测试系统构建技术 ——基于C++和Qt的框架软件

本书介绍测试系统构建领域通用测试系统的设计实现，并使用C++和Qt技术实现通用化的测试系统框架，内容包括测试系统行业背景、具体技术、具体的设计实现等。全书共4个部分。第1部分为测试系统框架，介绍行业背景、通用测试系统、C++和Qt技术。第2部分为关键技术，介绍实现通用测试系统的几个核心技术。第3部分为工程实践，介绍一套通用测试系统的具体设计与实现。第4部分为测试信息化，介绍测试系统领域的测试信息化建设。本书既可作为研制测试系统的参考书，也可作为学习Qt及框架软件设计的参考书。

赵文波，北京海为科技有限公司工程师，多年深耕计算机工程一线，曾作为中科院下属企业核心技术人员，参与多个重大航天工程，参与地面测试系统研制，历任工程师、架构师、项目经理。现创业，面向商业航天、民用产品，承接各类测试系统研制、提供测试相关服务。

第1部分 测试系统框架

第1章 测试系统1

1.1 概述2

1.1.1 测试2

1.1.2 构建方法、步骤2

1.1.3 测试的原理3

1.1.4 应用价值4

1.2 结构组成5

1.2.1 硬件部分5

1.2.2 软件部分6

1.2.3 线缆6

1.3 功能组成7

1.3.1 基本功能7

1.3.2 功能齐全的测试系统7

1.3.3 自动化测试8

1.3.4 一个误区8

1.4 涉及的技术9

1.4.1 总线通信技术9

1.4.2 计算机软件技术11

1.4.3 程控仪器仪表12

1.4.4 硬件模块—数据采集、输出14

1.5 实现15

1.5.1 虚拟仪表15

1.5.2 TestStand17

1.5.3 C++/Java/C#17

第2章 通用测试系统18

2.1 通用化18

2.1.1 面向的组织18

2.1.2 实现通用化的方法18

2.2 设计实现19

2.2.1 功能配置20

2.2.2 测试系统框架21

2.3 应用阶段23

2.3.1 研制阶段—调试测试24

2.3.2 测试阶段—测试验证26

2.3.3 生产阶段—自动化测试27

2.3.4 测试信息化建设29

第3章 C++和Qt31

3.1 C++31

3.1.1 C++介绍31

3.1.2 选择C++33

3.1.3 C++与Java对比34

3.1.4 C++的缺陷35

3.2 Qt36

3.2.1 Qt的基本特点36

3.2.2 Qt的两条技术线38

3.2.3 Qt与MFC对比40

3.2.4 Qt与其他界面库对比40

3.3 使用Qt41

3.3.1 开发环境42

3.3.2 工程思路44

3.3.3 子类化45

3.3.4 QObject47

3.3.5 QWidget47

3.3.6 QtTest48

3.4 基础架构49

3.4.1 B/S和C/S49

3.4.2 Web应用49

3.4.3 本地应用程序51

第2部分 关 键 技 术

第4章 面向接口编程53

4.1 程序设计53

4.1.1 面向过程和面向对象54

4.1.2 面向接口编程56

4.2 建模工具—UML59

4.2.1 类图59

4.2.2 序列图59

4.2.3 绘图工具60

4.3 Qt中面向接口编程60

4.4 几个设计模式61

4.4.1 工厂模式62

4.4.2 观察者模式64

4.4.3 总结66



第5章 动态创建技术68

5.1 动态创建68

5.1.1 动态库68

5.1.2 运行时加载动态库69

5.1.3 创建对象的方法69

5.2 C++动态创建71

5.2.1 原理71

5.2.2 举例72

5.3 Qt动态创建77

5.3.1 Qt自定义控件接口78

5.3.2 实现原理79

5.3.3 Qt插件81

5.4 如何应用83

第6章 组态软件技术85

6.1 组态软件85

6.1.1 测试系统中的组态85

6.1.2 技术基础87

6.2 Qt组态支持88

6.2.1 Qt元对象系统88

6.2.2 Qt属性系统89

6.3 Qt自定义控件93

6.3.1 Qt设计师93

6.3.2 自定义控件工程94

6.3.3 Qt设计师控件集合类97

6.3.4 控件抽象接口类98

6.3.5 自定义控件—排序列表99

6.4 Qt动态UI101

6.4.1 简单的方法101

6.4.2 QUiLoader103

6.4.3 QFormBuilder104

6.5 组态框架软件104

6.5.1 分析105

6.5.2 子类化QMdiArea106

6.5.3 子类化QToolBox107

6.5.4 子类化QTreeWidget108

6.5.5 框架软件109

6.6 重点是什么111

第7章 脚本引擎技术112

7.1 脚本语言112

7.2 脚本引擎114

7.3 Google V8脚本引擎115

7.3.1 编译Google V8116

7.3.2 使用Google V8116

7.3.3 脚本调用C++函数119

7.3.4 封装Google V8122

7.4 QtScript脚本引擎127

7.4.1 执行脚本128

7.4.2 在脚本中调用C++128

7.4.3 C++调用脚本130

7.5 性能对比131

7.5.1 Google V8性能测试131

7.5.2 QtScript性能测试132

7.5.3 Python性能测试133

7.5.4 结论134

第3部分 工 程 实 践

第8章 总线仿真测试平台135

8.1 面向的领域136

8.1.1 总线接口测试136

8.1.2 仿真测试136

8.1.3 硬件运行环境138

8.2 软件构成139

8.3 功能组成141

8.4 特点142

8.4.1 测试建模—更加通用142

8.4.2 测试脚本—自动化测试143

8.4.3 更加好用145

8.5 优势147

第9章 系统架构设计149

9.1 设计理念149

9.1.1 轻量化149

9.1.2 简便化150

9.1.3 自动化150

9.1.4 终极目的—好用151

9.2 技术选型152

9.2.1 硬件平台152

9.2.2 C++和Qt152

9.2.3 JavaScript153

9.3 整体架构153

9.3.1 概念设计154

9.3.2 架构图155

9.3.3 软件项157

9.3.4 数据流157

9.4 测试模型159

9.4.1 问题域159

9.4.2 解决之道161

9.4.3 组成163

9.4.4 “造轮子”169

9.4.5 电子化172

9.5 功能设计174

9.5.1 软件功能分解175

9.5.2 插件177

9.6 数据存储设计179

9.6.1 文件存储179

9.6.2 数据库存储179

第10章 软件设计181

10.1 模块清单181

10.2 框架接口设计183

10.2.1 分析183

10.2.2 类图184

10.2.3 插件接口类184

10.2.4 测试执行框架的接口189

10.2.5 测试服务框架的接口193

10.3 序列图194

10.4 其他设计194

10.4.1 外部接口194

10.4.2 存储结构195

10.4.3 时间同步和心跳包等197

10.5 公共库197

10.5.1 测试模型197

10.5.2 动态创建模块201

10.5.3 文件存储系统202

10.5.4 JsV8模块203

10.5.5 ATML模块204

10.5.6 公共界面205

10.5.7 编写单元测试207

10.6 Qt项视图技术—MVC207

第11章 测试执行框架211

11.1 类图及组成211

11.2 通信服务模块212

11.2.1 类图212

11.2.2 实现框架服务接口213

11.2.3 清单213

11.2.4 接口类214

11.3 前台界面模块216

11.3.1 主框架类MainWindow216

11.3.2 主框架—公共槽函数217

11.3.3 命令响应类219

11.3.4 通信调试窗口219

11.3.5 接口属性窗口220

11.4 序列图221

11.5 Qt拖曳技术221

第12章 测试服务框架224

12.1 设计224

12.1.1 性能设计224

12.1.2 界面设计225

12.1.3 插件机制226

12.1.4 类清单227

12.1.5 序列图227

12.2 内部接口类228

12.3 框架接口类229

12.3.1 设备管理接口229

12.3.2 资源接口230

12.4 其他类231

12.4.1 对象管理器231

12.4.2 主程序232

第13章 控件系统234

13.1 设计实现234

13.1.1 注册机制235

13.1.2 获取实时数据236

13.2 控件接口236

13.2.1 默认实现236

13.2.2 泛型模板类237

13.3 序列图237

13.4 控件举例238

13.4.1 数值显示框控件239

13.4.2 实时数据表格241

13.4.3 实时曲线图243

13.4.4 命令按钮控件244

13.5 属性窗口插件248

13.5.1 接口类249

13.5.2 通用的SCPI模块250

第14章 通信模块252

14.1 实现原理252

14.1.1 模块标识符sId253

14.1.2 注册机制254

14.2 接口类254

14.2.1 属性配置接口IConfig255

14.2.2 总线读写接口IIO256

14.2.3 IDrive的默认实现257

14.3 序列图257

14.4 插件举例258

14.4.1 数据生成器插件258

14.4.2 问答通信模块262

第4部分 测试信息化

第15章 测试信息化建设265

15.1 Web技术265

15.1.1 基础技术266

15.1.2 库、框架、概念266

15.2 信息化267

15.3 测试信息化268

15.3.1 整体架构268

15.3.2 应用层269

15.3.3 数据服务层270

15.4 热门概念270

第16章 总结272

16.1 工程实践272

16.2 软件研发知识图谱273

16.3 软件工程275

16.4 待改进项275

附录A 应用案例277

参考文献278