嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性檢測方法

趙 露

（安徽電子信息職業技術學院，安徽 蚌埠233000）

0 引言

科學技術的迅猛發展使得嵌入式軟件測試數據庫的應用范圍越來越大，嵌入式軟件測試數據庫中測試數據傳輸的穩定性問題逐漸受到各個網絡領域的廣泛關注［1］。在實際應用中，由于嵌入式軟件測試數據庫受到傳輸路徑限制的原因，測試數據傳輸過程中很容易出現格式錯誤、數據包缺失或不一致等一系列問題［2］，通過穩定性檢測可以減少測試數據的損失，從而降低數據異?，F象發生。嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性檢測方法是一種保護嵌入式軟件測試數據庫的信息采集與分析方法，必須確保實時性和正確性，這樣才能準確地管理嵌入式軟件測試數據庫以及傳輸海量測試數據，降低不穩定性帶來的損失［3］。

由于嵌入式軟件測試數據庫中測試數據的行為大多數都會隨著網絡流量的變化而變化，很多文獻都是通過嵌入式軟件測試數據庫中測試數據點的變化，來檢測測試數據的穩定性?；谙伻核惴ǖ臄祿鬏敺€定性檢測方法是通過計算每一條傳輸路徑上測試數據節點的測試值，根據測試值確定測試數據傳輸的穩定性［4］。該檢測方法具有較高的檢測效率，但是在數據誤報率方面存在一些缺陷。本文提出一種測試數據傳輸穩定性檢測方法，通過數據的提取、數據傳輸方程的組建以及檢測模型設計，來提高測試數據傳輸檢測方法的檢測能力。

1 嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性檢測方法設計

1.1 提取嵌入式軟件測試數據

提取測試數據是檢測嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性的基礎，可以降低誤報個數。提取數據庫中的測試數據時，首先建立測試數據庫的結構模型，數據提取過程如下。

選取嵌入式軟件測試數據庫中測試數據在當前時刻查詢到的最大信任值，可以得到查詢時間間隔較長的測試數據信任值，對當前時刻的數據傳輸穩定性影響較?。?］，可以利用式（1）表示嵌入式軟件測試數據庫測試數據在當前時刻查詢的時間衰減函數：

式中，f(k-1)表示測試數據在k-1 時刻的衰減函數，那么在k-1時刻嵌入式軟件測試數據庫中，集成的嵌入式軟件測試數據狀態方程可以表示為：

其中，A表示嵌入式軟件測試數據強度，r表示嵌入式軟件測試數據長度，e-jkr表示測試數據傳輸不穩定時的波長，Rin表示測試數據傳輸時產生的瞬時頻率，ain表示嵌入式軟件測試數據庫指向性傳遞權重，e-jφin表示查詢操作的執行代價。

按照測試數據每一個節點的反饋權系數［6］，建立集成的嵌入式軟件測試數據結構模型：

式中，αk表示測試數據的規模，pk(y|μk，Σk)表示測試數據在k時刻的傳輸狀態先驗分布情況，Σk表示嵌入式軟件測試數據庫的非線性恢復力，μk表示測試數據傳輸的偏差函數。

令{x1，x2，…，xn} 代表嵌入式軟件測試數據庫中集成的嵌入式軟件測試數據的時間序列，m表示測試數據的嵌入維數，τ表示測試數據傳輸的延遲時間間隔，pk表示嵌入式軟件測試數據的后驗概率估計函數，因此可以得到嵌入式軟件測試數據庫中集成的測試數據的構成形式：

基于以上分析，可以得到嵌入式軟件測試數據提取公式為［7］：

式中，Yq×U表示測試數據集成的傳輸維度矩陣，Wu×u表示測試數據傳輸過程中的均衡概率，表示測試數據傳輸時的隸屬度臨界值。嵌入式軟件測試數據特征提取公式為：

式中，yl表示測試數據的數量，φl表示測試數據占總數據量的比例。

通過選取測試數據在當前時刻查詢到的最大信任值，得到了測試數據在當前時刻查詢的時間衰減函數，利用嵌入式軟件測試數據狀態方程，建立了嵌入式軟件測試數據結構模型，利用嵌入式軟件測試數據提取公式，完成嵌入式軟件測試數據的提取。

1.2 組建嵌入式軟件測試數據傳輸方程

測試數據通過數據傳輸方程的計算，可以確保傳輸的穩定性，從而降低誤報個數。在嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性的實際檢測中，測試數據的傳輸涉及緩存能量的產生、傳輸和接收等［8］。

根據測試數據的傳輸過程可知，測試數據傳輸路徑會受到外界干擾，主要是環境和溫度的變化對測試數據傳輸的影響，針對嵌入式軟件的多導線結構，建立了測試數據傳輸穩定性檢測網絡示意圖，如圖1所示。

在圖1中，V(0)和I(0)可以作為穩定性檢測傳感器采集到的測試數據，而V(l)和I(l)作為終端接收的測試數據。測試數據傳輸方程是解決測試數據傳輸穩定性問題的基礎［9］，嵌入式軟件測試數據的傳輸方程為：

圖1 測試數據傳輸穩定性檢測網絡示意圖

式中，V(z，t)和I(z，t)表示t時刻嵌入式軟件測試數據在z方向的電壓和電流分布，VF(z，t)和IF(z，t)表示t時刻測試數據傳輸的電壓源和電流源。

由于檢測環境的復雜性，在組建嵌入式軟件測試數據傳輸方程的基礎上，通過建立數據傳輸穩定性檢測模型，來實現穩定性檢測。

1.3 檢測嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性

在組建嵌入式軟件測試數據傳輸方程的基礎上，采用聚類方法建立了數據傳輸穩定性檢測模型，來檢測嵌入式軟件測試數據的傳輸穩定性，降低誤報個數。

采用數據傳輸穩定性檢測模型實現檢測的過程如下：

首先確定嵌入式軟件測試數據庫中測試數據聚類數，K、C表示測試數據庫中測試數據樣本集合，C={C1，…，Cι，…，}，Cι表示測試數據庫中的一類測試數據，采用ui來描述相同測試數據樣本中心點的推測［10］，選取ωˉ個測試數據庫的聚類中心點，計算出測試數據樣本與聚類中心點之間的距離，然后選擇距離最長的中心作為測試數據樣本φιξ的所屬類別，最后重新計算測試數據的聚類中心，重復上述過程，直到聚類中心值不變為止［11］。具體步驟為：

先在嵌入式軟件測試數據庫中隨機選取ωˉ個測試數據聚類中心點，計算每一個測試數據樣本所屬類別：

對于嵌入式軟件測試數據庫中的不同類別，計算出該類別的測試數據聚類中心：

重復上述過程，直到測試數據的聚類中心不變，然后確定嵌入式軟件測試數據庫中測試數據的類別數，定義嵌入式軟件測試數據庫中測試數據的每一個觀測點［12］，每一個觀測點都具有pn個特征，dιξ表示測試數據觀測點ι到ξ的距離，可以得到：

式中，φι′ξ表示測試數據觀測點向量，令Cr表示r類的測試數據觀測點，nr=|Cr|表示Cr類測試數據觀測點的數量，利用式（11）來定義r類測試數據集中任意兩個測試數據點之間的距離和為：

式（12）定義了嵌入式軟件測試數據庫中測試數據類別的平方和均值：

其中，Dr表示測試數據點之間的距離和，Wk表示測試數據類別的平方和均值。

綜上所述，通過選取測試數據在當前時刻查詢到的最大信任值，得到了測試數據在當前時刻查詢的時間衰減函數，利用嵌入式軟件測試數據狀態方程，建立了嵌入式軟件測試數據結構模型，基于嵌入式軟件測試數據提取公式，完成嵌入式軟件測試數據的提??；根據嵌入式軟件測試數據的傳輸過程，建立了測試數據傳輸穩定性檢測網絡，在組建嵌入式軟件測試數據傳輸方程的基礎上，通過建立數據傳輸穩定性檢測模型，實現了嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性的檢測。

2 仿真對比分析

2.1 實驗環境及參數設置

實驗環境和參數的設置情況如表1所示。

表1 實驗環境及參數統計

2.2 實驗過程

實驗過程中采用嵌入式軟件測試數據個數作為自變量，利用基于蟻群算法的數據傳輸穩定性檢測方法和數據傳輸穩定性檢測方法進行對比實驗，實驗過程如下：

Step1：準備仿真實驗環境，安裝并運行simulation仿真軟件；

Step2：試運行仿真程序，確保實驗的真實性，將兩種檢測方法載入到仿真軟件中；

Step3：在相同的實驗環境下，進行不同檢測數據個數的仿真對比實驗；

Step4：在未執行任何檢測方法的情況下，記錄嵌入式軟件測試數據傳輸的誤報數據個數；

Step5：分別執行兩種檢測方法，記錄嵌入式軟件測試數據傳輸的誤報數據個數。

2.3 實驗結果分析

根據實驗步驟，得到嵌入式軟件測試數據傳輸的誤報數據個數對比曲線，如圖2所示。

圖2 嵌入式軟件測試數據傳輸的誤報數據個數對比曲線

從實驗結果中可以看出，在嵌入式軟件測試數據相同的情況下，兩種檢測方法存在很大差別，基于蟻群算法的數據傳輸穩定性檢測方法當測試數據個數不超過200 個時，誤報數據個數不超過20個，檢測能力可以達到90%，但是當測試數據個數越來越多時，誤報數據個數也在增加，測試數據穩定性檢測能力較差；而本文提出的數據傳輸穩定性檢測方法當測試數據個數不超過500 個時，誤報數據個數都低于20個，具有良好的檢測能力。

3 結語

本文提出了嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性檢測方法，通過選取測試數據在當前時刻查詢到的最大信任值，得到了測試數據在當前時刻查詢的時間衰減函數，利用嵌入式軟件測試數據狀態方程，建立了測試數據結構模型，基于嵌入式軟件測試數據提取公式，完成測試數據的提??；根據嵌入式軟件測試數據的傳輸過程，建立了測試數據傳輸穩定性檢測網絡；在組建嵌入式軟件測試數據傳輸方程的基礎上，通過建立數據傳輸穩定性檢測模型，實現了嵌入式軟件測試數據傳輸穩定性的檢測。實驗結果證明，提出的數據傳輸穩定性檢測方法具有較高的數據傳輸穩定性檢測能力。