活性,满足旋转测试和长距离运动测试过程数据收发要求。

(4)上位机测试软件。通过集成硬件平台设备驱动,完成上位机与下位机通信,上位机通过发送采集命令控制数据采集卡工作,实现采集数据的实时显示、分析、存储功能。

1.2 总体方案

数据采集系统主要由数据采集传输部分和终端计算机数据显示处理部分组成。其中数据采集部分放置于无人机测试端,终端处理部分放置于一定距离以外的地面进行数据的接收和显示[6]。系统的具体实现是在将数据采集装置置于无人机测试端,由终端计算机软件发送采集命令信息,数据采集板卡接收采集命令数据包,按照上位机发送的命令完成指定功能的数据采集,并将采集数据实时发送到上位机端进行实时显示、存储并完成后续的数据回放和分析工作。整个数据采集系统的总体构成如图1 所示。

2 系统的硬件设计

2.1 数据采集主控制器模块设计

在本设计中,数据采集主控制芯片选取基于ARM Cortex-M3 内核的STM32F103VE微控制器,采用适合于微控制器应用的三级流水线并增加了分支预测功能。指令总线和数据总线各自独立,微控制器能够同时进行指令读取和数据读/写操作,采用位绑定的方法解决了ARM内核不支持位操作的问题。

STM32F103VE通过外接8 MHz高速晶振,工作频率可达72 MHz,在此工作频率下的执行速度为1.25 DMIPS/MHz,内置512 KB的闪存存储器和64 KB的SRAM,具有80 个增强的通用I/O口和多种外设,包括:3 个12 位的ADC,拥有16 个采样通道和多种采样模式,12 通道DMA控制器,4 个通用16 位定时器,2 个PWM定时器和2 个看门狗定时器,2 个I2C、3 个SPI、2 个I2S、1 个SDIO、5 个USART、1 个USB和1 个CAN接口,非常适合应用于工业控制领域。4 个片选端的静态存储器控制器,提供并行LCD接口,兼容8080/6800 模式,支持扩展SD卡,SRAM,PSRAM,NOR和NAND存储器。

2.2 无线数据发射与接收模块设计

在本设计中,无线数据采集系统的数据发射与接收功能通过TI公司生产的CC1101 无线射频芯片来实现,CC1101 无线射频芯片连接数据采集端与PC机端,用于完成两端的数据通信,包括上位机采集命令,采集参数的发送以及采集数据的回传。

基于STM32F103VE控制器的数据采集板卡通过GPIO端口和SPI总线接口与CC1101 相连,完成对CC1101 射频芯片寄存器的读/写和工作状态监测,实现采集数据的发送。PC机数据通信模块选用Silicon Labs的专利CIP-51 微控制器C8051F340 作为数据收发控制器,其具有的流水线结构,大大提升了CISC结构运行速度,在USB接口电路设计中通过标准的B型4 针USB接口实现上位机与下位机的硬件连接。

2.3 信号调理电路设计

(1)电压信号调理。设计中采用双电源供电,使用DC-DC电源模块MDB12-12D12 提供±12 V电压,选择TL431 产生电压基准源,TL431 是可控精密稳压源,电压精度可达0.5%,可以为电压调理通道提供高精度的电压基准,实际应用中使用TL431 提供3 V电压并转换为-3 V,作为后续电压平移和衰减电路的输入电压,为了减小被采集信号中高频信号的干扰以及抗混叠,对信号调理通道中加入一个低通滤波器,使用运放构成一个压控电压源低通滤波器。

(2)电流信号调理。对于电流信号的信号调理,选用精度为0.1%的电阻分压的方法得到电压信号,并且通过二极管进行输入电压保护。电流输出型传感器输出信号一般为4~20 m A,因此选取了150 Ω的精密电阻将电流信号转换为0.6~3 V的电压信号,通过STM32F103VE的ADC进行采集。

2.4 串行接口电路设计

本设计采用MAXIM(美信)公司生产MAX232 作为RS 232 接口的收发器芯片,该芯片可完成接口电平的转换。该系统中的数据采集系统RS 485 接口收发器采用Sipex公司生产的3.3 V电源低功耗半双工RS 485 收发器芯片SP3485,SP3485 完全满足RS 485 串行协议的要求,兼容工业标准规范,数据传输速率高达10 Mb/s。

3 系统的软件设计

3.1 数据采集主程序设计

主控制器的主要工作流程是:上电复位,进入主循环,中断响应,进入中断服务程序,中断返回。其中中断事件由CC1101 无线射频模块的GDOx管脚触发,根据数据手册当GDOx_CFG[5:0]寄存器写入0x07 时,GDOx在当数据包接收完成并且CRCOK时置“1”,当第一个字节从RXFIFO被读出时置“0”。通过将与CC1101 无线模块GDOx相连的GPIO管脚配置为外部中断功能,就可以实现数据的中断方式接收。中断服务程序的功能是分析接收到的数据包,判断是否进行数据采集。主控制器主循环功能是:等待上位机发送采集命令,判断数据采集标志位,数据采集与处理,数据回传。数据采集控制器程序流程图如图2 所示。

3.2 数据采集主程序设计

主控制器上电初始化主要完成对外设和内核模块的配置。如图3所示,主控制器系统总线时钟是以8 MHz外部晶振为时钟源,通过内部锁相环倍频到72 MHz,时钟初始化时,系统总线(AHB)时钟频率和高速外围总线(APB2)时钟频率为72 MHz。高速外围总线挂接的外设主要有通用输入/输出端口、ADC,由于ADC的输入时钟不能超过14 MHz,因此ADC的时钟被分频为12 MHz。低速外围总线(APB1)时钟频率为36 MHz,USART2,UART5,CAN控制器和定时器等外设挂接在低速外围总线上。

3.3 电压信号数据采集程序设计

数据采集系统接收传感器或变送器输出的标准信号,如-10~10 V的电压信号,4~20 m A电流信号。这些模拟信号通过信号调理转换为0~3 V的电压信号,由控制器的12 位ADC转换为数字量,再通过SPI接口的无线射频模块将采集数据发送到PC机。STM32F103VE的ADC模块有两种转换组模式:规则通道组和注入通道组。

在扫描模式下,将多次转换的结果通过DMA存储到SRAM中,并将这些数据求平均,可以使采样值更加精确。在程序设计时,通过控制DMA传输缓冲区大小,将每个通道采集的20 个数据保存起来。然后关闭ADC和DMA,求取每个通道转换的平均值,再进行下一系类的数据转换和传输。

3.4 脉冲频率信号采集程序设计

以测量无人机转速为例,选用的是光电传感器,其测试码盘有30 个齿轮,一般小型固定翼无人机的最高螺旋桨转速为1 200 r/min,即20 r/s,那么传感器产生的脉冲频率范围在0~600 Hz。实际设计中,使用STM32F103VE的通用定时器功能进行脉冲频率信号的采集。

将定时器管脚选择为上升沿触发,当上升沿信号触发时,计数器开始计数,当下一个上升沿到来时,在中断程序中记下定时器的计数值,根据定时器工作时钟频率,可以计算出外界输入信号的频率。当定时器工作在72 MHz时,那么当满足16 定时器不发生计数器溢出的情况下测得的最低频率为:

因此在配置定时器时,需要对时钟进行预分频,时钟分频系数定为100,即通用定时器的时钟被分频为7.2 MHz,这时系统可以采集到的最低频率为:

满足当无人机螺旋桨转速为20 r/min左右时,数据采集系统也可以采集到准确的转速信息。

4 系统的Lab VIEW终端设计与调试试验

4.1 Lab VIEW终端设计

试软件前面板包括采集命令发送、数据显示和数据存储三个部分,程序设计好后,使用者可以通过前面板向下位机数据采集板卡发送数据采集指令,查看采集到的数据,保存测试数据以便进行后续的分析处理,测试软件界面如图4 所示。

采集命令和参数设计模块主要完成采集命令和采集参数的发送,主要包括采集开始、停止命令,电压采集、电流采集和采集通道,采集频率等。数据包的组成遵守上位机与下位机的数据通信协议。数据显示模块的主要功能是根据上位机发送的采集命令和参数,将下位机返回的数据分类显示。首先经过计算出返回数据包长度,然后通过判断采集命令进入不同数据显示和保存子程序。在数据保存模块中,将采集到的数据存储到Excel表格中的数据进行分析,按照采集数据参数类型分别进行数据存储。

4.2 数据采集系统功能的调试试验

4.2.1 无线数据收发功能调试

为了测试无线模块数据收发性能,对无线模块进行调试实验。实现过程如下:数据采集端通过串口与计算机相连,计算机通过串口调试助手发送数据“radio-frequency module test”到数据采集板卡,数据采集板卡将接收到的数据通过无线模块发出,数据经由PC机数据通信板卡接收通过USB接口显示在上位机测试程序上[7],测试结果如图5 所示,结果表明数据采集系统完成了数据无线收发功能。

4.2.2 电压采集功能调试

实现数据采集系统的无线数据收发功能以后,进行数据采集板卡的A/D转换功能调试。实验中使用信号发生器产生电压信号,数据采集卡进行信号采集,测试结果如图6 所示。

图2 所示信号发生器产生2 V直流电压,直接连接STM32F103VE的ADC模块,将采集到的电压值通过上位机显示,测试中信号发生器分别产生0.5 V,1 V,2 V,3 V的直流电压信号,获得采集数据,部分实验数据结果如表1 所示。可以看出实际测得的电压与标准电压最大浮动在0.007 V左右,电压值不确定度为0.007 V,通过信号调理板卡进行电压调理,然后由数据采集卡进行采集,实验结果如图7 所示。

输入幅值为10 V的正弦波信号,采集到的波形应为0~3 V的正弦波,对测得数据进行观察分析,整理得到采集信号的峰-峰值结果如表2 所示。

V

采集电压值与理论值相差0.03 V左右,不确定度为0.03 V,信号调理通道带来的影响是误差增大的原因,运放本身的温漂、电压基准本身误差以及通道间干扰都会对最终转换结果带来影响[8]。就总体而言,信号调理通道能够按照设计指标完成电压转换工作,无线数据采集系统实现了电压信号的采集和显示功能,测量精度满足无人机测试系统要求。

4.2.3 脉冲频率信号采集功能调试

脉冲频率信号采集功能测试选用信号发生器产生一定频率的方波信号,通过光耦隔离电路,经控制器通用定时器采集,并且通过计算得出采集信号频率,发送到上位机测试软件进行显示、存储。信号发生器分别产生1 k Hz和50 Hz的方波信号,采集的频率数据如图8所示。实验数据表明数据采集系统可以满足无人机测试系统对螺旋桨转速信号采集功能的要求,并且能够达到较高精度。

5 结论

针对无人机测试系统的功能需要,通过总体设计、硬件设计、软件设计和软硬件调试,最终完成了基于Lab VIEW和射频技术的无人机测试数据采集系统构建。该系统调试运行稳定,各项数据采集功能正常执行,有效地解决了旋转测试和短距离测试数据传输的问题。该系统以其丰富的数据采集接口,还可以应用到其他工业测试场合。在今后的研究中将进一步完善通信协议,提高系统运行效率,增强系统人机交互功能。

参考文献

[1]STILLERMAN J A,FREDIAN T W,KLARE K A,et al.MDSplus data acquisition system[J].Review of Scientific Instruments,2015,68(1):939-942.

[2]LI S,XU L D,WANG X.Compressed sensing signal and data acquisition in wireless sensor networks and Internet of Things[J].IEEE Transactions on Industrial Informatics,2013,9(4):2177-2186.

[3]STILLERMAN J,FREDIAN T W.The MDSplus data acquisition system,current status and future directions[J].Fusion Engineering&Design,1999,43:301-308.

[4]FREDIAN T W,STILLERMAN J A,Greenwald M.Data acquisition system for Alcator C-Mod[J].Review of Scientific Instruments,2015,68(1):935-938.

[5]李玮瑶,王启明,吕海莲.无人机机箱温度异变信号检测系统设计[J].计算机测量与控制,2014(10):3111-3113.

[6]张猛,李亚南,王平,等.基于Lab VIEW的推进系统通用试验台设计[J].测控技术,2014(12):61-64.

[7]SMEUR E J J,CHU Q P,CROON G,et al.Modelling of a hybrid UAV using test flight data[C]//Proceedings of 2014 International Micro Air Vehicle Conference and Competition.Delft:[s.n.],2014:12-15.

软件测试中有关界面测试经验总结 篇2

1.应验证界面显示内容的完整性：

a)报表显示时应考虑数据显示宽度的自适应或自动换行。

b)所有有数据展现的界面(如统计、查询、编辑录入、打印预览、打印等)，必须使测试数据的记录数超过一屏/一页，以验证满屏/页时其窗体是否有横向、纵向滚动条或换页打印，界面显示是否正常；

2.应验证界面显示内容的一致性：

a)如有多个系统展现同一数据源时，应保证其一致性；

3.应验证界面显示内容的准确性：

a)对于报表中的所有字段值都应该有明确的定义，对于无意义的字段值，不应该显示空，应显示“--”或“/”，表示该字段值无意义。

4.应验证界面显示内容的友好性：

a)对统计的数据应按用户习惯进行分类、排序。

b)某些重要信息在输入、修改、删除时应有“确认”提示信息；

c)界面内容更新后系统应提供刷新功能。

d)用户在退出系统后重新登陆时应考虑是否需要自动返回到上次退出系统时的界面；

5.应验证界面提示信息的指导性：

a)在多个业务功能组成的一个业务流程中，如果各个功能之间的执行顺序有一定的制约条件，应通过界面提示用户。

b)用户提示信息应具有一定的指导性，在应用程序正在进行关键业务的处理时，应考虑在前台界面提示用户应用程序正在进行的处理，以及相应的处理过程，在处理结束后再提示用户处理完毕。

c)在某些数据输入界面，如果要求输入的数据符合某项规则，应在输入界面提供相应的规则描述；当输入数据不符合规则时应提示用户是否继续。

d)在对任何配置信息修改后，都应该在用户退出该界面时提示用户保存(如果用户没有主动保存的情况下)；

6.应验证界面显示内容的合理性：

a)在对某些查询功能进行测试时，应考虑查询条件的设置的合理性以及查询结果的互补性。如某些后台处理时间不应该作为查询条件。

b)界面测试时，应考虑某一界面上按钮先后使用的顺序问题，以免用户对此产生迷惑。例如只能在查询成功后显示执行按钮。

c)界面测试时，应验证窗口与窗口之间、字段与字段之间的浏览顺序是否正确。

7.界面测试时，应考虑用户使用的方便性：

a)在某些对数据进行处理的操作界面，应考虑用户可能对数据进行处理的频繁程度和工作量，考虑是否可以进行批量操作。

8.界面测试时，应考虑界面显示及处理的正确性：

a)界面测试时应验证所有窗体中的对象状态是否正常，是否符合相关的业务规则需要。b)应验证各种对象访问方法(Tab 健、鼠标移动和快捷键)是否可正常使用，并且在一个激活界面中快捷键无重复；

c)界面测试不光要考虑合理的键盘输入，还应考虑是否可以通过鼠标拷贝粘贴输入。d)对于统计查询功能的查询结果应验证其是否只能通过界面上的查询或刷新按键人工触发，应避免其他形式的触发。

e)对界面上的任何对象进行拖拉，然后进行查询、打印，应保证查询打印结果不变；

9.界面测试时，应考虑数据显示的规范性：

a)确保数据精度显示的统一：如单价0元，应显示为0.00元；

b)确保时间及日期显示格式的统一；

c)确保相同含义属性/字段名的统一；

d)对所有可能产生的提示信息界面内容和位置进行验证，确保所有的提示信息界面应居中。

1.1.1文本框的测试

如何对文本框进行测试：

a,输入正常的字母或数字；

b,输入已存在的文件的名称；

c,输入超长字符。例如在“名称”框中输入超过允许边界个数的字符，假设最多255个字符，尝试输入256个字符，检查程序能否正确处理；

d,输入默认值，空白，空格；

e,若只允许输入字母，尝试输入数字；反之；尝试输入字母；

f,利用复制，粘贴等操作强制输入程序不允许的输入数据；

g,输入特殊字符集，例如，NUL及n等；

h,输入超过文本框长度的字符或文本，检查所输入的内容是否正常显示；

i,输入不符合格式的数据，检查程序是否正常校验，如，程序要求输入年月日格式为yy/mm/dd，实际输入yyyy/mm/dd，程序应该给出错误提示；

在测试过程中所用到的测试方法：

1,输入非法数据；

2,输入默认值；

3,输入特殊字符集；

4,输入使缓冲区溢出的数据；

5,输入相同的文件名；

命令按钮控件的测试

测试方法：

a,点击按钮正确响应操作。如，单击确定，正确执行操作；单击取消，退出窗口； b,对非法的输入或操作给出足够的提示说明，如，输入月工作天数为32时，单击”确定“后系统应提示:天数不能大于31；

c,对可能造成数据无法恢复的操作必须给出确认信息，给用户放弃选择的机会；

单选按钮控件的测试

测试方法：

a,一组单选按钮不能同时选中，只能选中一个。

b,逐一执行每个单选按钮的功能。分别选择了“男”“女”后，保存到数据库的数据应该相应的分别为“男”“女”；

c,一组执行同一功能的单选按钮在初始状态时必须有一个被默认选中，不能同时为空；

up－down控件文本框的测试

测试方法：

a,直接输入数字或用上下箭头控制，如，在“数目”中直接输入10，或者单击向上的箭头，使数目变为10；

b,利用上下箭头控制数字的自动循环，如，当最多数字为253时，单击向上箭头，数目自动变为1；反之亦适用；

c,直接输入超边界值，系统应该提示重新输入；

d,输入默认值，空白。如，“插入”数目为默认值，点击“确定”；或，删除默认值，使内容为空，单击“确定”进行测试；

e,输入字符。此时系统应提示输入有误。

组合列表框的测试

测试方法：

a,条目内容正确，其详细条目内容可以根据需求说明确定；

b,逐一执行列表框中每个条目的功能；

c,检查能否向组合列表框输入数据；

复选框的测试

测试方法：

a,多个复选框可以被同时选中；

b,多个复选框可以被部分选中；

c,多个复选框可以都不被选中；

d,逐一执行每个复选框的功能；

列表框控件的测试

测试方法：

a,条目内容正确；同组合列表框类似，根据需求说明书确定列表的各项内容正确，没有丢失或错误；

b,列表框的内容较多时要使用滚动条；

c,列表框允许多选时，要分别检查shift选中条目，按ctrl选中条目和直接用鼠标选中多项条目的情况；

滚动条控件的测试

要注意以下几点：

a,滚动条的长度根据显示信息的长度或宽度及时变换，这样有利于用户了解显示信息的位置和百分比，如，word中浏览100页文档，浏览到50页时，滚动条位置应处于中间； b,拖动滚动条，检查屏幕刷新情况，并查看是否有乱码；

c,单击滚动条；

d,用滚轮控制滚动条；

e,滚动条的上下按钮；

各种控件在窗体中混合使用时的测试

a,控件间的相互作用；

b,tab键的顺序，一般是从上到下，从左到右；

c,热键的使用，逐一测试；

d,enter键和esc键的使用；

在测试中，应遵循由简入繁的原则，先进行单个控件功能的测试，确保实现无误后，再进行多个控件的的功能组合的测试。

ps:密码输入框测试时要特别注意进行字母大写输入的测试。

查找替换操作

案例演示:打开word中的“替换”对话框

测试本功能有通过测试和失败测试两种情况

通过测试:

1,输入内容直接查找,或查找全部

2,在组合框中寻找已经查找过的内容,再次查找并确认文档的内容正确,如,已经查找过“测试用例”,再次进入不用重新输入查找内容,直接在文档中搜寻就可以.失败测试:

1,输入过长或过短的查询字符串.如,假设查询的字符串长度为1到255,那么输入0,1,2,256,255和254进行测试；

2,输入特殊字符集,如,在word中.^g代表图片,^代表分栏符,可以输入这类特殊字符测试；

替换测试大体相同.关于编辑操作窗口的功能测试的用例:

1,关闭查找替换窗口.不执行任何操作,直接退出；

2,附件和选项测试.假如,设定“精确搜寻”,“向后”搜索等附件选项等等来测试；

3,控件间的相互作用.如,搜寻内容为空时,按钮“搜寻全部”,“搜寻”,“全部替换”,“替换”都为灰色.4,热键, Tab键.回车键的使用.插入操作

1,插入文件

测试的情况

a,插入文件；

b,插入图像；

c,在文档中插入文档本身；

d,移除插入的源文件；

e,更换插入的源文件的内容；

2,链接文件

测试方法:

a,插入链接文件；

b,在文档中链接文档本身；

c,移除插入的源文件；

d,更换插入的源文件的内容.3,插入对象

要测试的内容

a,插入程序允许的对象,如,在word中插入excel工作表；

b,修改所插入对象的内容.插入的对象仍能正确显示；

c,卸载生成插入对象的程序,如,在word中插入excel工作表后卸载excel,工作表仍正常使用.编辑操作

编辑操作包括剪切,复制,粘贴操作.测试剪切操作的方法

a,对文本,文本框,图文框进行剪切；

b,剪切图像

c,文本图像混合剪切

复制操作方法与剪切类似.测试时,主要是对粘贴操作的测试,方法是:

a,粘贴剪切的文本,文本框及图文框；

b,粘贴所剪切的图像；

c,剪切后,在不同的程序中粘贴

d,多次粘贴同一内容,如,剪切后,在程序中连续粘贴3次；

e,利用粘贴操作强制输入程序所不允许输入的数据.界面测试用例的设计方法

1,窗体

测试窗体的方法:

a,窗体大小,大小要合适,控件布局合理；

b,移动窗体.快速或慢速移动窗体,背景及窗体本身刷新必须正确；

c,缩放窗体,窗体上的控件应随窗体的大小变化而变化；

d,显示分辨率.必须在不同的分辨率的情况下测试程序的显示是否正常；

进行测试时还要注意状态栏是否显示正确；工具栏的图标执行操作是否有效,是否与菜单栏中图标显示一致；错误信息内容是否正确,无错别字,且明确等等；

2,控件

测试方法:

a,窗体或控件的字体和大小要一致；

b,注意全角,半角混合c,无中英文混合.菜单

进行测试时要注意

a,选择菜单是否可以正常工作,并与实际执行内容一致；

b,是否有错别字:

c,快捷键是否重复；

d,热键是否重复；

e,快捷键与热键操作是否有效

f,是否存在中英文混合g,菜单要与语境相关,如,不同权限的用户登陆一个应用程序,不同级别的用户可以看到不同级别的菜单并使用不同级别的功能；

人机界面测试 篇3

关键词：中考英语；人机对话测试；训练策略

中考英语人机对话测试是一种新型的自动化考试形式，主要是通过计算机及网络技术进行考试。这种人机对话的考试形式只需要考生简单的鼠标操作就可以完成，主要是测试学生对英语知识的掌握情况。在英语的中考人机对话口语测试中试题主要包括课文朗读、情景问答和话题陈述三个部分。所以，在平时的英语学习过程中，教师要了解人机对话测试的特点及流程，并加强人机对话测试的训练。

一、中考英语人机对话测试的特点

1.考试自动化

中考英语的人机对话测试是通过计算机设备自动进行的，在口语测试时，它能够利用自然对话功能，不需要老师面对面的口语测试；同时在计算机上会有测试时间提示。人机对话测试的自动化是通过人机交互的形式，大大减少了中考英语过程中的人力成本，也有效地保证了考试的公平性。

2.考试不可逆

中考英语人机对话测试与传统的测试不同，具有不可逆的特点。在英语的测试中，学生在进行某一题型的作答时，在完成这一题型进入到下一题时，就不可再返回本题进行修改或者检查。同时，学生要严格按照测试流程作答，并注意计算机上的时间提示，把握好自己的作答时间，如果出现操作失误将不可补救。人机对话测试的不可逆性与传统的纸笔考试相比，更加规范化，但学生也易出现失误，所以要加强学生的训练。

3.阅卷自动化

中考英语人机对话测试实现了阅卷的自动化，学生在测试的过程中计算机已经可以阅卷。计算机的自动评分系统实现了考试与评估的一致性，实现了英语考试测评的客观性和公正性。

二、中考英语人机对话测试的训练策略

1.鼓励学生进行口语锻炼

在英语的学习过程中往往是以老师为中心，而学生在学习的过程中不善于口语表达，久而久之，学生的口语得不到很好的锻炼。所以，在平时教学中，老师要不断鼓励学生抓住一切机会锻炼口语，提高自己的口语表达能力。

首先，要构建和谐的师生关系，老师要善于发现学生的闪光点，在平时的口语练习中，对学生的表现要给予及时的肯定和鼓励，树立学生的自信心，激发学生的学习兴趣。其次，要给学生更多的自主权，初中生正处于叛逆期，更期待自己做主并得到认可，所以老师要根据学生的实际给予他们更多的自主权，可以让学生自主选择合作学习的搭档伙伴，也可以让学生自主选择口语练习的方式，还可以让学生选择创设什么样的教学情境。比如，学生会选择创设生活情境，这样可以用简单的生活交际用语进行练习，进而提高学生的口语表达能力。最后，老师要建立富有激励作用的教学评价体系，教学评价的目标要多元化，不能将测试的分数作为唯一的评价目标，要注重学生全面素质的提高。老师可以模拟人机对话的测试，使用监考端解压音频，然后让学生自己听语音发音，并对其进行评价，这样能更好地纠正学生的发音错误，并鼓励学生锻炼口语。

2.创造条件进行有针对性的口语练习

在传统的英语教学过程中，主要是老师依据教材内容灌输式地讲授，学生被动地听，忽略了学生的主体地位，学生在课堂上表达自己观点的机会也很少。所以，这需要老师以学生为中心，针对口语测试中的课文朗读、情景问答和话题简述进行有针对性的练习，为学生创造一个练习口语的平台，充分调动学生的积极性，勇于表达自己的观点和看法。

（1）老师要丰富教学手段，结合教学目标和学生的实际灵活运用多种教学方法。在进行课文朗读的口语练习时，可以采用多媒体教学法，通过多媒体设备锻炼学生的口语。例如，在朗读Who invented tea这篇课文时，老师可以先通过多媒体讲述生活中的茶文化，这吸引学生的注意力，然后让学生有感情地朗读课文，具体了解茶的起源。这样不仅可以练习口语，还能将英语学以致用。

（2）老师可以创设一定的教学情境，让学生融入情境中，更好地提高学生的学习效率，进而提高他们的口语表达能力。情景问答的测试是给出一个汉语题目，然后提出两个英语问题，所以在情景问答的口语练习中，可以创设生活情境、故事情境等。例如，针对课文中的Thanksgiving老师可以结合我国的传统节日——春节给出汉语题目：农历正月初一的春节中国人都会吃饺子。然后提出两个问题：1.When is the Spring Festival ？2.What do you eat for Spring Festival？这样更能激发学生的口语练习兴趣。

（3）老师可以采用合作学习的教学模式，让学生在相互学习中提高口语水平。在话题简述的口语练习时，老师可以将学生分成相应的小组，让学生相互之间用英语进行交流。例如，老师给出汉语的提示要点：周末你要和家人去做有意义的事。然后学生根据提示用英语说出一段话，相互学习，取长补短，这样不仅提高了英语表达能力，而且培养了学生的团队意识和合作精神。

3.掌握人机对话的答题技巧

（1）要熟悉人机对话的测试流程与注意事项，调整好心态，把握好中考英语的人机对话测试与传统的英语试卷测试的异同点，在考试的过程中要沉着冷静。同时，在测试的过程中，要注意口语的语速和声音的大小，要注意吐字清晰。

（2）要抓紧时间熟悉试题，在人机对话测试开始之前有五分钟的时间，学生充分利用这时间快速浏览问题和选项，大致做到心中有数。

（3）要合理分配时间，在口语测试中不要抢答，学生要看到计算机上“开始录音”的提示之后再开始答题。语速不要太快，口语测试的时间充足，但是如果读错了又重读一遍，会使分数受到影响，所以要把握好语速，不要抢答。在掌握了人机对话测试的答题技巧之后，学生能更加自如地应对英语考试。

中考英语人机对话测试是现代化中考改革的要求，在平时的英语练习中需要师生共同努力，充分发挥学生的主体地位，从而提高学生的语言表达能力，促进学生全面素质的提高。

参考文献：

[1]冒晓飞.中考英语“人机对话”听力测试分析及其对教学的反拨[J].山东师范大学外国语学院学报：基础英语教育，2015（3）：107-112.

[2]李大忠.中考英语听力试题命题特点及应试策略探析[J].英语新世纪，2012（1）：36-37.

沥青胶泥的界面粘结力测试及研究 篇4

沥青胶泥在沥青混合料中扮演着重要的角色, 其力学性能和作用机理很大程度上影响混合料的使用性能。为研究方便, 很多研究者将胶泥作为一种无机/有机复合材料体系看待, 其中, 矿粉为填充剂, 具有较大硬度和弹性模量;沥青作为基材, 具有较低的强度和弹性模量。由于两者性质不同, 复合形成一种不相容体系, 其稳定性就成为胶泥使用性能的关键因素。如果矿粉和沥青的界面粘结不理想, 将会增加体系内部能量损耗, 继而在宏观性能上带来消极影响, 如界面发生破裂, 导致微裂缝的形成, 增加水浸入及水损害的几率。研究如何表征这种界面粘合行为是非常必要的。

在已有研究中, 研究者从沥青与矿料的显微结构层面进行扫描电镜的观察, 描述了矿料微观形貌对沥青胶泥界面的影响, 或利用界面理论进行沥青剥离机理的分析[1,2]。尚未有对胶泥内部粘结状态的定量研究, 特别是在一定温度、一定应力条件下的界面粘附行为及力学响应变化。鉴于此, 本文利用高分子复合材料有关理论, 对一系列胶泥体系进行了力学测试分析, 对胶泥界面的粘附行为进行定量对比讨论。

1 测试原理及方法

研究表明, 如果忽略界面的影响, 刚性填充剂的加入可提高非晶态高分子材料的储能模量, 并在动态力学性能温度谱上表现为损耗模量或tanδ峰形的降低, 且对玻璃化转变温度影响较小。但事实上, 很多填充体系不能忽略其中界面相的存在, 当填充剂与基体之间形成一定界面相时, 将导致填充体系的动态力学性能发生显著变化, 体现为玻璃化温度向高温位移, 损耗峰随填充剂掺量提高发生先宽化后锐化的现象[3]。我们可以据此判定沥青胶泥中界面相的存在。

在研究界面粘结性方面, 很多研究者提出一些计算方法, 用来表征复合体系内部界面粘结力的大小。如Luis Ibrarra提出如式 (1) 所示的参数A来评价界面粘结, A值越小, 表示界面粘结越强。Ziegel K等在研究聚合物填充体系的阻尼特性时, 提出如式 (2) 所示的界面粘结力程度估算公式[3,4,5]。

式中:Vf———填充剂的体积分数;

B——填充剂-基体相互作用参数, B值越大, 界面粘结力越强。

Ashida M也提出了复合材料力学内耗峰值 (tanδmax) c与纯基体力学内耗峰值 (tanδmax) m和界面粘结强度间存在的关系[6]。

式中:α——表征界面粘和参数, α越大, 界面粘结性越好。

按照上述研究结果, 我们对一系列沥青胶泥进行了动态力学测试分析。其中基体为中海50#、70#、90#3种沥青, 矿粉为石灰岩矿粉, 筛取0.075 mm以下部分, 分别按照粉胶比fa=0.6、1.0、1.6进行胶泥的配制。

试验在动态剪切流变仪上进行, 胶泥厚度1 mm, 应力水平100 Pa, 采用正弦波方式加载, 频率分别采用10 rad/s、5 rad/s。

2 结果分析与讨论

2.1 胶泥界面与玻璃化温度

试验发现, 所有沥青胶泥的动态力学性能温度谱上, 均在某一温度点出现tanδ损耗峰形。同一沥青胶泥随着粉胶比的增大, 出现tanδ峰位向高温位移的现象, 且峰形先宽化后锐化, 符合已有研究结论。说明沥青胶泥中明显出现一种粘结界面, 损耗峰就是因为不同粉胶比带来的不同体系内耗而造成的。图1为中海70#沥青胶泥的力学性能温度谱, 随着粉胶比 (0、0.6、1.0、1.6) 依次增长, 损耗峰的位置分别为4.98、9.14、12.04、16.09℃, 反映出Tg的变化。储能模量在Tg以上均随粉胶比增大而提高, 但在Tg以下, 由于界面粘结发生应力破坏, 储能模量剧烈降低, 而不处于一个稳定平台区, 与普通高聚物在Tg附近的储能模量变化有所区别。为研究方便, 本文只以tanδ数据论述胶泥的界面行为, 将tanδ峰对应温度作为Tg, 并讨论胶泥在Tg以上的界面粘结力随温度的变化情况。

2.2 粉胶比与沥青胶泥界面粘附力

以纯沥青动态力学性能温度谱中的tanδ值为参考, 按照式 (1) 、式 (2) 、式 (3) 对不同粉胶比下的胶泥界面粘附力系数 (A、B、α) 进行计算, 绘出粘结力系数随着温度变化的关系曲线, 图2、图3分别为70#、90#沥青胶泥的界面粘附行为变化。

从图2、图3可以看出, 式 (1) 中2种沥青胶泥的A值都随着温度的下降逐渐增大, 沥青与矿粉颗粒的界面粘结力越来越小, 能量损耗逐渐增加, 最终在一定温度下出现损耗峰值, 界面相破裂, 储能模量在Tg以下温度降低。而式 (2) 中B值随着温度的降低而降低, 也反映出界面粘结力的下降, 直至在Tg附近发生界面相破裂的趋势;这与式 (3) 中α值的变化规律相同。

尽管不同粉胶比沥青胶泥都体现相同的“界面粘结力—温度”规律, 但彼此也存在界面粘结力的明显差异。从式 (1) 中A值上看, 高粉胶比胶泥的A值远高于低粉胶比胶泥, 特别是在低温范围内, 由于能量内耗的提升, 就容易使高粉胶比胶泥在较高温度下进入玻璃态并发生应力破坏 (见图1) 。B值、α值在较低温度下也出现这种规律, 即高粉胶比胶泥界面的粘结力小于低粉胶比胶泥, 但在Tg以上某个温度点, 会发生粘结力大小顺序的改变。如图2中70#沥青胶泥在25℃附近、图3中90#沥青胶泥在23℃附近, 高于此温度时, 高粉胶比胶泥的界面粘结性优于低粉胶比者, 而低于此温度直至Tg范围内, 则低粉胶比胶泥具有较优的界面粘附性。

从3个指标的变化关系可以认为, 在中低温某个温度以下, 同一矿粉、同一沥青的胶泥界面粘结力存在随粉胶比增高而降低的现象, 高粉胶比胶泥更容易出现界面分离或体系破裂;而在某个温度以上, B、α二项指标反映出高粉胶比带来较好的粘附能力, 则能提高胶泥整体的固结能力。这个转变温度应该与沥青本身特性有关。

2.3 沥青种类与胶泥界面粘附力

按照固定的粉胶比 (fa=1.0) , 采用不同牌号的基质沥青 (50#、70#、90#) 配制胶泥, 按照应力水平100 Pa、温度范围1～40℃、速度5 rad/s进行测试。为增强结果的普适性, 分别采用2种石灰质矿粉 (烟台、长青产) 进行对比, 获取的粘结力系数变化如图4～图6所示。

A值越小, 代表胶泥体系的粘结力越大。图4表明, 同一粉胶比、相同矿物质填料时, 沥青胶泥的内部粘结力随着基质沥青的标号升高而提高, 2种矿粉都体现了这一规律。但在39℃以上, 长青矿粉胶泥开始出现A值大小的逆顺序, 由于试验条件的限制, 我们只能看到局部变化特征。

B值越大, 胶泥界面粘结力越大。图5反映出低标号沥青胶泥的粘结力比高标号沥青胶泥小的特点, 当然这是在一定温度内适用的, 即Tg至一定温度范围内 (这在长青矿粉种体现明显, 在37℃时发生转变) 。似乎说明沥青胶泥体系的粘结力存在一种阶段特点。从图6看出, α值变化也体现出同样的大小规律。

总的来说, 在Tg及以上一定温度范围内, 沥青胶泥的内部界面粘结力随着沥青标号的提高而升高;在某个温度以上, 将发生改变, 高标号沥青胶泥内部粘结力变小, 而低标号者变大。

2.4 沥青黏度、温度与界面破裂

为形象地描述沥青胶泥的界面破裂过程, 试验以温度为X轴、沥青复数黏度为Y轴、粘结力系数B为Z轴, 作三维关系图。图7为90#沥青与长青石灰岩矿粉按照粉胶比fa=1配制胶泥的关系曲线, 其中, 底部X-Y图为沥青黏度与温度曲线, 左侧Y-Z图为沥青黏度与粘结力系数B的关系图, 右侧X-Z图为温度与粘结力系数B的关系图。

从图7可明显看出, 随温度降低沥青黏度升高, 粘结力下降, 直至在Tg附近发生界面破裂, 整个破裂过程呈现一种螺旋下降的曲线状态。本次试验中所有基质沥青的界面粘附行为均体现这种特点。

3 结语

(1) 胶泥中沥青与矿粉颗粒的界面粘结力随着温度的降低而降低, 体系能量损耗越来越多, 在某个温度下表现为玻璃化转变或界面破裂现象。

(2) 粉胶比对沥青胶泥的影响具有阶段性特点。在中低温某个温度以下, 同一矿粉、同一沥青的胶泥界面粘结力随粉胶比增高而降低的现象, 高粉胶比胶泥更容易出现界面分离或体系破裂;而在某个温度以上, 高粉胶比带来较好的界面粘结能力, 能够提高胶泥整体的固结性。

(3) 试验温度范围内 (小于40℃) , 同一粉胶比、相同矿物质填料下, 沥青胶泥的内部粘结力随着基质沥青的标号升高而提高。但在一定温度点, 也 (可能) 会发生粘结力大小顺序的逆转。

参考文献

[1]邵显智, 谭忆秋, 邵敏华, 等.沥青胶浆微观界面的研究[J].公路, 2003 (12) :105-109.

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[5]Luis Ibarra, David Panos.Dynamic properties of thermoplasticsbutadiene-styrene (SBS) and oxidized short carbon fiber com-posite materials[J].Journal of Applied Polymer Science, 1998, 67:1819-1826.

人机界面测试 篇5

孔伟1，赵芯舫2

本文在《中国测试》2013年第39卷第6期页码：20-23

（1.乌海职业技术学院，内蒙古 乌海 016000； 2.北京海湾联纵安全科技有限公司，北京 100024）

摘要：为研究氧化钇稳定氧化锆（YSZ）电解质材料与La1-xMxNiO3（M=Ca、Sr、Mg）电极材料界面反应物的电输运特性，采用二端法测试样品直流电导率和交流电导率。结果表明：样品的直流电导率、交流电导率均随温度的升高而增加，交流电导率在低频区基本不变，在高频区随频率增大而增大，解释了电极的电输运性能，综合比较掺杂Ca的样品性能比较优良。

关键词：电解质物理学；电输运特性；固相反应法；频率

中图分类号：O657.13；O646.5；TM911.4；TM930.12文献标志码：A文章编号：1674-5124（2013）06-0020-04

Testing and research conductivities of electrolyte and the electrode interface products KONG Wei1，ZHAO Xin-fang2

（1.Wuhai Vocational and Technical College，Wuhai 016000，China；

2.Beijing Gulf Link Zone Security Technology Co.，Ltd.，Beijing 100024，China）

人机界面测试 篇6

此外，英国国防部还在与美国空军的大狩猎团队合作，以建立和协商测试要求的具体内容。大狩猎团队负责为美国空军快速部署新能力，而此前有消息称美国也在进行评估以为美国空军的MQ-1捕食者和MQ-9死神装备硫磺石导弹作准备。但是英国国防部并没有透露具体的测试时间表与具体的装备时间。这次测试也表明英国想要在2014年后将死神作为核心装备的决心。

德意演示火山制导炮弹精度

根据德国和意大利签订的协议，研究人员于2013年7月初在南非Alkanptan试验场开展了为期一周的火山制导炮弹试射工作，演示了其良好精度。如果火山炮弹单独以GPS制导，则可命中离目标20米以内的范围，若以GPS/激光半主动复合制导，则可以命中33千米处、大小为2米×2米的靶板。试射中，火山制导炮弹的发射平台为

PzH2000式自行榴弹炮

火山制导炮弹系列包括127毫米和155毫米两种口径，配备GPS/红外复合导引头或GPS/激光半主动复合导引头。意大利国防部是火山制导炮弹的主要投资方，而德国国防部主要解决激光半主动末制导系统、火控系统和弹药编程及发射平台等问题。预计火山制导炮弹于2014年达到可生产水平。

印度将测试普拉哈尔地地战术导弹

2013年7月19日一枚印度普拉哈尔地地战术导弹的原型样机被运送到位于奥里萨邦昌迪普尔的综合测试靶场以准备进行飞行试验。普拉哈尔导弹由印度防御研究与发展组织研制，射程为150千米，其外形与印度的先进防空拦截导弹相仿，有可能是这种导弹的一种衍生型号。

普拉哈尔导弹携带有常规战斗部，采用轮式发射车发射。每辆发射车上携带有6枚待发射导弹。导弹的发射准备时间为2到3分钟。普拉哈尔导弹有可能在今年末或2014年进入服役。

普拉哈尔导弹将能够填补印度目前使用的射程45千米的皮纳卡非制导火箭弹、未来使用的射程60千米的皮纳卡Ⅱ火箭弹与当前射程为250千米的大地导弹之间的火力空隙。该组织的负责人称，普拉哈尔导弹最终将取代大地导弹承担战术导弹任务，其性能与准确度都优于大地导弹。

MBDA公司开始验证中程导弹战斗部和发动机

MBDA公司近期对其中程导弹的战斗部和发动机进行了系列试验。

中程导弹是一种新型地面作战装备，预计2017年装备法国陆军。MBDA公司于2009年自筹资金启动中程导弹研发工作。2011年12月法国国防采办局披露了其与MBDA公司签订的中程导弹风险降低合同。在风险降低合同下，研究人员验证并确定了中程导弹系统中的导弹和发射站的相关关键部件技术方案。其最终的设计方案为：采用非制冷红外导引头，具有发射后不管能力，发射站采用最新型白光相机。另外，该弹发射后还可通过光纤实现人在回路操控能力。基本设计方案确定之后，中程导弹项目于2013年初进入集成阶段。研究人员制造和并测试了首个中程导弹功能验证样弹，并对完整样弹进行了环境试验，从而确定了中程导弹各部件的基本环境参数要求，为接下来进行冲击和振动试验奠定基础。

MBDA公司在2013年巴黎航展上称，研究人员已通过各种地表条件下的系列试验验证了中程导弹在有限空间中发射的能力。另外，研究人员还测试了中程导弹战斗部对最新型爆炸反应装甲的侵彻能力，并在巴黎航展开始前数星期启动了战斗部的进一步试验工作，以验证其反建筑模式的性能。这些试验的结果将用于指导中程导弹战斗部的设计定型。

俄罗斯披露舰载型铠甲-M和铠甲-ME弹炮结合防空系统

铠甲-M是俄罗斯图拉仪器仪表设计局在其铠甲-S1弹炮结合自行防空系统基础上新研制的舰载型。2013年7月5日在第六届圣彼得堡国际海事防务展上，图拉仪器仪表设计局宣布铠甲-M弹炮结合防空系统将安装在俄罗斯建造的轻巡洋舰和巡洋舰等多种战舰上，用于替换现役卡什坦混合式弹炮结合自行防空系统。

铠甲-ME是铠甲-M的出口型号，系统反应时间为3秒至5秒，可同时攻击4个目标。导弹的最大射程为20千米，射高为2米至15千米。通过弹炮结合模式，该系统有望对付穿透船体深度达1500米的近距离威胁。

无人机数据链自动测试系统设计 篇7

无人机数据链是整个信息传输系统中链接各任务平台、优化信息资源的核心单元。它采用网络通信技术和应用协议, 实现机载、陆地和舰载信息数据系统之间的数据信息交换[1], 正朝着高速数传、网络化、多功能的宽带数据链以及一体化的通用宽带数据链的方向发展, 其功能复杂、性能指标要求高。相应的, 数据链自动测试技术的发展也非常迅速。以前的测试方法适合小批量型研生产, 自动测试技术应用直接影响到大批量的数据链电子系统验收及性能状态的确立, 这就需要在真正的应用试验环境中进行测试。然而外场测试中缺乏大动态、多径和精确跟踪等关键性能的标准试验环境, 系统性能模糊, 数据链系统不能主动发现问题。在无人机全系统联试过程中会经常出现发现问题、解决问题和试验验证的插曲, 延长了试验时间, 增加了系统定型成本。作为系统研制的最后环节, 自动测试技术在未来的数据链系统研制过程中, 能显著减少使用误差、人身误差, 提高系统生产、研制效率, 降低成本, 并且具有测试功能全、性能指标真实, 使用状态明确的优点。

1 总体设计

测试目的是为了验证测控与信息传输系统设备功能的正确性和指标的合格性, 同时对部分分机难以单独检验的功能进行验证。用于系统平面联试阶段的设备性能指标及功能检验。在复杂电磁环境下, 高速数传、网络化、抗干扰是通用宽带数据链的3个发展方向, 主要测试内容包含3部分: ①数据链设备性能指标及功能检验; ②复杂电磁环境下高速数传性能测试; ③复杂电磁环境下的抗干扰性能测试。

经过以上3方面测试就能够完成系统全性能测试、功能验证及系统在复杂电磁环境下的状态评估, 主要指标包括: 作用距离、系统功率、灵敏度、传输误码率和系统电平余量。复杂电磁环境适应性评估信道模型数量包括: 城市、山地、丘陵、森林、沙漠和水面等, 衰落模型包括: 恒参、瑞利、莱斯、对数正态、纯多普勒、平坦、高斯和巴特沃兹等。配合网络测试、调制解调特性测试、误码性能测试和干扰适应性测试等, 完成全系统指标测试, 达到系统效能评估的要求, 极大地减少了野外试验场的试验时间。野外试验的目的从原来的发现问题、解决问题, 转变为对系统效能的评估与验证, 包括空中接口性能的测试与比较, 也包含复杂电磁环境中的模拟和仿真。自动测试系统软件通过COM接口与Office软件进行通讯, 利用Office软件强大的文档处理功能, 在软件中实现Office文档的绘制, 自动生成所需要的各种测试数据报表。

1. 1 硬件设计

以信号源、频谱仪为基本仪器, 利用开关矩阵和网络技术, 将参试设备联接在一起, 通过计算机软件控制仪器的状态和参数, 实现无人机数据链系统 ( 机载设备和地面设备) 分机的设计指标上、下行发射功率, 接收灵敏度等的自动测试[2]。通过计算机控制数控衰减器、误码仪, 进行数据传输误码率等系统指标测试。

发射功率测试原理如图1所示。将参试设备参照图1正确连接, 采用有线连接方式, 衰减器置于保护频谱仪正常测试状态, 随后进行指标测试; 信号源输出信号接入开关矩阵1, 依次接入发射机, 开关矩阵2同步选择相对应的发射机, 输出信号, 经衰减器后由频谱仪读取送入计算机显示并存储。

接收灵敏度测试原理如图2所示。由地面发射端输出加调制射频信号经数控衰减器将信号衰减至机载接收灵敏度接入开关矩阵1, 依次接入机载接收机, 开关矩阵2同步选择相对应的机载接收机, 输出信号送终端解码转422串口送入计算机显示并存储。同样, 用机载发射端作输入信号, 就可以测试地面接收灵敏度。

数据链系统关键指标之一是通信距离, 通过无线电波在大气空间的传播损失公式L = 20lgf + 20lgd + 32. 4式中f为工作频率, d为作用距离。可计算在系统工作频段传播距离d时的总传播损耗为L[3]。总传播损耗小于发射功率与接收灵敏度之和, 就符合通信距离技术要求。

自动测试系统也可以生成单载波信号和多载波信号, 每个载波都可以单独定义, 如设置OFDM的所有参数, 从基带数据、包一直到帧, 定义用户自己的OFDM体制; 支持RS ( Reed-Solomon) 编码、卷积和加扰; 可以在信号加入诸如相位噪声、多径或量化等损伤; 加入跳频和选通噪声等, 满足电磁环境中的发射通道任意波形的应用。

在复杂电磁环境的接收通道, 实时信号分析仪的实时频谱观测功能, 以及实时频谱概率密度统计功能可以实现频谱的实时观测和实时统计, 从而完成频谱占用度和频谱重合度的测量, 对于数字/模拟解调、矢量分析和眼图等测量, 将解调后的基带信号与实际数据链信息数据进行统计比对。

1. 2 软件设计

无人机数据链自动测试软件是自动测试系统的核心, 在软件设计的时候不仅要考虑到软件对当前测试需求的支持, 还要易于在未来发展中对软件进行扩充, 并灵活适应自动测试系统用户多变的需求。所有这些都要求通用化自动测试平台系统的软件需要采用一个适当的软件体系结构统一进行设计规划, 进而保障软件设计实现的顺利进行。采用了分层的软件体系结构, 将自动测试软件划分为3层: 通信层、控制层和测试应用层。

通信层主要包括仪器的驱动、网络和串口等的通信。对于网络和串口等通信接口, 通信接口比较成熟, 尽量使用成熟、稳定的通信功能模块[4]。

对于仪器的驱动, 选用仪器本身提供的驱动软件。这些软件往往是通用的, 如VISA、IVI - COM等。这样即使更换了不同厂家的仪器或测试总线, 驱动程序也可以使用。

控制层主要实现控制测试仪器管理, 对常用仪器的控制接口进行抽象, 以实现自动测试软件仅了解通用接口即可对多个同类型的仪器进行控制的目的。

测试应用层包括测试应用模块和校零数据管理。测试应用模块应符合用户的需求, 不同的测试对象需求不同, 设计对应的应用模块。校零数据管理模块是管理测试系统中的校零数据, 如射频线缆、连接器的插入损耗等。大部分自动测试系统的校零数据保存在计算机的硬盘中, 因为大部分自动测试系统进行一次校准产生的校零数据是可以使用一段时间的, 所以再次启动自动测试软件时不用再次输入校零数据, 当然需要实时校准的自动测试系统除外[5]。

对照人工测试和系统自动化测试, 可以知道, 数据链自动测试技术减少了对设备的介入, 可以用数据、图形、表格和其他希望的方式给出, 结果一目了然。与人工测试相比, 测试结果完全相同, 但所花时间是人工测试的百分之一, 甚至千分之一, 极大地提高了测试效率。

无人机数据链自动测试技术是一种先进的测试验收技术, 能够实现系统性能指标测试、功能验证及系统状态评估等, 实现全自动化, 满足无人机数据链系统技术应用[6]。

2 需要解决的问题

无人机数据链功能复杂、性能指标要求高, 在传统验收测试中, 缺乏大动态、多径、精确跟踪等关键性能的试验环境, 系统性能模糊, 采用常规的人工方法, 数据链系统不能主动发现问题, 只能被动解决问题, 没有形成数据系统性和专家系统, 缺乏经验增长途径。在无人机全系统试验时会经常出现发现问题、解决问题和试验验证的重复过程, 延长了试验时间, 增加了系统研制定型成本, 并且数据的可靠性差, 有非常大的离散性, 无法充分利用。采用系统自动化测试技术, 能够固化设备状态, 显著减少测试时间、降低成本, 并且提高测试数据与实际应用环境使用性符合度。

3 关键技术

无线链路自动测试系统的关键技术, 为信道仿真仪, 共由3大部分组成: 发信机、接收机及无线链路信道。要求信道仿真仪适应性高、模式种类多, 对真实的电磁应用环境匹配性好。主要指标包括: ①工作波段: L、S、C; ②射频带宽: 最高300 MHz; ③输入信号功率: -30 ~0 dBm; ④输出信号功率: -116 ~ - 16 dBm; ⑤传播时延最大处理能力: 1300 ms; ⑥多谱勒频移: 最高±1. 25 MHz; ⑦衰落模型: 恒参、瑞利、对数正态、纯多普勒、平坦、高斯和巴特沃兹等。

信道仿真仪可以重建路径损耗、遮挡、多径衰落、延迟扩展、多谱勒扩展、角扩展和极化影响等[7], 也可以加入噪声和干扰。可以创建不同测试环境, 如室内、城市、郊区和山地等基于几何随机模型的信道模型, 其仿真原理是基于文件仿真原理, 即只要该信道模型可以描述出来并写入文件, 就可以使用信道仿真仪进行无人机数据链系统的空间动态仿真验证。

4 结果分析

对照有线人工测试和系统无线自动化测试可知, 数据链无线自动测试技术减少了对设备的介入, 显著减少测试时间、降低了成本, 生成的数据与实际应用环境使用性符合度高。通过自动测试软件, 可以实现对仪器的控制, 自动完成复杂、繁琐的测试工作, 减少人为因素造成的误差, 最大程度地保证测试结果准确、真实。通过计算机完成大量的统计、计算工作, 测量结果可以用数据、图形、表格和其他希望的方式给出, 结果一目了然。采用有线人工测试方法至少需要两人配合搭好测试环境, 每测试一套都必须记录测试数据、更换被测设备从新连接。而无线自动测试系统只需首次测试前搭好测试环境, 依据测试项目选用适合的应用模块, 并自动记录测试结果。

为了对比测试, 使用了一套通用数据链系统, 采用有线人工测试和无线自动化测试2种方法。测试项目对照如表1所示。

在升级或增加系统功能时, 只需针对射频控制单元和软件的测试应用模块即可, 成本低、速度快。并且随着计算机网络技术的发展, 还可通过计算机网络实现自动测试的远程监控。

5 结束语

无人机数据链自动测试技术可以实现全自动化测试, 测试结果与人工测试结果完全相同, 并且有效避免了人工测试条件下长时间重复劳动导致的人身误差, 满足性能稳定、控制方便的要求。计算机接口兼容性好、重复性好。提高了无人机测控系统的生产测试效率, 通过自动测试的数据链系统, 能够在不同的地点、不同的环境下, 实现高速、抗干扰、宽带数据传输功能。对这些不同环境的测试结果进行比较和综合分析, 可以很客观地展示无人机数据链在复杂电磁环境下的工作性能。对于无人机测控系统的生产、调试、验收过程有着重大的促进作用。因此该无线自动测试技术具有非常好的应用前景。

摘要：分析了目前无人机数据链系统自动测试的需求与实现方式。针对越来越复杂的数据链系统对自动测试的迫切需求, 给出了一种基于自动测试软件为核心的由各个测试仪器所组成的自动测试系统。介绍了自动测试系统的工作原理和框架、工作流程以及软件设计。该自动测试系统已经在无人机数据链系统中得到可靠验证。论述了系统的低成本、高效率的特点, 分析了自动测试系统的发展趋势。

关键词：无人机,数据链,自动测试系统,高效率

参考文献

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[9]WILSON S G.数字调制与编码[M].北京:电子工业出版社, 2002.

人机界面测试 篇8

一、人机对话的形式

(1) 通过对一组读音相似或相近的单词或短语中的某一个词或短语的听音, 要求应试者对所听到的声音作出正确的选择, 考查应试者的听音辨别能力。如从所给的A.mouth、B.house、C.down、D.now中, 选出你所听到的那个单词。

(2) 提供电脑中男女声的两人对话 (2012年中考增加了情景对话的内容) 及针对这个对话提出的问题, 应试者在听完对话和问题后, 在提供的选项中选择出与对话内容相符合的正确答案。如:

——How will you get there?

——I’ll fly.

Question:How will she go?

A.By ship、B.By air、C.By bike、D.On foot

(3) 通过对一段短文的听音, 要求应试者对一系列不同的问题作出恰当的符合短文内容要求的判断, 考查应试者的听音理解能力。也可以通过对短文的听音让应试者说出文中所缺的单词、短语或句子, 考查应试者听说单词、短语或句子的能力。

二、应试技巧

由于人机对话是在有限的时间内通过电脑录音的方式进行的, 时间性强, 所以必须放松精神, 全神贯注地倾听, 准确、清晰地表达, 才能在应试中取得较佳的效果。作为学生, 一般应掌握以下方法。

(1) 勤于归纳、善于比较, 努力提高单词的辨音能力。单词辨音基本上都是考查学生对长短元音、清浊辅音、字母组合、相近或相同语音的辨别能力。为此, 同学们在平时的学习过程中, 应养成勤于归纳、善于比较的良好习惯。如长短元音book[i]与foo[i:], 清浊辅音passed[t]与remembered[d], 相近音素peasant[e]与present[e], 相同读音hi[hai]与high[hai], passed[pa:st]与past[pa:st]等。这样经常地有意识地一点一点积累, 就能积少成多, 集腋成裘, 辨别能力也就会随之而提高。

(2) 抓住关键词, 有针对性地去听。听对话时, 要注意关键词的含义。如上文中的fly应是go by air (plane) 之意。另外, 对话中要求回答判断的是哪一部分, 应重点去听, 其余部分可不必太用精力。还有, 要正确区分说话者对某事或某人的看法或态度, 同意还是拒绝, 肯定还是否定, 部分否定还是全都否定, 形似肯定实质否定, 还是形似否定, 实质肯定等。如:

———Physicis is really a difficult subject.

———SO is chemistry.

Question:What do we learn from the dialogue?

答案应为:Both physics and chemistry are difficult.

还应特别掌握转折和让步, 把握住说话者的真实含义。如:

———Do you live very far from your office?

———About 15 kiiometres, but it doesn’t seem that far.The road is good and there isn’t much traffic.

一般来说, 听到But一词时, 要特别注意but之后的句子意思, but之前的句子往往不重要。

(3) 熟悉提供的内容, 带着问题听录音, 有助于对短文的理解。做短文理解这类题目时, 应充分利用间隔的短暂时间, 思考一下所给选项, 大致了解每个小题是判断什么的, 做到心中有数, 还可以通过所给选项对整个短文的思想内容有个大致的了解, 以便听时就有关信息加以核正。这样在听短文时, 就可以有目的去寻找正确选项, 达到事半功倍的效果。还有, 就是要注意听短文的首句、首段。因为“开场白”往往是讲话人开门见山自我介绍, 阐明讲话的目的, 主要内容, 引出下文的开端, 充分利用这些信息对理解全文内容和正确答题都十分重要。再就是每个小题的先后顺序, 一般都与短文的先后顺序基本保持一致。因此, 在做题的时候, 可以边听边做, 由前到后逐一解决, 无须跳跃做题。

(4) 注意语音的变化, 提高听力水平。很多同学都有这样的体会:就是一个明明非常简单而且自己应该能听懂的句子, 而一经录音机或电脑正确读出, 就好像变了内容似的, 听不懂了。这是因为在平时的英语朗读、说话过程中, 除发音不太准确外, 还因为没有注意连续、失去爆破、弱读、同化等语音变化情况。除此以外, 还应该注意一个问题———语调。要熟悉并掌握常见句子类型的基本语调及特殊用法, 才能听懂或表达出复杂的、难以用书面语表达的意图。如It is a good book, isn’t↘it?用降调表明说话人对“这是一本好书”有把握, 而it is a good book, isn’t↗it?则表明说话人没有多大把握。因此, 在平时的学习中, 应多听录音, 多模仿外籍语音专家的标准语音, 掌握语音知识。

人机界面测试 篇9

一般来说,交互式系统的目的是要帮助用户在某个领域中实现一些目标。任务是指对一个领域中的概念进行加工的操作。任务分析是要根据领域、目标、意向和任务为交互式系统中的用户找出问题空间。交互式系统中四个主要的组成部分是系统、用户、输入和输出。每个部分都有自己的语言。用户的语言是任务语言,任务语言描述的是与用户状态有关的领域心理语言;系统的语言是核心语言,核心语言描述的是与系统状态有关的领域计算属性;输入和输出是用户界面[2]。由于交互式系统中,用户语言影响因子很大,用户界面是用户语言被理解、表达和执行的唯一方式,而任务分析技术又在用户界面设计中被广泛应用,因此基于任务分析技术的交互式系统用户界面测试研究对于交互式系统的测试至关重要,也符合交互式系统本身的特点。

交互式系统中两大组成部分是输入和输出。在实际的交互式系统中大约50%的代码是与用户界面有关的[1],交互式系统很难预测用户的输入,特别是GUI界面,而且软件开始设计的时候都是从用户界面开始的,再者现今用户界面以GUI用户界面居多。因此本文研究的主要问题是任务分析技术在测试交互式系统GUI用户界面方面的应用,文章的创新点是利用任务分析技术将测试用例或者测试计划图形化,使测试人员不需要再根据Excel表格来进行测试,而是根据类似UML的任务层次图来执行测试。

用户界面测试总是忽略了在线帮助测试,在线帮助是交互式系统用户界面不可缺少且重要的组成部分。一般软件产品都有培训材料及用户说明书,所以,在线帮助、培训材料及用户说明书对用户来说是一种特殊的输出,用户时常会抱怨文档或者帮助不是面向任务的[6],面向任务的用户手册会估计用户的意图,并说明如何完成各项任务。因此本文还将简单讨论任务分析技术在在线帮助、培训材料及用户说明书测试中的重要作用。

1 任务分析技术介绍

任务分析的理论与技术源于人机交互领域,现代的任务分析技术跟传统的系统分析技术相比,现代的任务分析技术明确地承认用户的重要性[1]。但是,任务分析技术更趋向于考察用户可观察到的行为,不是用户内在的心理状态[1]。因此,经过任务分析得到的信息(任务分解的活动及其序列)能反映用户的语言,即作为用户的任务需求。

Diaper等人将任务分析技术应用于系统设计和分析的过程中,进一步扩充了这一模型,同等对待用户、计算机系统中成分和环境中的其他客体,并把任务看成这些客体间的交互[4,5]。只有把计算机系统同时考虑才能充分测试交互式系统用户界面,根据这一模型,任务分析技术可以应用到交互式系统测试中,特别是测试GUI用户界面,即用户和计算机交互桥梁。

综上所述,可以根据任务分析得到的信息测试GUI用户界面和培训材料及用户说明书,针对这一目的,分析现有系统就足够了。如果用于需求获取则不能仅仅分析现有系统,这里不作讨论。

目前描述任务建模的方法和符号很多,如HTA,UAN,GOMS,TKS,CTT等。其中有许多方法很容易被设计者和用户接受,便于设计者和用户交流。我们可以根据具体情况选择合适的任务建模方法和符号用于测试。

任务分析对于设计用户界面至关重要,是一种软件规划阶段的测试方法[6],本文将这一方法贯穿于用户界面测试的各个阶段,同时将任务分析的输出作为测试计划的文档,从而替代了传统的软件测试计划书,降低了文档及其维护费用。任务分析的输出还可以作为在线帮助、培训材料及用户说明书测试的依据,使得在线帮助、培训材料及用户说明书测试能够和用户界面测试并行进行,特别是在有自主产品的公司软件生命周期中,在线帮助、培训材料及用户说明书往往比较滞后使得产品发布延期。文中有一实例来说明任务分析技术在在线帮助、培训材料及用户说明书测试中有着重要的驱动作用,促使产品按照计划顺利发布。

传统的测试总是要求测试用例尽可能多地覆盖代码,但是众所周知,不可能使测试用例的覆盖率达到100%,软件产品肯定存在bug,然而,使用任务分析的输出作为测试用例就是要求测试用例尽可能地覆盖用户的任务(如图1所示),而不是尽可能地覆盖代码。虽然我们的产品有bug,但是测试人员可从用户的角度出发设计测试用例,从而尽可能地使用户使用我们的产品的时候不遇到bug。任务分析技术为测试人员提供了一种可行且可靠的从用户角度设计测试的方法。换句话说,任务分解的程度决定了测试用例对用户任务的覆盖率,也因而决定了软件质量。软件测试的焦点从代码转移到用户任务也是本文的创新点,如图1所示。

2 根据用户的任务需求测试GUI用户界面

用户接触一个系统最频繁的是用户界面,交互式系统用户界面测试最大的难点就是不知道用户的输入。而系统设计之初,最先设计的也是用户界面,用户界面设计的好坏直接影响了后期开发维护等成本,从而影响着软件的质量。这一节主要讨论如何使用任务分析技术产生测试用例,测试GUI用户界面是否满足用户的任务需求,是否对于用户的输入都有相应的输出。最重要的就是基于用户界面方面的任务分析,将任务分解到哪个层次,其目的是测试用户的任务实体是否映射到GUI实体。因此,在这一层次上,任务分解不需要涉及具体的系统级的实现,只需要将分解级别控制在用户界面对用户的每个需求任务的交互就足够了。测试用例就是任务分解的所有可能的任务流的集合,但是这个集合一定是被控制的,否则这一阶段的测试就失去了着重点,成为一个穷举所有可能的任务,而不是考察用户可观察到的行为[2]。

由于HTA方法符号比较简单,既可以被设计人员看懂,也可以被用户所理解,所以我们选择这种HTA方法。HTA是1976年由Annett和Duncan开发,用于分析和描述任务模型。它使用以任务和用户为中心,并通过半层次化的异步任务来描述界面。HTA的输出是任务和子任务的一个层次体系,以及一些描述子任务执行的顺序和条件的方案。HTA对任务模型的表现有两种方式,即文本描述和树型结构的图。在树型结构图中,方框代表操作,使用半形式化文本表示的计划。计划描述了为完成总目标,子目标执行的条件和顺序。图中也隐含了被操作的领域对象。任务通过操作表示,计划在一定程度上表示了任务之间的时序关系。HTA方法在用户界面出现以前就已被广泛地用于用户任务分析,是一种基于系统而不是用户的分析方法。

下面我们利用HTA任务分析技术测试X公司的B产品,以说明该任务分析技术在测试交互式系统的用户界面方面的应用。B产品是分布式环境下的基于GUI用户界面的交互式系统,B产品的用户界面主要特点是基于浏览器的用户界面,B产品最主要的功能是在网格环境下,将计算密集型应用服务分布于现有的异构 IT 资源中,并使之虚拟化,从而实现快速执行,并创造出可共享、可扩充、容错的虚拟基础设施。目前B产品被很多一流的投资银行所使用,并且B产品不同的版本在设计和测试阶段都非常重视用户体验,公司也要求测试人员要从用户角度测试该软件,并且有专门的部门测试用户界面。随着互联网和分布式技术的广泛应用,基于浏览器的用户界面已经成为一些应用系统的主要交互界面。因此本文选择的用户界面是很有代表性的,而且被广泛使用的基于浏览器的交互式系统是一个很有价值的研究实例。但是,测试人员面临的最大的问题是如何从用户角度测试用户界面。

我们将利用HTA方法分解用户CPU资源分配这一任务,并利用任务分解的层次图测试相应的用户界面,以说明这一技术在交互式系统用户界面测试方面有很大的应用价值,并且由于HTA的易懂易读可以被应用到工业界,提高软件质量,降低软件成本,同时实现测试用例的图形化。

CPU资源分配任务的自然语言描述:用户要通过基于浏览器GUI 界面分配管理网格环境下的CPU资源,B产品的用户界面是由专门的部门经过用户认知走查后设计的,与用户有丰富的交互性以便帮助用户更好地使用该产品。首先需要明确用户的角色是在企业的不同部门之前分配管理网格环境下的CPU资源,从而使整个企业现有的异构 IT 资源经过虚拟化管理后尽可能完全被各个部门共享不冲突地利用。在B产品中,企业的不同部门被称为consumer。

CPU资源分配任务的任务分解层次图(如图2所示)。

根据任务分解层次图测试这一任务的用户界面。任务分解遵循P*C规则[2],这里不作讨论。运行层次图中的所有的路径就可以完成测试。测试人员可以根据该方法进行测试从而在需求确定后就可以作图完成测试计划。同时任务分析技术的输出也可以作为培训材料及用户说明书的测试计划。

3根据用户任务需求测试用户界面上的在线帮助及用户手册和培训材料

用户接触一个系统较为频繁的是在线帮助、用户手册及培训材料。如果产品用途非常广泛,任务分析的结果使人们执行任务的细分目录,取决于分析使用的技术,结果包括使用的物品、计划、执行任务的动作次序,等等[2]。HTA的层次结构可以用作手册或者教学材料的结构[2]。这种“如何做”的手册对于最初的培训很有用,但是对于系统化的课程或者更高级的培训材料,一个概念化的结构更好。

在实际应用中的使用手册大多是不懂技术的人写的,这些人只是根据技术人员对功能的描述,然后利用自己语言方面的技能将其描述出来。特别是有自己产品的公司,培训材料非常重要,培训材料和用户说明书也是测试中非常重要的一环节,通常不被测试人员重视。最后测试时,由于时间紧任务重往往会遗漏bug在帮助文档里,这些bug很容易被用户发现,给客户使用软件带来极大的不便。这与没有专门的测试方法和技术有很大关系任务分析技术可以应用到这一测试过程中。首先,根据任务分析技术将用户的任务分解,这一层次的分解主要是概念上分解用户想做什么、怎么做。最终被编写任务手册的人所使用的不是用户界面对用户任务的详细地输入输出描述,而是用户要实现一个任务在概念上需要怎么做,这有一部分是和用户界面的任务分解相关的,需要使用用户界面的任务分解层次图的概念级的若干层次。虽然用户的任务是通过用户界面执行的,但是在线帮助也不完全是用户界面的任务分解。因为用户界面的任务分解在用户界面的输入和输出上太细节化,如果把什么都写进培训材料中,这样的培训材料会引起用户的反感的。所以这里所使用的任务分解是把用户的任务从概念上正确、全面地表达在在线帮助、培训材料及用户说明书中的依据或者输入。由于这一依据或者输入和用户界面测试的依据是同一文档,因此无论用户界面开发设计怎么改变,测试人员不必担心因为用户界面及用户交互方式的改变会遗漏很多bug在帮助文档中,文档编写人员像修正bug一样同步地修正文档中的某一任务描述就可以了。如果文档结构发生大的改变时也可以及时改正,以免拖延到产品发布致使很多bug遗留在文档中。当程序开发测试完毕的同时,帮助文档和相关的手册测试也就完成了,从而产品就可以按计划发布了。帮助文档和相关的手册对自主产品的公司是非常重要的一部分,是产品开发测试中重要的环节,同时也是软件项目管理的重要部分。

4 结束语

目前作者尝试在某一产品的测试中使用这一技术,在已交付给用户的B产品的某一稳定版本用户界面测试中bug(不含帮助文档部分)率约提高了1.4%(现有bug数/原有bug数*100%=(1171+16)/1171 * 100%),说明这一技术有一定的应用价值。今后我们将进一步研究在更多的应用该技术的测试案例,及其在自动化测试框架设计中的应用价值,同时不断探索该技术在CSCW(计算机协同工作)领域的扩展—基于群件的任务分析(Groupware Task Analysis),从而将本文的测试思想利用GTA(Groupware Task Analysis)技术推广到CSCW领域的交互式用户界面的测试中,特别是基于Web的用户界面测试。

摘要：交互式系统的用户界面测试很难预测用户的输入,将人机交互领域的任务分析理论应用于交互式系统的用户界面测试,提出了测试用例图形化及测试用例聚焦用户任务的新观点。由于在线帮助是用户界面重要的一部分,在线帮助的测试往往被测试人员忽视,其测试方法也比较陈旧,然而任务分析理论提供了一种有效的方法帮助测试人员保证在线帮助是面向用户任务的,而不是仅仅是软件功能的描述。

关键词：面向任务,用户界面测试,交互式系统,在线帮助

参考文献

[1]Kovacevic S UML and User Interface Modeling[C].The Unified Mod-eling Language,Beyond the Notation,Springer,1999:253-266.

[2]Alan Dix,Janet Finlay,Gregory D Abowd.人机交互[M].蔡利栋,等译.北京:电子工业出版社,2006:329-352.

[3]Paulo Pinheiro da Silva ObjectModelling of Interface Systems:The Umli Application[EB/OL].http://www.ksl.stanford.edu/people/pp/pa-pers/PhiheirodaSilva-PhD-2002.pdf,2004,11,29.

[4]Perryde,Wolf A L.Foundations for the study of software architecture.Software Eng.Notes,1992,17.

[5]Shaw M,Garlan D.Software architecture,perspectives on an emerging disci-pline.New York:Prentice-Hall,1996.

人机界面测试 篇10

关键词：JFCunit,自动化测试,Junit,JAVA GUI测试

Junit是现在软件开发过程中最常用的单元测试工具,它为软件的自动化单元测试实现提供了一个理想的测试框架。但是它也有局限性,比如对GUI图形界面的测试就不是很适合。因为GUI图形界面测试是一种比较特殊的测试,它不完全是对逻辑的验证,对运算结果的判断,还包括很强的与用户的交互性。图形界面测试的被测目标除了包括“点击按钮,触发事件”之类的客观内容外,还有很多是与用户的主观因素紧密结合的,如显示字体的大小,颜色是否美观,比例是否匀称等。鉴于GUI图形界面测试的特殊性,Junit已经不能完全胜任,在此基础上,JFCUnit应运而生。

JFCUnit是在Junit框架的基础上建立的,它基于Junit,扩展了专门针对GUI图形界面进行功能测试的功能方法,使得我们能够利用这些新的功能方法实现对GUI界面的操作,使软件测试过程简单化,自动化。

1 JFCUnit简介

JFCunit作为Junit的junit.extensions包的扩展,不但继承了Junit的所有功能,还很好的弥补了Junit对GUI程序测试的不足,扩展了专门针对GUI图形界面进行单元测试的功能方法。JFCunit使程序员能够为基于Java Swing(AWT)的图形程序编写测试代码。它提供如下功能:

获取使用JAVA代码打开的窗口/对话框;

在组件层次里定位组件;

增加所查找到的组件的事件,如单击按钮,在输入域输入数据;

在安全方式的线程里处理组件的测试;

支持使用XML方式录制及回放。

JFCunit提供两种方式来模拟用户交互:

1)使用junit.extensions.jfcunit.JFCTestHelper的EvenQueue来激活事件队列;

2)使用junit.extensions.jfcunit.RobotTestHelper来包裹java.awt.Robot。

无论是使用JFCTestHelper或RobotTestHelper,API是一样的。JFCunit继承了Junit的测试框架,也就继承了Junit的特征和性能,以及基本实现技术,除此,JFCUnit又具有自已的独特方式和实现技术。

2 JFCUnit用途

任何开发出来的应用通常都和用户界面有关联,这样使得用户可以通过界面和系统进行交互,例如:点击按钮,给文本框输入数据,鼠标双击,鼠标右击选择等等。

对于测试人员,测试GUI界面是整个测试生命周期里不可缺少的一部分。随着代码的不断更改,从新功能的增加到运行性能的优化,功能的风险也随之增加。写一次测试脚本,可以运行多次是唯一解决及避免QA手工测试的办法。Junit提供了一个可靠的框架,针对JAVA开发的应用程序,来写这些测试脚本。事实上,许多用Junit写的单元测试集合也存在于发布的build中和开发工具里。

从图1中,我们可以看到测试可以设计在任何一层(例如在“方法的层次上”,开发人员可以通过传递特定的参数来调用方法然后核对获得的结果和他手动计算的结果),经过它下面所有层,并返回或是要处理或是要执行的结果,这样就形成了可以生成一系列的接口测试来模拟更低级别的操作,并允许测试案例是独立的单一层次的Junit测试。

但是,我们通常会忽略一个重要的方面,那就是这种做法不能直接应用于界面层的测试。这是因为所有的测试只涉及方法的调用。如果我们没有做用户界面层的测试,那么仍然会存在一大块的应用程序是没有被测试的。

当写用户界面测试时,测试人员不得不“模拟”用户与所需测的应用界面进行交互。这意味着简单的在组合框里选择一个值的过程,包括以下步骤:

1)在屏幕上定位窗口对象;

2)在组件层次结构的窗口对象里查找组合框组件;

3)遍历所有组合框组件来查找所需要找的组合框;

4)选择所需元素的索引;

JFCUnit提供类似语义转换为有计划的动作,及其特定的“风格”来测试Java应用程序的用户界面层。

3 JFCUnit典型实现流程图

图2为JFCUnit典型实现流程图。

4 JFCUnit常用功能

4.1 Find Component

4.2 Raise Event

表1是组件常用的测试事件。

5 JFCUnit自动化应用的实现

大多数应用程序都有类似如图3窗口的登录界面,下面我就以此为例,来简要介绍JFCunit在GUI程序测试中的实现方法。

为了简洁,我们跳过导入语句和类声明。下面的代码行用于在测试前后,初始化和测试销毁fixture。

现在,让我们列出所以可能的测试:

1)如果用户名和密码字段同时是空的,在鼠标单击“进入”按钮后,会出现错误信息对话框。

2)如果仅密码字段为空,在鼠标单击“进入”按钮后,会出现错误信息对话框。

3)如果用户名和密码字段是无效的,在鼠标单击“进入”按钮后,会出现错误信息对话框。

4)如果用户名和密码字段是用效的,在鼠标单击“进入”按钮后,不会出现错误信息对话框。

正如行2-3上看到的NamedComponentFinder()是用于查找一个组件名为“Exit”。第4行中,我们确保该按钮被发现,而不是空。在第5和第6行,我们重新设置搜索,查找“Enter”。从第8行到第11行,一旦我们发现userNameField,我们还要检查该字段是否为空。12到15行的passwordField也同理一样。一旦我们发现所有的这些对于测试所需的组件,我们通过TestHelper.enterClickAndLeave()方法模拟鼠标点击,在第16行点击鼠标。在第17行和18日,我们使用DialogFinder来查找对话框显示的列表。接下来的几行是用来检查预期会显示出来的对话框数量是否为1。该方法的最后一行是用来销毁对话框。

同理,Test2#到Test4,也是如此,这里就不再一一审述。总结一下,我们可以得知,由于JFCunit是从Junit框架衍生出的子类,所以JFCunit的基本测试实现几乎完全类似于Junit,其主要步骤可以归纳如下:

步骤1:编写代码,运行被测应用。

步骤2:依据JFCunit的API函数和其它JAVA代码或junit代码,监控被测应用的GUI界面,写出测试代码,完成对所需要关注的测试点的测试及验证。

步骤3:运行测试代码。

6 JFCUnit与XML的结合

由于界面测试的特点,XML能够很好的适应GUI测试,JFCUnit与XML结合可用来测试复杂的图形界面,这样能够更好的实现测试自动化。关于JFCUnit与XML结合进行测试以及JFCUnit与ANT结合实现自动化测试相关例子这里不作论述,详情请参考其它相关文档。

7 结束语

JFCUnit的基本框架与原理与Junit一样,是Junit在GUI界面测试上的有效扩展。JFCUnit功能十分强大,擅长对象实例检查,各种人机界面响应事件的模拟等。当然,并不是所有的界面测试都适合用JFCUnit来测试,JFCUnit擅长于测试需要从用户那边获得较多信息的界面(例如测试边界信息和非法字符等),但不擅长于界面布局,美观方面的检查,因此人工测试不可避免。

参考文献

[1]Introduction to jfcunit[EB/OL].http://jfcunit.sourceforge.net.