测试的基本原理篇1

分析基础审计作为现代审计的一种取证模式,与原有的三种取证模式(账目基础审计、制度基础审计和风险基础审计)相比,克服了它们的共同缺陷,即从“部分整体”收集证据的模式,采用从“整体部分整体”的取证模式,既可以提高审计工作效率,也能较好地保证审计质量,从而可以有效地降低审计风险,避免法律诉讼,是一种较为先进的取证模式,因此,探讨分析基础审计的取证原理,对于指导我国的审计实务具有重要意义。

一、分析基础审计模式与原三种审计取证模式的比较分析基础审计模式与原三种审计取证模式相比具有不同的特性,原三种审计取证模式都有固定的取证模式,账目基础审计的取证模式是按照会计处理相同或相反的循序依次审查会计资料,特点是审计直接针对会计处理的结果是否可靠进行实质性测试,而不考虑这些结果是怎样产生的。制度基础审计的取证模式是调查内部控制制度符合性测试实质性测试,特点是通过对内部控制的了解和符合性测试,评价内部控制的健全性和有效性,在此基础上,根据内部控制的评价结果,确定审计重点。一般来说,应将内部控制薄弱环节下所产生的会计数据作为审计重点。

风险基础审计的取证模式是了解内部控制结构控制测试实质性测试。风险基础审计与制度基础审计相比,在术语上,内部控制制度变为内部控制结构,符合性测试变为控制测试,这一改变,不仅是术语上的改变,而且应用的目的发生了根本性的变革。wWW.133229.COm在风险基础审计下,对内部控制结构的了解及控制测试的目的不再是确定审计重点,而是根据了解、测试的结果,评价控制风险的高低,据此进一步确定构成会计报表的具体项目的检查风险的高低,从而确定对该报表项目进行实质性测试所需的证据数量。根据上述特点,可以归纳出原三种取证模式的共同点是从构成被审计内容的个体出发,根据对个体的审查结果对被审计内容的整体表述意见,采取的是从“部分整体”的取证模式,因此,其审计结论的可靠性与审计的个体数量的多少成正比,一般来说,审计的个体数量越多,审计结论越可靠。

在现代审计中,由于企业规模的扩大,需要审查的个体的增多,为确保审计质量,该模式下审计界关注的焦点是如何通过审查较少的个体数量,既能减轻审计工作量,降低审计成本,又能确保审计质量。在这一需求的带动下,审计取证模式由审查全部个体模式(账目基础审计)发展为抽查部分个体模式(制度基础审计和风险基础审计)。在抽查部分个体的情况下,由于只审查了部分业务,虽然减轻了审计工作量,降低了审计成本,但未查部分是否存在错误无法做出准确判断,从而使得根据部分业务的审查结果推断总体所做出的审计结论产生了不确定性,因而也就引发了审计风险的存在,所以,从“部分整体”的取证模式是引发审计诉讼爆炸的技术原因。

与原三种取证模式相比,分析基础审计不具有固定的取证模式,它是以分析技术作为审计的切入点,通过对会计报表的分析性测试,确定审计重点,然后根据构成会计报表的不同项目和审计人员所了解掌握的信息,分别采用不同的审计策略,若不准备依赖与该报表项目有关的内部控制,则直接转入实质性测试,与账目基础审计的取证模式相结合;若准备依赖内部控制,则实施了解内部控制的程序和控制测试,与风险基础审计的取证模式相结合。所以,在应用上,分析基础审计的取证模式可分为以下两种:一是分析性测试实质性测试;二是分析性测试了解内部控制结构控制测试实质性测试。该模式的特点是克服了原三种模式的局限,采取的是“整体部分整体”的取证模式,即首先对被审无忧论文网计的整体进行总体合理性的分析判断,并根据判断结果确定审计重点;然后根据判断结果对构成被审计整体的个体进行检查取证;最后,根据个体的审查结果对总体结果进行再次判断。

二、不拟依赖内部控制下的分析基础审计取证模式的应用步骤对于规模较小的企业或不拟依赖内部控制的企业进行审计时,分析基础审计的应用可采取以下步骤:

1.运用分析性测试,确定审计重点。为便于审计工作有序进行,既能提高审计工作效率,又能满足审计质量的要求,任何一项审计,在具体收集审计证据之前,应编制详细可行的审计计划。而审计计划中一项重要内容就是确定审计重点,在分析基础审计下,审计重点的确定是依赖分析性测试来完成的。在确定审计重点的过程中,应用的分析性技术是“本期到前期的变化法”。其基本原理是:将本期会计账面数与上期审定数相比,计算差异及其变动幅度,并据此确定审计重点。具体操作程序为:在审计工作底稿中,审计人员将客户当年的账面数和上期审定数放到相邻栏目中,使两个数字可以相当容易地进行比较,然后计算差异及变动幅度,并根据事先确定的重要性差异的判断标准,确定在审计实施阶段应予重点关注的项目。若本期账面数与上期审定数之间存在差异,由于造成该差异的原因包括经济的自然增长和偶然因素两方面,因此,审计人员不能据此而推断凡有差异均需重点审计。要判断差异是否作为重要性差异而列为审计重点,审计人员需要确定一个重要性差异的判断标准,这也是运用分析性测试确定审计重点的困难所在。判断标准的确定既可以是单纯的绝对数变化或百分比变化,也可以是两者的结合体,无论选择何种标准,均应在审计工作底稿中增加一栏“重要性判断标准”并做出说明。重要性判断标准的确定应由审计人员根据客户的实际情况,结合自己的职业判断加以确定。在确定了重要性差异的判断标准后,凡是差异或百分比超过重要性差异标准的项目都应作为审计重点。

2.实施实质性测试,收集审计证据。在审计实施阶段,根据审计规划阶段中确定的审计计划,对于审计重点内的项目,应进行比较充分的实质性测试;对于非审计重点的项目,也应逐项进行实质性测试,只是与审计重点内的项目相比,测试的量有所减少,而测试的类型不应有所变化。一般来说,实质性测试的类型包括:分析性测试、交易测试和余额测试。具体内容如下:(1)分析性测试。在对会计报表项目进行实质性测试时,首先应对其进行分析性测试。此时进行的分析性测试与确定审计重点时应用的分析性测试的目的是不同的,在这一阶段,应用分析性测试的目的是从总体上把握会计报表项目的“总体合理性”。一般来说,在对会计报表项目进行实质性测试时,审计人员首先应根据其所掌握的商务知识、会计知识和分析技术知识,分析每一个项目是否适宜采用分析性测试。商务知识用来理解经济环境和客户在该环境下的运作;会计知识用来理解财务和非财务数据的关系;分析技术知识用来明确在什么环境下,最适合采用分析性测试和怎样正确运用及评价分析性测试。

在确定是否适宜采用分析性测试时,审计人员应从三方面进行:第一,评价特定风险因素,即对既定的会计项目可能出现的错误情况进行辨别,如针对销售收入项目,客户高估收入的可能性大,还是低估收入的可能性大。第二,确定是否需要能够减少风险因素的审计证据,即决定审计人员是否需要取得或形成审计证据以将风险因素降至一个可接受的水平。第三,确定分析性测试是否能够提供合适的证据。若经过判断,无法进行分析性测试的会计报表项目,则直接转入下一步,对其进行实质性测试中的交易测试;需要进行分析性测试的会计报表项目,审计人员应根据所掌握的信息,选择最能达到测试目标的审计程序,并进行测试,最后,根据测试结果,对该项目的总体合理性进行评价。(2)交易测试。无论对报表项目是否进行分析性测试,都应进行交易测试。交易测试是通过设计相应的审计程序,对企业所发生的各项交易进行记录的整个过程进行测试,以对交易的真实性、记录的完整性、记账金额的正确性、分类正确性、时间正确性和过账与汇总正确性等交易测试目标做出评价。例如,企业应收账款的年初余额为5000元,假设该余额为上年审定数,本年发生两笔业务,一是本年赊销3000元,二是本年收回4000元,若对该应收账款账户本年发生的这两笔业务实施了交易测试,验证其符合交易测试的六项目标,据此可以推定该应收账款账户的年末余额4000元是正确的。构成会计报表的每一个项目都必须实施交易测试,只是不同的会计报表项目实施的交易测试的数量不同。

(3)余额测试。余额测试是通过适当的审计程序对账户的期末余额进行测试,以验证其是否满足真实性、完整性、所有权、估价、截止、机械准确性、分类和披露等余额测试目标的过程。虽然通过交易测试可以间接证实账户余额的正确性,但交易测试的范围没有包括所有的交易,也就无法通过交易测试来证实账户余额的正确性,还必须通过对余额的直接测试,取得证明账户余额正确性的确证证据。如上例对应收账款的交易测试,虽然可以间接证实应收账款余额的正确性,但由于受审计时间和审计资源的限制,审计人员不能对所有的应收账款业务进行测试,从而也就不能保证应收账款总账余额的正确性。为确保应收账款余额的正确性,审计人员还必须实施验证余额正确性的审计程序,如函证应收账款,以取得证明应收账款余额正确性的审计证据。

三、依赖内部控制下的分析基础审计取证模式的应用步骤如果在审计过程中准备依赖客户的内部控制,则分析基础审计的应用可采用以下步骤:

1.运用分析性测试,确定审计重点。在分析基础审计下,无论是何种情况,第一步的应用都是运用分析性测试确定审计重点。

2.了解内部控制结构。在审计过程中,如果准备依赖客户的内部控制,则审计人员应设计相应的审计程序,了解客户在经营过程中建立了哪些内部控制。了解内部控制的审计程序通常包括:(1)利用以前年度审计中获取的内部控制信息,根据情况变化作适当更新;(2)检查内部控制生成的凭证和记录;(3)询问客户的有关人员,并查阅相关的文件。通过上述程序,可以了解客户内部控制的设计情况,然后,根据了解的情况,对客户的控制风险做出初步评价。如果控制风险评价为高水平,则意味着客户的内部控制不能依赖,则应直接转入实质性测试,不再进行控制测试;如果控制风险评估为低于高水平的较低水平,则审计人员可考虑进行控制测试,以便获取支持控制风险较低的初步评价的审计证据。

测试的基本原理篇2

关键词：机械振动；信号采集；测试系统；数据处理

0引言

振动，是机械设备所具有的基本特性，也是评判机械设备运行状况的综合性指标。设备的磨损量随着运行时间的增长而不断增加，不断增加的运行间隙使得设备的振动烈度持续增大，根据振动测试便可得知设备运行的状态。而在高校机械类专业的教学过程中，教学实验是学生最直观地了解知识的过程，也是学生最直接地运用所学知识去解决问题的过程，对于提升教学效果有着十分重要的作用。

1实验目的及实验内容

1.1实验目的

（1）观察机械设备的振动现象，掌握机械设备发生振动的机理，了解振动测试对于诊断机械设备故障的意义。（2）学习机械设备振动测试的方法，掌握振动测试系统的组成，了解振动信号测量的基本原理。（3）了解信号采集的基本知识，掌握一种信号采集的技能，学习振动测试数据的处理方法。（4）学习压电式传感器、电荷放大器、数据采集卡、数据采集软件、激光振动测量仪的使用方法，了解压电式传感器、激光振动测量仪的基本原理。

1.2实验内容

（1）根据实验目的，教师进行相关知识的拓展讲解，使学生掌握本实验应具备的相关知识，讲解内容如下：a机械振动的相关知识：通过讲解，学生可以了解机械设备发生振动的机理，了解振动对于判断机械设备运行状态的意义。b振动测试的相关知识：通过讲解，学生可以了解振动测试的方法，掌握测试指标的选择原则，了解振动信号测量的基本原理。c信号采集的相关知识：通过讲解，学生可以了解信号采集的基本原理，学习信号采集的相关理论，掌握信号采集系统的基本构成和采集方法。d数据处理的相关知识：通过讲解，学生可以了解振动信号数据处理的相关方法，掌握数据处理的基本流程。e电动机使用注意事项：通过讲解，学生可以了解基本的安全用电常识，掌握电动机使用的相关注意事项，在自我保护的同时保护教学设备的安全。f压电式传感器的知识：通过讲解，学生可以了解压电式传感器的组成、工作原理，掌握传感器的使用方法，了解其应用领域。g电荷放大器相关知识：通过讲解，学生可以了解电荷放大器的作用，掌握其使用方法。h数据采集卡相关知识：通过讲解，学生可以了解数据采集卡的工作原理，掌握其使用方法。（2）为了提高学生的动手实践能力，培养其工程素养，将学生分为几个小组，给出小组讨论时间，让其自主的讨论、学习实验仪器的使用。具体包括。a压电式传感器的接线与布置，电荷放大器的具体操作，数据采集卡的接线操作，数据采集软件以及激光振动测量仪的具体使用。b练习振动测试系统的搭建。（3）在实验教师的指导下，学生搭建正式的实验系统，并启动电动机，完成振动信号的采集工作。（4）振动测试工作完毕后，在实验教师的指导下，学生完成振动测试系统的拆除工作，将相应仪器设备做好保养后放置于指定位置。

2实验原理及实验系统

2.1实验原理

机械设备所包含的一切活动，包括冲击运动、往复运动、回转运动，均可作为激励源。设备在激励源的作用下产生振动现象，振动沿着设备从内部向外部传播。待到达设备表面时，机械振动扰动空气产生声波。采集并分析这些声音信号及振动信号，就能对机械设备及其运行状况作出相应的评判。激励源是机械设备产生振动的根本。在主动式测量中应采用激振器对被测试设备进行施振，由于施振特性是已知的，便可据此分析被测试设备的振动状态。而对于大型设备（例如大型柴油机），不便于对被测设备施加主动式测量，则可以针对设备自身工作时所产生的振动进行测试，从而分析被测试设备的振动特性、判断其运行状态。相关研究表明，机械设备的振动频率范围一般为10Hz~10000Hz，因此可将振动速度作为被测指标。但是，以现阶段的技术水平难以进行速度量的直接测量，通常以振动加速度作为被测指标，通过对测量数据进行积分从而得到速度、位移量。

2.2实验系统实验系统

由电动机、压电式加速度传感器、电荷放大器、NI数据采集卡、笔记本电脑等组成。

2.2.1压电式加速度传感器压电式加速度传感器由压电材料以及敏感元件构成，其特性为遭受外力后会在表面产生电荷。

2.2.2电荷放大器本实验系统采用KD5018型双积分电荷放大器，可以将输入的电荷量转换为相应的电压量进行输出。该型电荷放大器与压电式加速度传感器配合时，可以对机械振动中的加速度量进行测量，在机械、化工、航天等领域有着十分广泛的应用。

2.2.3数据采集卡本实验系统采用NI公司生产的9205采集卡。

2.2.4激光振动测量仪本实验系统采用的激光振动测量仪，可以直接测量并输出振动速度量。

3测试方法及数据处理

3.1测试方法

3.1.1振动速度的间接测量方法本实验中，振动速度的间接测量方法为加速度一次积分测量法。加速度一次积分测量法，是当前振动测试领域较为成熟的一种方法。其测试系统的性价比较高，对测试环境的要求较低，系统的搭建、使用十分简便，测试数据后期的处理方法也十分成熟。

3.1.2振动速度的直接测量方法本实验中，振动速度可以由激光振动测量仪直接测出。

3.2数据处理

3.2.1振动加速度信号的处理实验过程中所测得的振动加速度信号，应先对其进行A/D转换并消除直流分量。消除直流分量之后的信号还应进行滤波处理，滤波的方法有两种：数字频域滤波、时域滤波。本实验中采用数字频域滤波。a消除直流分量滤波之前，首先要消除加速度信号中所包含的直流分量，消除直流分量的方法：先求出N个采样数据的平均值，然后将各采样值进行减去平均值的处理，所得数据即为消除直流分量之后的值。b数字频域滤波在积分之前，还要对消除直流分量之后的振动信号进行滤波处理，本实验中采用基于FFT变换的频域滤波。c进行数字积分对加速度信号进行直接数字积分，得到初步的振动速度信号。数字积分的方法有很多，常用的有梯形法和辛普森法。d需消除趋势项振动测试过程中，受到外界环境温度变化以及其他干扰的影响，传感器会产生零漂、低频性能不稳定等现象。振动测试数据因而往往发生偏离基线的现象，并且偏离基线的程度还会随时间发生变化，这种现象就是趋势项。趋势项是干扰量，需要消除，常用的方法为最小二乘法。对所得到的初步振动速度信号，进行消除趋势项处理，即可得到可用的速度信号。

3.2.2振动速度信号的处理由于激光振动测量仪所输出的信号即为速度信号，无需再进行其他处理，可直接应用。

3.2.3振动烈度计算振动烈度是反应机械设备工作状态的简明特征量，在以上数据处理的基础上，指导学生进行振动烈度的时域和频域计算。

4结论

本文设计了一种振动测试的教学实验，对实验目的、实验内容、实验原理、实验设备、测试方法及数据处理方法进行了介绍。通过本实验，学生可以综合性的掌握机械振动的机理、振动测试的原理、信号采集的方法以及数据处理的相关知识。

参考文献

[1]卢建霞，屠大维，赵其杰，许烁.机械工程测试技术实验教学创新平台设计[J].实验室研究与探索.2015（04）：183

[2]彭军强，于鸿彬，靳晓曙.机床振动的计算机测量综合性实验设计[J].黑龙江科技信息.2015（35）：158

测试的基本原理篇3

【关健词】：岩土工程勘察土工试验原位测试数据对比

一、引言

岩土工程勘察主要目的是依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）等，着重论述场地的原始工程地质条件及水文地质条件，结合当地经验并主要依据相关规范，提供各地基土层的承载力标准值，其中最重要的依据是土工试验、标贯试验、静动探试验等资料。

二、某建筑概况及场地岩土工程条件

某建筑由四栋十一层小高层住宅楼、一栋地下人防车库和一栋商业用房组成，结构类型小高层为剪力墙结构，其它为框架结构。

场地地貌单元为高河漫滩。原为稻田，地形较平坦。

场地地基土层主要有6层组成，①层耕填土：灰黄色，呈湿、松散状态，厚:0.4～3.00m。②层粉质粘土：黄~黄灰色，可塑状态。厚1.60～3.00m。③淤泥质粉质粘土：灰色，软-流塑，厚5.70～10.70m。④层粉质粘土：黄褐色，可塑状态。厚1.20～5.80m。⑤层粉质粘土：黄褐色，硬塑状态。厚1.40～6.50m。第⑥层强风化闪长岩：厚3.50～7.20m。其下为中风化。

场地内地下水类型为浅层潜水和深部弱承压水，浅层潜水主要赋存于第①～③层土层孔隙中，深部弱承压水主要赋存于第⑥层强、中风化闪长岩裂隙中。

三、岩土工程分析

1.场地稳定性及抗震稳定性评价场地内地层分布稳定

无不良工程地质现象，属稳定场地，场地土的类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。该区抗震设防烈度为6度，该场地为抗震有利地段。

2.地基土评价

第2层可塑粉质粘土：土层压缩系数a1-2＝0.30MPa-1，属中等偏高压缩性土，具有一定的承载能力，可作为商业用房天然地基础持力层。第3层软～流塑状淤泥质粉质粘土：属高压缩性土，承载能力低。第4层可塑状质粉质粘土：土层压缩系数a1-2＝0.27MPa-1，属中等偏低压缩性土，具有一定的承载能力。第5层硬塑状粉质粘土：土层压缩系数a1-2＝0.21MPa-1，属中低压缩性土，具有较高承载能力。第6层强风化闪长岩：软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级，可作为小高层预应力管桩桩端持力层。

3.基础类型选择

3.1天然地基：本区第②层粉质粘土，属中等偏高压缩性土，具有一定的承载能力。建议商业用房，选择该层作为其独立基础持力层。

3.2片筏基础地下人防车库基础型式可选择片筏基础，以第②层粉质粘土作其持力层。

3.3桩基础：地下人防车库基础砌置深度5.3米，基底主要坐落在第②层粉质粘土上，其周围有2.0m左右的回填土，地下水位高，考虑抗浮设计时，建议可采用桩基础，以第④层为桩基础持力层。四栋小高层住宅楼，均建议采用桩基础。以第⑥层强风化闪长岩做其桩基持力层。桩型均推荐采用预应力管桩。桩基设计时，应考虑桩身穿越较厚松散新近填土、较厚欠固结土，桩周存在软弱土层，在计算基桩承载力时，应计入桩侧负摩阻力。

4.基坑工程

本工程重要性等级为二级，地基基础设计等级为乙级，地下室一层，基坑开挖面积较大，开挖深度一般5.30m左右。地下水位高，条件较复杂，对施工的影响较严重。根据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004表8、7、2有关规定，该基坑工程安全等级为二级。地下人防车库基础为片筏基础时，应考虑基坑开挖后，第②层粉质粘土较薄，下卧层为第③层软～流塑状淤泥质粉质粘土（软弱下卧层）对建筑物的影响。

四、讨论

1.土工试验与原位测试作用

岩土体是自然界的产物，其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的，并且随受力状态、应力历史，加载速率和排水条件等的不同而变得更加复杂。所以，在进行各类工程项目设计和施工之前，必须对工程项目所在场地的岩土体进行土工试验及原位测试，以充分了解和掌握岩土体的物理和力学性质，从而为场地岩土工程条件的正确评价提供必要的依据。

土工试验是对岩土试样进行测试，并获得岩土的物理性指标、力学性指标、渗透性指标以及动力性指标等的实验工作，从而为工程设计和施工提供参数，是正确评价工程地质条件不可缺少的依据。

所有的工程建设项目，包括高层建筑、高速公路、机场、铁路、隧道等的建设，都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系，在很大程度上取决于岩土体能否提供足够的承载力，取决于工程结构不至于遭受超过允许的地基沉降和差异变形等，而地基承载力和地基变形计算中的参数又主要是由土工试验来确定的，因此，土工试验对于各类工程项目建设是不可缺少的。

原位测试是指在保持岩土体天然结构、天然含水率以及天然应力状态的条件下，测试岩土体在原有位置上的工程性质的测试手段。原位测试不仅是岩土工程勘察的重要组成部分，而且还是岩土工程施工质量检验的主要手段。

采用原位测试方法对岩土体的工程性质进行测定，可不经钻孔取样，直接在原位测定岩土体的工程性质，从而可避免取土扰动和取土卸荷回弹等对试验结果的影响。它的试验结果可以直接反映原位土层的物理力学性状。某些不易采取原状土样的土层（如深层的砂）只能采用原位测试的方法，原位测试还可在较大范围内测试岩土体，故其测试结果更具有代表性，并可在现场重复进行验证。目前，各种原位测试方法已受到越来越广泛的重视和应用，并向多功能和综合测试方面发展。

2.土工试验与原位测试对比

室内土工试验结果会由于试样扰动而受到影响，因此，在利用室内试验得出的岩土参数时必须小心对待。原位测试可避免取土扰动对试验结果的影响，但是，原位测试也有其难以克服的局限性。首先，原位测试的应力条件复杂，一般很难直观地确定岩土体的某个参数，因此在选择计算模型和确定边界条件时将不得不采取一些简化假设，由此引起的误差也可能使所得出的岩土体参数不能理想地表征实际土体的性状，特别是当原位测试中的土体变形和破坏模式与实际工程不一致时，例如十字板剪切试验的剪切和破坏模式与土坡或地基的实际破坏形式是大相径庭的，事实上已有资料表明十字板剪切试验得出的强度高于室内无侧限压缩试验结果；其次，原位测试一般只能测定现场荷载条件下的岩土体参数，而无法预测荷载变化过程中的发展趋势。因此，对于岩土体参数的测定，仅仅依靠原位测试也是不行的。关于对室内试验结果影响最大的取土扰动，现有的取土技术，已经足以使取土扰动的影响降低到最小限度，目前，取土技术已经引起足够的重视，并且一致认为，在软土中采用薄壁取土器可以取得质量最好的原状土，但是，由于其操作过于繁琐，在推广过程中遇到一定困难。至于取土时无法避免的应力释放引起的土样扰动，可采取室内再固结等方法予以减轻甚至消除。

测试的基本原理篇4

关键词:公路施工试验检测制度管理

1提升公路施工试验检测管理的几点建议

在我们的质检工作中试验检测工作是一个关键的环节,最终检测结果的准确性与可靠性将会直接影响到质检的工作质量。为了确保所提供的数据真实准确可靠,在这要求我们检测人员在试验检测的全过程中必须严格的遵照有关试验检测规定,并最大限度的消除试验检测误差,提升试验检测精度。

1.1严格规范的执行试验检测工作制度

一个工作的制度是否健全,制度能否有效坚持贯彻执行,就是反映了一个单位的管理水平。对质检机构来说,必然会影响到在检测工作的质量。所以为保证检测质量,就必须要从全面质量管理的观点出发,才能对检测结果的各种因素进行有效的控制。本人认为,作为一个质检中心就要建立以下的几个基本的工作岗位制度:实行岗位责任制;计量标准、标准物质、检测仪器的管理制度;仪器设备购置、验收、维修、降级和报废制度;检测事故分析报告制度;技术资料文件的管理及保密制度;检测样品的管理制度;试验室管理制度等。

1.2制定试验检测工作细则

试验检测方法应根据我国或部委颁布的现行最新的技术标准、操作规程和行业规范制订详细的实施细则来执行。

(1)试验检测工作实施细则的制定

在有些标准、规范可能会规定得不详细,而有些质检机构的在检测操作人员会有可能是新来人员,他们虽然是已通过本单位的技术考核,但却不一定很熟练,更重要的是质检机构的工作就像工厂生产产品样,每步都应该按工艺要求仔细地实施,所以必须制定有关实施细则。

(2)试验检测工作实施细则的内容

将实施细则的内容归纳为可以分为:技术标准、规定要求、检测方法、操作规程等;抽样方法及样本大小;检测项目、被测参数大小及允许变化范围;检测仪器设备的名称、型号、过程、准确度、分辨率;检测人员组成和检测系统框图;对检测仪器的检查标定项目和结果;对检测仪器和样品或试件的基本要求;对环境条件等的检查及从保证计量检测结果可靠角度出发,允许变化范围的规定;在检测过程中发生异常现象的处理办法;在检测过程中发生意外事故的处理办法;检测结果计算整理分析方法。

(3)试验检测工作实施细则的有关方法

①抽样方法为随机抽样。确定样本大小后,由委托试验检测单位提供编号进行随机抽样、原则上抽样人不得与产品直接见面,样本应在生产单位或使用单位已检测合格的基础上抽取。抽样前,不得事先通知被检产品单位,抽样结束后,样品应立即封存,连同出厂检测合格证一并送往指定试验检测地点。

②样本大小的确定方法,凡产品技术标准中已规定样本大小的,按标准规定执行;凡产品技术标准中未明确规定样本大小的,按试验检测规程或相应技术标准中的方法确定,也可按百分比抽样方法进行。百分比抽样的抽样基数不小于样本的5倍;在生产场所抽样时,当天产量不得小于均衡生产时的基本日均产量;在使用抽样时,抽样基数不小于样本的2倍。

③样本确定后,抽样人应以适当的方式封存,由样本所在部门以适当的方式运往检测部门。

④抽样结束后,由抽样人填写样品登记表。

(4)试验检测工作注意事项

①对于比较重要的检测项目,若采用专用检测设备,应通过试验确定其检测数据的重复性。

②对于某些比较简单的试验检测项目,如果标准规定得很细,能满足上述要求时,可不必制定实施细则。

2.3保证试验检测人员的合理配置

质检机构的人员配置应合理,人员的配置包括行政管理人员、试验检测技术人员和其他工作人员三类。

(1)质检机构的技术负责人要对整个质检机构的工作全部负责,业务上应该有较高的水平。另一方面,由于技术负责人在一定程度上决定了检测工作的质量,因此,当技术负责人变动时,应检查在技术负责人变动后该机构的技术水平。

质量保证负责人协助技术负责人对整个质检机构的全部检测工作的质量负责;在技术负责人不在时代行其职权。在校的质检机构,质检负责人可由技术负责人兼任。质量保证负责人不一定要求精通所管辖的每一项具体工作,但须熟悉本单位的主要业务,且具有质量管理方面的知识。质量保证负责人必须使该机构的主要负责人之一,这有助于质量工作中的有关规定能够得到贯彻执行。

技术负责人、质量保证负责人及质量检测管理人员,应熟悉国家、部门、地方关于产品质量检测方面的政策、法令、法规、规定;应熟悉工程技术标准;应熟悉抽样理论,熟练地应用各类抽样标准,确定样本大小;应具备编制审定检测实施细则、审查检测报告的能力;应熟悉国内外工程质量的检测方法、检测技术的现状及发展趋势,掌握国内外检测仪器设备的信息。

质检机构的人员应按业务范围进行配置,各类工程技术人员、工程师以上人员不得低于20%。各业务岗人员的配置,英语所从事的检测项目相匹配,重要的检测项目应有两人,每人可兼做几个项目。

(2)试验检测人员要求

试验检测人员应按各自的岗位分工,认真履行岗位职责,做好本职工作,确保检测工作质量。

①检测操作人员应熟悉检测任务,了解被测对象和所用检测仪器设备的性能。检测人员须经过考核合格,取得上岗操作证后才能上岗操作。凡使用精密、贵重、大型检测仪器设备者,须熟悉该检测仪器的性能,经过考核合格,取得操作证书才能操作。

②检测人员应掌握所从事检测项目的有关技术标准,了解本领域国内外测试技术、检测仪器的现状及发展方向,具备制订检测大纲、采用国内外最新技术进行检测工作的能力。

③检测人员应了解误差理沦、数理统计方面的知识,能独立进行数据处理工作。

④检测人员应对检测工作、数据处理工作持严肃的态度,以数据说话,不受行政或其他方面影响的干扰。

(3)计量检定人员要求

①从事计量检定工作的人员,须具备从事计量检定工作所必备的知识和技能,且经上级计量行政部门考核合格并取得“检定员证”,才能从事所考核合格项目的计量检定工作。见习人员或学徒工、代培人员,不得独立从事检定工作,不得在检定证书上签字。

②计量检定复核人员应真正起到复核的作用,复核人员须从事该项目两年以上具有工程师职称的人员或从事该项目五年以上的助理工程师。

③计量检定人员必须具备高中以上文化程度。计量检定人员应不断学习新知识。随时了解国内外本领域计量技术的现状及检测仪器设备的信息。

2.4严格试验检测数据的分析与处理

(1)试验检测原始记录

原始记录是试验检测结果的如实记载,不允许随念更改,不许删减。

原始记录应印成一定格式的记录表,其格式根据检测的要求不同可以有所不同,原始记录表上要应包括:产品名称、型号、规格;产品编号、生产单位;检测项目、检测编号、检测地点;温度、湿度;主要检测仪器名称、型号、编号;检测原始记录数据、数据处理结果;检测人、复核人;试验日期等。

记录表中应包括所要求记录的信息和其他必要信息、以便在必要时能够判断检测工作在哪个环节可能出现差错;同时根据原始记录提供的信息,能在一定准确度内重复所做的检测工作。

工程试验检测原始记录一般不得用铅笔填写,内容应填写完整,应有试验检测人员和计算校核人员的签名。

原始记录如果确需更改,作废数据应划两条水平线,将正确数据填在上方,盖更改人印章。原始记录应集中保管,保管期一般不得少于两年。原始记录保存方式也可用计算机软盘。

原始记录经过计算后的结果即检测结果必须有人校核,校核者必须在本领域有五年以上工作经验。校核者必须在试验检测记录和报告中签字,以示负责。校核者必须认真核对检测数据,校核量不得少于所检测项目的5%。

(2)试验检测数据整理

试验检测结果的处理是试验检测工作中的一个重要内容。由于试验检测中得到的数值都是近似值,而且在运算过程中,还可能要运用无理数构成的常数,因此,为了获得准确的试验检测结果,同时也为了节省运算时间,必须按误差理论的规定和数字修改规则截取所需要的数据。此外,误差表达方式反映了对试验检测结果的认识是否正确,也利于用户对试验检测结果的正确理解。由于目前尚未规定报告上必须注明不确定度,暂时可不考虑。

①数据处理应注意:检测数据有效位数的确定方法;检测数据异常值的判定方法;区分可剔除异常值和不可剔除异常值;整理后的数据应填入原始记录的相应部分。

②检测数据的有效位数应与检测系统的准确度相适应,不足部分以“零”补齐,以便测试数据位数相等。

③同一参数检测数据个数少于3时用算术平均值法;测试个数大于3时,建议采用数理

统计方法,求算代表值。

④测试数据异常值的判断,对于每一单元内检测结果中的异常值用格拉布斯法;检测各试验室平均值中的异常值用狄克逊法。

这里要强调一下,对比检测是用三台与原检测仪器准确度相同的仪器对检测项目进行重复性试验。若检测结果与原检测数据相符,则证明此异常值是由产品性能波动造成的;若不相符,则证明此位是因仪器造成可剔除。

(3)试验检测结果判断

在工程质量检验评定中,施工质量的不合格率是大家所关心的问题,由于所抽子样的数据都是随机变量,它们总是存在一定波动。看到数据有一些变化,或某检测数据低于技术规定要求,就认为施工质量或产品有问题,这样的判断方法是不慎重的,也是缺乏科学根据的、因此很容易给施工带来损失。

测试的基本原理篇5

【关键词】基站硬件上行干扰TRUCDUAeroflex6113

上行干扰一直以来都是影响网络通话质量、引起客户感知下降的重要原因。在引起上行干扰的原因中,除大家所熟悉的外部干扰源,还有一类是极难被发现的由于基站硬件原因引起的上行干扰。本文通过对基站硬件引起的上行干扰的分析及其查找方法的探讨,为降低网络上行干扰提出新思路。

1上行干扰定义及分类

1.1上行干扰定义

上行干扰是指干扰信号存在于移动网络的上行频段,基站受到外界射频干扰或由于自身硬件故障而导致的干扰。上行干扰会造成无线信道利用率低、接入性能下降、持续性能差、通话过程中用户主观感受差等问题。

在GSM系统中,BTS通过连续不断地测量上行链路方向上的所有空闲时隙进行上行干扰测试,一般把所接收到的电平分为5个等级,称为干扰电平带ICMBAND,取值范围是1～5。

1.2上行干扰分类

按照产生干扰的来源,上行干扰可分为以下几类:

外部干扰机干扰;

直放站、干线放大器干扰;

基站硬件本身隐性故障干扰:由基站硬件TRU、CDU、CXU等原因引起的上行干扰,以2、3级的居多,严重的可以达到4、5级;

频点引起的上行干扰;

其它原因引起的干扰。

其中,外部干扰机的干扰、直放站的干扰都可以通过频谱仪查找,频点上行干扰可以通过更换频点的方法查找,唯独基站硬件本身产生的上行干扰测试查找比较困难。我们着重就基站硬件本身产生的上行干扰及查找的方法进行探讨和分析。

2基站硬件上行干扰分析

2.1基站硬件上行干扰判断

基站硬件本身产生的上行干扰可分为两类:一类是轻微的硬件干扰,上行干扰级别多为2、3级,一般只是1～2个载波有问题;一类是较严重的硬件隐性故障,可能多个载波有问题或控制所有载波的关键硬件有故障(如CDU、DXU等),此时上行干扰级别可能多为2～5级之间。实际判断还应注意以下几点:

(1)上行干扰级别多为2、3级,所占总干扰比例为15%～30%的问题,可能是由硬件或频点干扰引起的;在排除是由频点引起的之后,基本可以判断是由于基站硬件引起的轻微上行干扰。

(2)3、4级上行干扰较多的,要配合BSC的其它指标综合判断。如:SDCCH通话时长比较长(达到7、8甚至10以上),内切现象严重(小区内切次数在一个小时内达到上百次,甚至500次以上),切换成功率低(切出成功率正常(95%以上),而切入成功率低于80%)等,都是硬件上行干扰的重要标志。

基站硬件本身产生上行干扰的原因比较复杂,下面从硬件结构的角度来阐述产生上行干扰的原因。

2.2TRU、DTRU产生干扰分析

TRU和DTRU称作收/发信机单元,主要是对移动台无线信号进行处理,负责接收和发射。TRU用于2202设备,DTRU用于2206设备。TRU的原理图见图1:

图1TRU单元结构原理图

TRU主要可分为RTX、RRX、TRUD三大块来分析。

RTX单元主要执行下行链路信号的调制和放大,产生上行干扰的可能性有:

发信机单元通过功放进行发射,如果功放功能不好,可能会导致一部分信号回流,在发信机内产生自激。

RTX在发射的同时也在接收Pf、Pr两路信号(用于计算VSWR),并跟TX、发信机形成一个回路。如果接收到的Pf、Pr信号太杂或VSWR单元有问题,会导致上行计算错误,最终在发信机端形成干扰。

发信机端本身性能不好。

RRX单元主要是执行手机无线信号(上行链路)的解调,并把解调信号送至TRUD部分进行接收处理。这部分是最不可能产生上行干扰的,唯一的可能就是收信机本身有故障。

TRUD可看作是TRU的控制器,它经由本地总线、CDU总线、定时总线和X总线与其它的RBS单元相连接。TRUD执行例如信道编码、插入、加密、突发脉冲串格式和Viterbi均衡等上行和下行链路的数字信令的处理,产生上行干扰的可能性有:

RTX或RRX单元信息错误,当最后在TRUD进行汇总处理时,得出来的结果当然也是错误的。

TRUD功能块里面的一些小单元(如信号处理单元)本身可能产生故障。

TRUD跟多种总线汇接,如其它单元性能不好而产生回流,会导致最终信息处理错误,可能会产生自激。

DTRU只是把两个TRU集成在一个模块上,功能原理差不多,这里不再赘述。

2.3CDU产生干扰分析

CDU是TRU和天线系统的接口。它允许几个TRU连接到同一天线,合成所有发信机的发射信号和分配接收信号到所有收信机,在发射前和接收后所有的信号都必须经过滤波器滤波。CDU还包括一对测量单元,为了计算电压驻波比(VSWR),它必须能对前向和反向功率进行测量。

目前使用的主流CDU型号有CDU-D、CDU-F、CDU-G,本文主要以常用的CDU-D为例进行探讨。图2为CDU-D原理图:

图2CDU-D原理图

CDU-D由3部分组成,分别是CU、DU、FUD/FU。FUD的结构图如图3:

图3FUD的结构图

FUD/FU是CDU的滤波单元,它产生上行干扰的可能性有:

MCU单元有多个回路,它是连接TX/RX跟COMB的主要器件,如果MCU、SD单元性能不好,就有可能导致上行干扰的产生。如雷卡仪表在卓越大厦L0测试中发现信令过程有VSWR告警提示,就是MCU故障的一个例子。

CU/FUD与天线组成发射端的回路,当CDU设备内部产生的VSWR过高时,设备回路自激产生故障,可能会导致滤波功能判断出错,回路信号流入上行,引起上行干扰。

DU的结构图如图4所示:

图4DU的结构图

DU对6路TRU收信信号进行分配,它本身有自环接法(如主架时,A跟A1、B跟B1都是自环),同时它还有几个回路,如果这些单元(功放、双工器、RXDA等)有故障都会导致信号回流,引起上行干扰。

CU的结构图见图5:

图5CU的结构图

CU对2路TRU发射信号进行放大、耦合。如果放大、耦合单元性能不好,都有可能导致信号回流,引起上行干扰。

3基站硬件上行干扰查找

3.1查找方式

由基站硬件本身产生的上行干扰,常表现为小区接通率低、上行质差严重;而通过经验积累和理论分析,其具体表现为上行接收误码率低、接收灵敏度、接收品质、接收信令信道误码率、AccessBurst等参数指标低下。

通过对以上指标的测试,可以发现基站硬件是否存在上行干扰并判断存在上行干扰的硬件。

3.2查找工具

在基站硬件上行干扰查找中,对基站硬件参数指标的测试,需要精密的仪表和工具。这里使用Alerflexaa6113基站综合测试仪,该测试仪能够代替BSC对基站进行控制以及测试所有上下行参数,并根据GSM规范判断参数是否合格。

3.3查找方法

(1)判断硬件故障

雷卡仪表对每一测试项都给出了实测值,将此实测值与根据GSM规范定义的门限值相比进行判断。图6所示为接收机误码率测试结果:

图6接收机误码率测试结果

由图可见,当误码率的百分比(Ratio)小于规范值百分比(Limit)时,测试通过(PASS);反之不通过(FAIL)。Samples为抽样测试的次数,Events为发生误码事件的次数。

(2)硬件定位更换原则

2202设备

如果一个RBS机柜单个TRU测试出现FAIL(包括发射和接收端测试)时,可定位为TRU故障或TRU连线问题。

如果测试小区的CDU型号为CDU-A、CDU-C、CDU-C+,当2个TRU(包括发射和接收端测试)测试不通过,而这两个TRU又同属于一个CDU时,基本可以定位故障硬件为测试TRU所属的CDU。

如果测试小区的CDU型号为CDU-D型,当同属一个CU的2个TRU发射端测试不通过时,故障点就定位为CU;如果多个TRU的接收端测试不通过时,则可定位于DU故障或FUD(FU)故障。

如果测试小区所有TRU的测试项都不通过,那么就定位为DXU故障。

2206设备

RBS2206设备的载波是DTRU,每个物理载波等同于2个普通TRU,常用的CDU型号有CDU-F、CDU-G型,每个CDU是4路逻辑TRU(2个物理DRU)的功率合成。另外,2206设备新增了CXU,用于分配12路RX信号。所以,对于雷卡测试的故障定位,与2202稍有不同:

对于单个逻辑TRU或同一个DTRU的两个逻辑TRU测试不通过(包括发射和接收端测试),可简单地定位为单个DTRU故障或载波连线问题(此类可能性比较小);

对于同属一个CDU的多个载波的发射项测试不通过,且接收端测试(不超过4个逻辑TRU)不通过的现象,故障可定位于CDU;

如果测试小区超过4路逻辑TRU接收端测试不通过,则故障点可定位在CXU。

总之,对于基站雷卡测试故障的定位,需要对硬件配置方面进行综合判断,在实战中多积累经验。

3.4典型案例

(1)鹤洲富源M1小区上行干扰解决

在鹤州富源M1小区的测试中,发现小区的6个DTRU接收误码率测试均不通过。鹤洲富源M1为RBS2206设备,由于CXU是分配CDU到DTRU的接收信号设备,如果CXU存在故障,将会导致接收端有问题。所以判断CXU存在隐性故障,建议更换CXU。更换前后测试情况见图7:

图7更换CXU前后的小区接收误码率测试情况

表1为鹤洲富源M1更换CXU前后的指标对比,可见指标改善明显。

注:指标选取为更换硬件前后连续三天在话务忙时的指标总和,接通率取平均值。

(2)莲塘三M3小区上行干扰解决

莲塘三M3小区采用2202机柜,主、扩架,共10个载波,采用CDU-D型。指标观察发现上行干扰。通过Aeroflex6113基站综合测试仪的测试,发现第9载波接收电平测试不通过,更换该小区的第9载波后,测试通过,见图8:

图8更换小区第9载波前后的接收电平测试情况

更换设备后BSC指标监控上行干扰消除,2、3级上行干扰成功解决。

4结束语

通过网络指标的分析,特别是上行指标的分析,判断小区是否存在由于基站硬件本身引起的上行干扰;通过基站综合测试仪的测试,可以准确地定位由基站硬件本身引起的上行干扰;通过更换硬件,可排除基站硬件本身的上行干扰。Aeroflex6113作为基站测试仪器,可以用来排除上行干扰。

【作者简介】

测试的基本原理篇6

关键词：软件故障；故障检测；故障定位；检测技术

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)15-3558-03

TheDiscussaboutSoftwareFaultDetectionTechnologyanditsDevelopment

LIUHui1,2,LIRui2,JIAOGe1

(1.DepartmentofComputerScience,HengyangNormalUniversity,Hengyang421002,China;2.SchoolofComputersandCommunications,HunanUniversity,Changsha410082,China)

Abstract:Softwareplaysanimportantroleinoursociety.Theoccurrenceofsoftwarefaultwillbringinconveniencetoourworkandlife,evenleadtoseveredisaster.Inthispaper,thebasictestingtheoryandprinciplesofsoftwarearedescribedbriefly,andthesoftwarefaultdetectionandlocationofthemethodsareintroduced.Atlast,thecorrespondingprocessofsoftwarefaultdetectiontechnologyanditsdevelopmenttrendarediscussed.

Keywords:softwarefault;faultdetection;faultlocalization;detectiontechnology

随着计算机、网络技术的高速发展和广泛应用，软件行为直接影响到网络和系统安全。提高软件质量、加速软件开发进度、降低软件开发费用是软件工程的三大目标。作为计算机的灵魂，软件在其中起着举足轻重的作用。高可靠和复杂的系统非常依赖于其采用的软件的可靠性，一个未能及时而正确检测到的软件故障可能造成整个系统的失效、瘫痪，甚至导致巨大的灾难性后果。例如，1996年6月，欧洲“阿丽亚娜”号航天飞机因导航系统的计算机软件出现故障致使航天飞机坠毁，造成了数亿美元的巨大损失；2005年4月软件失灵、继而导航失误，导致耗资1.1亿美元的NASA自主交会任务DART实验失败。一方面，软件系统的日益复杂及故障诊断在诸如飞行控制、化工、发电厂等重要领域的应用需求使得软件故障诊断技术激发了国外内研究者的兴趣；另一方面，随着现代科学技术水平的日益提高，软件系统的规模越来越大、功能越来越复杂，人们对其的可用性、可靠性和安全性等可信性质给予了更高的期望和要求。

软件故障是指软件运行过程中出现的一种不希望或不可接受的内部状态。出现软件故障时若无适当措施加以及时处理，便产生软件失效。显然，软件故障是一种动态行为。软件开发的各个阶段都需要人的参与。因为人的工作和通信都不可能完美无缺，出现错误是难免的。与此同时，随着计算机所控制的对象的复杂程度不断提高和软件功能的不断增强，软件的规模也在不断增大。例如，WindowsNT操作系统的代码大约有3200万行。这使得错误更可能发生。人们在软件的设计阶段所犯的错误是导致软件失效的主要原因。软件复杂性是产生软件缺陷的极其重要的根源。

1软件基本测试理论与原则

软件测试是保障软件可靠性的重要手段，它贯穿于软件开发的整个过程中。与其说软件测试理论是研究性结果，还不如说软件测试理论是一些实践中总结的工程性原则。

1.1软件测试的基本理论

1）软件缺陷是不可避免的。

2）软件测试是不完全的，即通过软件测试不可能发现所有的软件缺陷。

3）软件测试具有免疫性，即伴随着软件测试的进行，发现软件缺陷会越来越困难，这内在的要求了测试方法的多样性。

4）软件测试是全程的，即软件测试贯穿于整个软件开发过程。

5）软件测试中的社会学理论：80-20原则。如：“80%的软件缺陷常常生存在软件20%的空间里。”，这样的数值规律广泛的存在于软件测试中。

1.2软件测试的一些工程性原则

最有代表性的就是Myers软件测试十大原则：

1）程序员应避免测试自己编制的程序。

2）测试用例的设计必须包括预期的输出结果。

3）测试用例应包括有效的和期望的输入情况，也要包括无效的和不期望的输入情况。

4）彻底检查每个测试结果。

5）只检查程序是否做了它应该做的事仅仅完成了测试工作的一半，另一半则是要检查程序是否做了它不该做的事。

6）避免不可重复的即兴测试，保留全部测试用例。

7）一段程序中存在错误的概率与在这段程序中已发现的错误数成正比。

8）测试是一项非常复杂、创造性的和需要高度智慧的挑战性任务。

9）不要为了便于测试擅自修改程序。

10）测试工作必须有明确的目标。

2软件故障检测

软件故障检测是软件故障诊断的前提，只有当检测出软件出现故障后才能进行故障定位工作。软件故障检测是指采集软件系统运行参数，获取系统状态信息，从系统可测量或不可测量变量的估计中，判断被诊断系统是否发生了故障。软件故障检测是通过研究故障与其症状之间的关系来判断被检测软件的状态。由于软件的复杂性以及故障证据可能是模棱两可的、不一致的和不完全的，故障与征兆之间的关系很难用精确的数学模型来表示。现有的软件故障检测主要采用测试、形式化验证及运行时验证等技术手段。

2.1测试

软件测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程，通过定义各种测试充分性，可以提高我们对被测软件质量的信心，但无法回答系统一定没有错误这样一类问题，因而无法从根本上确保系统的可靠性。传统的测试作为软件开发的一个必要组成部分，一般包括单元测试与集成测试，主要用于软件开发阶段的错误发现，属于一种静态的检测方式。与程序切片形式化验证等技术相结合的测试手段现在得到了较好的应用。

2.2形式化验证

形式化验证则通过基于数学的形式化方法，揭示系统的不一致性、歧义性和不完备性，可以从某一个角度回答系统一定没有错误这样一类问题，提高我们对系统可靠性的信心，往往被应用于一些关键领域的软件系统。由于其验证对象一般为系统的模型，所以形式化验证一般也属于一种静态检测技术。文献提出利用定理证明的手段来保证软件产品可靠性和正确性。定理证明以逻辑推理为基础，根据公理和形式推演规则来验证设计实现是否满足要求，由于需要人工干预，能处理的软件规模较小。ClarkeEM等率先将模型验证技术引入软件故障诊断领域，用某种形式化方法说明系统应拥有的性质和应满足的属性，通过对模型进行检测，判断软件系统是否拥有这些期望的属性。软件模型验证技术可以分为对系统说明(需求分析)的模型检测和针对源代码的模型检测。针对于不同的应用己经开发出来了一些较为成熟的软件模型检测工具，其中比较典型的有加州大学伯克利分校的BLAST系统和MOPS原型系统、卡内基梅隆大学开发的MAGIC系统、美国国家航空航天局开发的JPF、微软的SLAM和Zing项目。

2.3运行时验证

鉴于现代分布式软件系统具有松散聚合及开放动态等特性，以及软件故障除了由软件本身的错误和缺陷造成外，也可能由运行环境所导致，因此不仅需关注开发期的静态检测，还需注重运行期的在线检测。运行时验证简单地说可以看作软件测试和形式化方法的结合，它是一种保证程序可靠性的轻量化方法，其基本思想是收集软件运行中的相关信息并与软件需求规约进行比照，如不满足预定义的相关需求，则提示检测到故障;或者在软件中设定一些阀值，当软件运行过程中超过阀值设定的范围时，则提示检测到故障。目前的运行时验证技术主要有基于AOP的技术、基于截获器的技术、基于构件包装器的技术及基于框架的技术四种。其中基于框架的技术是目前的热点研究领域，如Monitoring-orientedprogramming(MoP)、JavwithAssertions(Jass)、JavaPathExplorer(JPaX)、JavaRun-timTiming-constraintMonitor(JRTM)、基于程序运行形式化分析的软件故障监控模型等框架。

3软件故障定位

故障定位是软件故障诊断中的关键问题，它的难点是如何在大量的相关故障事件中找到故障源。国内外学者针对故障定位问题，进行了深入的研究，提出了很多行之有效的理论和方法，它们都来源于计算机科学的不同领域，包括人工智能、图形理论等。故障定位技术一般归为三类。第一类是基于人工智能的技术，包括专家系统、神经网络、决策树。专家系统又可以细分为基于规则的系统、基于模型的系统和基于范例的系统。第二类是模式穿越技术。这种技术使用形式化的方法描述分布系统实体之间的关系。故障会依照这种关系在实体间传播，通过探测这些关系，从发生故障的实体开始回溯，即可找到其它相关故障的实体和原因实体。第三类是故障传播模型。这种模型企图在故障之间建立一种因果关系，通过这种因果关系，根据现象和传播模型推测故障原因，也可以用这种模型来预测故障的发生，故障传播模型包括贝叶斯网络、因果关系图和依赖关系图等。在软件故障定位领域目前得到应用的的主要技术是基于模型的定位技术、模式穿越技术等。

当软件发生故障时，需要进行故障定位，深入代码的内部找出故障模块和故障代码。在软件故障定位中一般根据是否需要系统内部结构及行为知识分为白盒技术和黑盒技术[2]。白盒技术需要系统内部构件结构及行为知识，基于模型的故障定位技术是一种典型的白盒技术。在基于模型的定位推理中，它建立系统的形式化模型，从运行时监测器获得运行信息，通过逻辑推理定位故障源。模型反映了实际系统的结构和行为，由于基于模型的方法能够反映系统底层的详细细节，因此这种方法可以用来解决一些新出现的故障；它的诊断知识可以被组织成可扩展的形式，而且容易升级和模块化。不过，由于模型的知识难以获得，这种诊断需要详细的系统底层知识，对于不同的目标系统，它们的模型基本都不相同；同时由于软件系统规模越来越庞大、复杂，系统模型也变得十分复杂，模型的维护将更加困难。易昭湘等提出的基于代码检测的软件故障定位方法也属于白盒定位技术，获取软件发生故障时的模块运行序列，分析出软件故障可疑模块集，在此基础上对故障模块进行代码的分类检测[3]。

黑盒定位技术由于不需要系统内部构件结构及行为知识，得到了更加广泛的应用。基于程序谱的定位技术是一种重要的黑盒技术。基于程序谱的故障定位一般不依赖于输入结构知识，而依赖于程序中能够和源码某个位置关联的程序执行特征，这些特征的整体可被称为程序谱。程序谱特征化程序行为、或者提供了程序行为的信号，如路径谱、分枝谱等，它可为故障定位提供重要知识。Tarantual和AMPLE都是利用程序谱来进行故障定位。黑盒定位中用到的技术还包括动态程序切片技术及近邻模型技术等。

4软件故障检测技术的发展趋势

4.1软件的易测试性设计

Voas将软件的易测试性定义为一定测试策略迫使软件中存在的故障被暴露的概率[4]。软件的易测试性包括可观察、可控制、可理解等几个方面[5]。软件易测试性设计即是在软件的设计和编码中考虑测试问题，它借鉴了硬件易测试性设计的思想。软件易测试性设计的目的是在不增加或者少增加软件复杂性的基础上，将易于测试的原则融合到设计和编码之中[6]。软件易测试性设计符合软件测试的一个原则:尽早开始软件测试工作，不断进行软件测试工作。软件易测试性设计体现软件测试的如下观点:软件产品的质量是生产(包括分析、设计、编码、测试)出来的，而不是仅仅依靠软件测试来保障。软件易测试性设计也体现了软件测试的一个发展趋势:向软件开发的前期发展，与软件开发的设计和编码阶段相融合。

4.2构件测试

当前社会的信息化过程对软件的开发方法与生产能力提出了新的要求，软件复用是提高软件产品质量与生产效率的关键技术。软件构件概念的提出为软件复用提供了技术基础[7]。构件的高可靠性是构件能被成功复用的前提。构件测试是保障和提高构件的可靠性的重要手段。构件的开发者和复用者必须对构件进行充分的测试，以确保它在新的环境中工作正常。国际上于20世纪90年代后期对构件测试开展了研究[8]。构件测试成为当前软件工程学术界和工业界的热点问题之一。

构件测试一个重要的发展方向是基于合约的构件易测试性设计。合约可以在运行时被检查，便于捕获构件执行过程中的一些故障，提高构件的易测试性。因此，基于合约的构件易测试性设计不仅为构件开发者开发高质量的构件提供帮助，而且在构件开发者与复用者之间架起一座桥梁，为构件复用者的测试提供支持，也为构件开发者捕获错误提供便利，便于区分构件开发者与复用者的责任。如果众多的构件开发者都采用合约式设计方法生产构件，那么失效时很容易定位到构件和其中的方法。为使基于合约的构件易测试性设计方法能够实用，需要研究解决以下问题:构件合约的描述、表达，构件中合约的获取，对构件合约的自动检查，以及针对构件合约的软件测试。

4.3WebServices测试

随着软件产业模式从以产品为中心的制造业转变为以客户为中心的服务业，WWW从2层体系转变为3层体系，B2B从复杂专用的连接转变为简单通用的连接，分布计算中间件从Intranet扩展到Internet，CORBA、COM及EJB等中间件技术已不能适应这些发展需求，因而导致了新型中间件技术WebServices的产生[9]。

当前，WebServices越来越受到人们的关注，它使用了包括SOAP、WSDL和UDDI在内的标准协议。这些标准协议体现了互操作性，并用于应用的开发及运行时WebServices的选择和调用。WebServices的测试和评估对服务提供者和服务使用者来说都是相当重要的。WebServices的测试相当于黑盒测试，可以获得规约，却不能得到设计或源代码。文献[10]从输入和输出的依赖关系、调用顺序、层次功能描述和并发顺序规范四个方面对WSDL进行了扩展，提高了WebServices的易测试性，并提出了一个支持测试执行和测试脚本管理的测试框架。

5结束语

软件测试是一项费时、费力并且单调乏味的活动，测试人员需要设计、执行、分析大量的测试用例。软件测试的自动化将有效地减轻测试人员的劳动强度，提高测试的效率和质量，从而节省软件开发的成本，提高软件的质量。随着软件技术的不断向前发展，构件、WebServices等新技术的应用为软件测试带来新的问题和挑战，也为软件测试的发展带来新的机遇。软件测试技术自身的不断发展对软件开发方法学将产生重要影响。

在今后的工作中，我们将进一步深入研究软件故障的特点和软件故障诊断技术，并且应用于软件故障诊断实践。

参考文献：

[1]单锦辉,徐克俊.软件故障诊断探讨[J].北京化工大学学报,2007,34(SI):5-8.

[2]ZoeteweijP,AbreuR,VanGemundAJC.SoftwareFaultDiagnosis[C].Tallinn,Estonia:19thIFIPInternationalConferenceonTestingofCommunicatingSystems,2007.

[3]易昭湘,慕晓冬,赵鹏,等.基于代码检测的软件故障定位方法[J].计算机工程,2007,33(12),82-83.

[4]VoasJM.SoftwareTestabilityMeasurementforAssertionPlacementandFaultLocalization[C]//Saint-Malo:ProceedingsoftheAutomatedandAlgorithmicDebugging1995:133-144.

[5]MartinsE,ToyotaCM,YanagawaRL.ConstructingSelf-TestableSoftwareComponents[C]//Goteborg:ProceedingsoftheInternationalConferenceonDependableSystemsandNetworks,2001:151-160.

[6]宫云战,刘海燕,万琳,等.软件测试性的分析与设计技术研究[C].北京:2000年全国测试学术会议(CTC'2000),2000:271-274.

[7]杨芙清,王千祥,梅宏,等.基于复用的软件生产技术[J].中国科学(E辑),2001,31(4):363-371.

[8]VoasJM.CertifyingOff-the-shelfSoftwareComponents[J].IEEEComputer,1998,31(6):53-59.