DSpace at VNU: Nghiên cứu ứng dụng “NModel” trong việc phát triển hệ thống nhúng thời gian thực

Nghiên cứu ứng dụng “NModel” trong việc phát
triển hệ thống nhúng thời gian thực
Nguyễn Thị Hạnh
Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ thuật phần mềm; Mã số: 60 48 01 03
Người hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Văn Đức
Năm bảo vệ: 2014
Keywords. Công nghệ thông tin; Hệ thống nhúng thời gian thực; Tin học; Kỹ thuật
phần mềm
Content
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, các hệ thống nhúng rất phát triển với những ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
công nghiệp và đời sống. Các hệ thống nhúng có kiến trúc phần cứng cũng như phần mềm rất đa
dạng và phong phú. Như chúng ta đã biết, trong phát triển phần mềm thì hoạt động kiểm thử có
vai trò hết sức quan trọng, mang tính sống còn của sản phẩm và với phần mềm nhúng cũng
không phải là ngoại lệ. Sự phát triển của hệ thống nhúng kéo theo những yêu cầu phát triển của
hoạt động kiểm thử phần mềm nhúng.
Thông thường, một cách rất phổ biến để kiểm thử phần mềm cho hệ thống nhúng nói chung đó là
chạy phần mềm trên chương trình giả lập phần cứng, chương trình giả lập ở đây có thể là một vi
điều khiển ảo cũng có thể là một chương trình mô phỏng hình dung cả một hệ thống mạch bao
gồm vi điều khiển và các thiết bị khác.
Tuy nhiên hiện nay, hệ thống nhúng ở Việt Nam mới phát triển khá khiêm tốn so với thế giới, và
lĩnh vực kiểm thử nhúng lại càng khiêm tốn hơn. Có rất ít các bài báo, các tài liệu nói về hoạt
động kiểm thử nhúng cũng như không có nhiều công cụ hỗ trợ cho việc kiểm thử này. Do đó,
việc nghiên cứu và tìm hiểu các phương pháp, các kỹ thuật kiểm thử cũng như công cụ cho phần
mềm nhúng là một vấn đề cần thiết hiện nay, nó sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực
hệ thống nhúng, một lĩnh vực giàu tiềm năng nhưng mới chỉ bước đầu phát triển ở việt nam.
Trong luận văn này, tôi chọn nghiên cứu kiểm thử dựa trên mô hình với NModel trong việc phát
triển phần mềm nhúng, cụ thể là kiểm thử cho bài toán về hệ thống Client/Server – một thiết bị
điều khiển từ xa có sử dụng cảm biến nhiệt độ.
1.2. Nội dung nghiên cứu

Mục tiêu của luận văn: Mục tiêu đặt ra là nghiên cứu phương pháp kiểm thử dựa trên mô hình để
hỗ trợ cho việc phát triển hệ thống nhúng.
Nhiệm vụ của luận văn: Trong luận văn này, nhiệm vụ chính là nghiên cứu ứng dụng cụ thể
NModel sau đó áp dụng kiểm thử bài toán thiết bị điều khiển từ xa Client/Server.


Luận văn tập trung nghiên cứu và khảo sát tổng quan về lý thuyết hệ thống nhúng; lý thuyết phân
tích và kiểm thử dựa trên mô hình và các kỹ thuật kiểm thử phần mềm; luận văn cũng nghiên cứu
về các loại chương trình mô hình trong NModel để kiểm thử bài toán về thiết bị điều khiển từ xa
Client/Server . Từ những hiểu biết về phân tích và kiểm thử phần mềm, luận văn đã áp dụng quy
trình của các phương pháp kiểm thử ngoại tuyến và kiểm thử trực tuyến (on-the-fly) để kiểm thử
bài toán.
Hệ thống Client/Server – thiết bị điều khiển từ xa là bài toán về hệ thống nhúng đơn giản nhưng
đầy đủ, không sử dụng hệ điều hành nhúng. Các chương trình được viết bằng ngôn ngữ C# và
kiểm thử được chạy mô phỏng bằng công cụ NModel.
1.3. Tầm quan trọng của kiểm thử dựa trên mô hình
Trong phát triển phần mềm, các kiểm thử viên thường thực hiện công việc bằng phương pháp
truyền thống nên đôi khi bị nhàm chán vì công việc lặp đi lặp lại, tốn thời gian để thực hiện kiểm
thử. Do đó, kiểm thử dựa trên mô hình sẽ khắc phục được một số vấn đề như sau:
 Quá trình sinh ca kiểm thử là tự động nên sẽ rút ngắn thời gian làm phần mềm, chất
lượng phần mềm được cải thiện hơn, sinh ra nhiều ca kiểm thử và phát hiện nhiều lỗi.
 Loại bỏ được sự nhàm chán và tính chủ quan khi làm việc nên giúp cho các kiểm thử
viên hài lòng với công việc của mình.
 Tự động tạo và kiểm tra để tránh các ca kiểm thử trùng nhau hoặc không hữu hiệu.
 Khi có yêu cầu thay đổi hệ thống thì việc thay đổi các ca kiểm thử chỉ việc thay đổi mô
hình của hệ thống.
1.4. Cấu trúc luận văn
Các phần còn lại của luận văn có cấu trúc như sau:
Chương 2 trình bày tổng quan về hệ thống nhúng và phần mềm nhúng.
Chương 3 trình bày về lý thuyết phân tích và kiểm thử dựa trên mô hình, và hệ thống với các mô

hình hữu hạn.
Chương 4 giới thiệu về cách cài đặt và cách sử dụng công cụ NModel, trình bày về bài toán và
kết quả thực nghiệm kiểm thử hệ thống Client/Server – thiết bị điều khiển từ xa.
Cuối cùng là kết luận về quá trình nghiên cứu, đưa ra các kết quả đạt được, và hướng nghiên cứu
tiếp theo.

References
Tiếng Việt
1. TS. Lưu Hồng Việt, “Tài liệu tóm tắt bài giảng Hệ thống điều khiển nhúng”, Đại học Bách
Khoa Hà Nội.
Tiếng Anh
2. Colin Campbell, Margus Veanes, and Jonathan Jacky (2007, 2008), “NModel Reference”.
3. J. A. Cook J. S. Freudenberg (2008), “Embedded Software Architecture”, EECS 461.
4. Jonathan Jacky, Margus Veanes, Colin Campbell, Wolfram Schulte Cambridge University
Press (2008, available December 2007), “Model-based Software Testing and Analysis with
C#”, Cambridge University.
5. Juhan Ernits, Margus Veanes, and Johannes Helander (June 2008), “Model-Based Testing of
Robots with NModel”.
6. Juhan Ernits, Rivo Roo, Jonathan Jacky, Margus Veanes (2009), “Model-Based Testing of
Web Applications Using NModel”.
7.
M. Veanes, C. Campbell, W. Grieskamp, L. Nachmanson, W. Schulte, and N. Tillmann
(2005), Model-based testing of object-oriented reactive systems with Spec Explorer, Tech. Rep.


MSR-TR-2005-59, Microsoft Research. Preliminary version of a book chapter in the
forthcoming text book Formal Methods and Testing.
8.
M. Broy, B. Jonsson, J.-P. Katoen, M. Leucker, and A. Pretschner (The volume is the
outcome of a research seminar that was held in Schloss Dagstuhl in January 2004), editors,

Model-Based Testing of Reactive Systems.
Website
9.
/>10.
/>11.
/>12.
/>13.
/>14.
/>