2011年计算机软件水平考试嵌入式系统设计师辅导笔记(12)

模块结构设计的任务：将系统划分为模块，确定软件的结构，模块的功能和模块间的接口，以及全局数据结构设。

模块：是组成系统的基本单位，它的特点是可以组合、分解和更换。 模块的四要素：输入和输出;处理功能;内部数据;程序代码。

模块结构设计应遵守的原则：所划分的模块其内部凝聚性要强，模块之间的联系要少，即要有很强的独立性;模块之间的连接只能存在上下级之间的调用关系，不能有同级之间的横向关系;整个结构呈树状结构，不允许网状结构或交叉调用关系;所有模块必须严格地分类编码并建立归档文件。 ⑶、结构化设计的方法

结构化设计的方法是一种面向数据流的设计方法，基本思想是将系统设计成由相对独立、功能单一的模块组成的结构。

信息流的类型：变换流和事务流。

结构化设计方法的步骤：复查并精化数据流图;确定DFD的信息流类型(变换型或事务型);根据流类型分别实施变换分析或事务分析;根据系统设计的原则，对程序结构图进行优化。 3、嵌入式程序设计 ⑴、bootloader的设计

步骤;stage1和stage2两大部 Stage1步骤：硬件设备初始化;为加载bootloader的stage1准备内存空间;复制bootloader的stage1到内存;设置好堆栈;跳转到stage1的C入口点。

Stage2步骤：初始化本阶段要使用的硬件设备;检测系统内存映射;将内核映像和根文件系统映像到flash上读入到内存中;为内核设置启动参数，并调用内核。 ⑵、设备驱动程序设计 ⑶、网络应用程序设计 4、编码 四个步骤：确定源程序的标准格式、制定编程规范;准备编程环境;编写代码;进行代码审查，提高编码质量。 5、测试 ⑴、概述

软件测试：是从经济和效率的角度出发，对软件代码进行质量和正确性保证的一个过程。 系统测试的目的：是为了发现至今尚未发现的错误。

规范化的测试过程：拟定测试计划;编制测试大纲;根据测试大纲设计和生产测试用例;实施测试;生成测试报告。 ⑵、测试方法

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分类：人工测试和机器测试

人工测试的三种方法：个人复查、抽查、会审 机器测试分成：黑盒测试和白盒测试 黑盒测试：也称功能测试，将软件看成黑盒子，在完成不考虑软件内部结构和特性的情况下，测试软件的外部特性。包括：极限情况测试;边界测试;异常测试;随机测试;性能测试。 白盒测试：也称结构测试，将软件看成透明的的盒，根据程序的内部结构和逻辑来设计测试用例。原则：程序模块中的所有独立路径至少执行一次;在所有的逻辑判断中，取“真”“假”的两种情况至少都要执行一次;每个循环都应在边界条件和一般条件下各执行一次;测试程序内部的数据结构的有效性。 ⑶、测试步骤：

①、系统平台测试：包括硬件电路测试、操作系统及底层驱动程序测试; ②、单元测试：也称模块测试。一般采用白盒测试法。主要测试模拟块接口、局部数据结构、重要的执行路径、出错处理、边界条件。

测试时需要开的模块包括：驱动模块(相当于一个程序，负责接收测试用例的数据，将这些数据送到测试模块，并输出结果)和桩模块(也称为存根模块，用来代替测试模块中所调用的子模块，其内可进行少量的数据处理，目的是为了检验入口，并输出调用和返回的信息) ③、集成测试：也称组装测，就是把各个模块按照系统设计说明书的要求组合起来进行测试。 两种方法：一种是分别测试各个模块，再把这些模块组合起来进行整体测试，即非增量式集成;另一种是把下一个要测试的模块组合到已测试好的模块中，测试完成再将下一个模块组合进来，进行测试，这样逐步把所有的模块组合在一起，并完成测试，即增量式集成。 ④、系统测试：将嵌入式软件、硬件，外设和网络等各种因素结全在一起，进行整个系统的组装测试和确认测试。一般采用黑盒测试法。

主要测试内容：恢复测试、强度测试、性能测试、可靠性测试。 ⑤、测试结果分析

对测试结果分析和比较帮助错误的定位，指导程序员修改代码。

⑷、覆盖测试：是一种白盒测试法，测试人员必须拥有程序的规格说明书和程序清单。其基本思路是以程序的内部结构为基础来设计测试用例，以覆盖尽可能多的程序内部逻辑结构，发现其中的错误和问题，一般用在单元测试阶段。

主要策略：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖。

嵌入式软件移植

可分成有操作系统和无操作系统的移植。

uC/OS-II操作系统代码被分成三个部分：一是，与处理器无关的代码，如任务管理、存储管理、信号量等;二是，与系统配置有关，应用程序开发人员可以通过修改这些配置文件来裁剪内核，选择自已需要的系统服务;三是，与处理器相关的代码，包括OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM、OS_CPU_C.C三个文件。

提高嵌入式应用软件的可移植性，遵守的原则：在软件设计上，采用层次化设计和模块化设计;在软件体系结构上，可在操作系统和应用软件之间引入一个虚拟机层，或者叫操作系统抽象层，将通用的、共性的操作系统API接口函数封装起来;在功能服务的调用上，要尽量使用可移植的函数;将不可移植的部分局域化;提高代码的可重用性。

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