Лекция 6. Кольцевое тестирование.
6.1 Основные принципы построения систем тестирования.
Системы тестирования содержат объект проверки, подсистемы порождения тестовых воздействий и анализа ответов объекта на эти воздействия, а также алгоритмы тестирования. Основное назначение подсистем состоит в организации процессов проверки исправности и поиска дефектов на стадиях изготовления, отладки, эксплуатации. Выделяют универсальные и специализированные системы. Универсальные системы применяются для тестирования достаточно большого класса средств вычислительной техники и автоматики и реализуются обычно в виде внешних подсистем. Использование специализированных подсистем нередко ориентировано на совместную работу с объектом проверки реализацию, образующую самотестируемую конструкцию.
В традиционных системах тестирования с ростом сложности объекта резко возрастает сложность подсистем, например, за счёт увеличения ёмкости памяти запоминающих устройств хранения тестовых данных. Системы компактного тестирования используются для представления информации в сжатой форме. Под компактным тестированием принято понимать такое тестирование, при котором генерирование тестов и анализ ответов осуществляется компактными алгоритмами. В настоящее время потребность в экономичных системах тестирования усиливается повышением степени интеграции элементной базы вычислительной техники. В связи с этим имеет место тенденция снижения аппаратурной сложности диагностических средств.
Анализ известных технологий позволяет выявить наиболее типичные классы тестопригодных объеков. По признаку зависимости выходов от входов классификация моделей имеет следующий вид:
комбинационный автомат;
не зависящий от выхода автомат с конечной памятью;
не зависящий от входа автомат с конечной памятью;
зависящий от входа и выхода автомат с конечной памятью.
Основные свойства перечисленных моделей изучены в теории автоматов, где отмечаются хорошие свойства их управляемости.
Наиболее изученным классом компактных систем тестирования являются разомкнутые системы, в которых генератор тестов (ГТ), объект тестирования (ОТ), анализатор ответов (АО) соединены последовательно (рис.6.1, а). Примером такой системы может служить сигнатурный анализ, использование которого позволило сжимать длинные выходные последовательности в 16-разрядные ключевые слова-сигнатуры. Дальнейшее снижение аппаратурной сложности достигается в классе замкнутых систем, где генератор, объект, анализатор образуют замкнутый контур (рис. 6.1, б). Особенности замкнутых систем обусловлены эффектом "размножения" дефекта по контуру, усиливающим обнаруживающие способности.
Рис. 6.1. Разомкнутая (а) и замкнутая (б) системы тестирования.
Замкнутость компактных систем тестирования в значительной мере способствует разрешению противоречия, обусловленного отставанием характеристик старых средств тестирования от характеристик вновь создаваемого объекта. Поскольку в процессе функционирования встроенных средств таких систем отсутствуют обращения к запоминающим устройствам и сравнения фактических ответов с эталонными, то возможно проведение проверок на высокой рабочей частоте объекта.
С развитием замкнутых систем тестирования связано появление системы кольцевого тестирования. В кольцевых системах функции генератора и анализатора совмещаются в пространстве и во времени, топология структуры имеет форму кольца, модели систем описываются в алгебре кольца многочленов и кольцевыми (циклическими) графами, что породило термин кольцевое тестирование (КТ). В процессе проверки исправная система проходит свои состояния по циклическому маршруту. Поэтому заключение об исправности объекта делается на основании сравнения начального и конечного состояний системы. Аппаратурная избыточность кольцевых систем тестирования зависит от свойств линейности и нелинейности объекта. За счёт совмещения функций генератора и анализатора избыточность систем для ряда объектов становится незначительной.
Таким образом, тенденция снижения аппаратурной сложности средств тестирования содержит следующие этапы:
компактную раздельную реализацию генератора и анализатора;
компактную совместную реализацию генератора и анализатора;
компактную реализацию генератора и анализатора на основе средств самого объекта проверки.
В настоящее время третий этап только зарождается. Дальнейшее снижение аппаратурной сложности связывается с возможностями преобразования объекта в генератор путём замыкания его входов и выходов