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 TestStand 17 
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Qt 31 
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 Qt 36 
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Qt 41 
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 QObject 47 
3.3.5 QWidget 47 
3.3.6 QtTest 48 
3.4 基础架构 49 
3.4.1 B/S和C/S 49 
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—UML 59 
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UI 101 
6.4.1 简单的方法 101 
6.4.2 QUiLoader 103 
6.4.3 QFormBuilder 104 
6.5 组态框架软件 104 
6.5.1 分析 105 
6.5.2 子类化QMdiArea 106 
6.5.3 子类化QToolBox 107 
6.5.4 子类化QTreeWidget 108 
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 V8 116 
7.3.2 使用Google V8 116 
7.3.3 脚本调用C  函数 119 
7.3.4 封装Google V8 122 
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Qt 152 
9.2.3 JavaScript 153 
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—MVC 207 
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MainWindow 216 
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sId 253 
14.1.2 注册机制 254 
14.2 接口类 254 
14.2.1 属性配置接口IConfig 255 
14.2.2 总线读写接口IIO 256 
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

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。