[科普中国]-虚拟测试环境

定义

虚拟测试环境是指利用软件仿真技术，逼真地模拟被测软件运行的物理环境，在其上通过动态执行被测软件进行的软件确认与验证活动。理想情况下，原来运行于真实环境上的嵌入式软件，可以不加修改直接在虚拟环境上运行，并且其运行的动态特性与在真实环境上一致。虚拟测试环境所固有的高可用、高可控、确定性、易于复制使用等特性，为进行软件测试提供了理想的测试环境。虚拟测试环境不能完全替代硬件测试环境，却是对硬件环境的有效补充。虚拟测试环境与传统的半物理测试环境的结构非常类似。传统的半物理测试环境是由目标机和仿真主机构成，目标机上运行被测软件，仿真主机上运行被测软件控制的对象仿真软件，例如针对卫星姿控软件的卫星姿态和轨道动力学、敏感器和执行结构仿真等，以及为方便软件测试所需的用例驱动、调试、测试信息获取等测试软件。在虚拟测试环境中利用虚拟目标机代替了真实目标机，并且由于虚拟目标机和仿真软件以及测试软件都是在主机上运行的软件，因此，一台安装了虚拟测试环境软件的普通PC机就构成了强大的软件测试环境，可以有效解决嵌入式软件测试受限于硬件测试环境可用性的问题。

虚拟测试技术分类根据虚拟检测技术被研究对象的性质与特点，它可分为三大类型。1

1）针对虚拟仪器的虚拟检测技术，主要模拟仿真实际的测量仪器，将仪器的工作能力用软件编程实现出来。 在这种情况下，虚拟仪器使用与实际测量过程相同的硬件系统，通过不同的软件编程，实现功能多种多样的测量仪器系统。而软件系统则是虚拟仪器的核心，软件定义各种类型的仪器。由于虚拟仪器的具体功能都是通过软件编程控制或定义的，一是用户完全可以根据需要来定制仪器；二是使用相同的硬件就可以得到多种测量仪器。像目前使用较多的LabVIEW，它可以方便的编写仪器的测量程序，建立数据采集系统。虚拟仪器系统都采用可视化的图形编程语言平台，提供丰富、功能强大的数据处理软件包。所以虚拟仪器具有经济、编程简单迅速、使用方便的特点。使用虚拟仪器系统来进行原理研究、设计、测试并执行仪器系统，可大大缩短开发时间，有效提高生产效率。

2）针对坐标测量机检测的虚拟检测技术，主要模拟真实测量机的检测过程，在计算机上实现坐标测量机的功能。 这时，它与数控加工机床的仿真过程类似，不仅可以模拟测量机的工作过程，而且可以生成测量程序，并对测量程序进行检验，碰撞干涉检验。在这个系统中，用户就可以根据自己的要求，选择或建造所需的坐标测量机系统和运行环境，输入被测零件的测量要求，经过反复的仿真运行、不确定度分析和计算，最后预测出被测零件的被测要素的测量方法不确定度。另外来说，在各个被测要素的测量方法不确定度都满足要求的情况下，还将给出对应的坐标测量机的结构类型和测量能力、路径规划、采样策略、各被测要素的平定算法以及完整的 DMIS(DimensionalMeasuringInterfaceSpecification)测量程序。该虚拟检测技术可以完全仿真实际的测量机，可用在培训、测量控制程序检验等方面，因此它具有较好的发展前景和使用意义。目前各类型的测量机培训学校，已配备了一定的虚拟测量软件，与其具体的坐标测量机相对应。

3）针对虚拟加工的虚拟检测技术，主要检测虚拟加工产生的虚拟工件，获得虚拟工件的各类型的误差数据，进而改善加工过程。 该类虚拟检测技术是在虚拟加工技术发展比较完善之后而提出的，它利用虚拟加工系统的加工模型，进行加工工件的几何量测量。由于它要与前期的虚拟加工仿真系统紧密结合，靠虚拟加工系统提供检测模型，因此必须协调好它与虚拟加工系统的通讯接口，这样才能继续开发。虚拟工件经过虚拟制造系统的加工后，便包含了加工误差信息，通过虚拟检测系统，就能及时提出这些误差信息，从而为实际生产提供一些有意义的参考数据。该类型的虚拟检测系统实质上是对虚拟制造系统的深入研究与扩展，它也是虚拟制造系统的一个子系统。当前国内外在此系统方面的研究还处于起步阶段，有待于进一步深入研究与应用。

通用虚拟测试环境框架软件VTest的基本构架中，运行时核心（kernel）控制整个虚拟测试环境的运行，包括调度各种仿真模型运行、时钟或中断等离散事件控制等。VTest中定义了标准的接口，各种仿真模型，包括CPU模拟器、虚拟芯片（IO芯片仿真）、其他仿真模型等都是通过这一接口接受运行时核心的调度，完成模型间的数据交换。各种仿真模型在运行时核心的统一调度下构成虚拟目标系统。被测试的目标软件，不需要任何修改就可以在虚拟目标系统中运行。

搭建1、 下载虚拟机软件Oracle VM VirtualBox，虚拟光驱软件Alcohol 52%，ISO镜像提取工具UltraISO；

2、 将以上软件安装至系统中，先后顺序无限制，以上软件可以至软件下载站“下载吧”进行下载；

3、 找一个带引导功能的母盘，放入光驱，提取ISO文件，这时需要用到UltraISO软件，双击打开UltraISO软件：选择“工具”菜单，选择“制作光盘映像文件”；弹出的界面中，驱动器就是我们的光驱，里面放盘子了，我们来把这个盘里的内容做成ISO镜像文件，输出格式选择“标准ISO”，路径我们可以自己选择，完成之后点制作，稍等片刻；最后就完成了镜像的准备工作，接下来准备虚拟光驱；

4、 打开虚拟光驱软件Alcohol 52%，点软件左侧“虚拟驱动器”，将虚拟驱动器数目改成1，其他选项可以不用设置，直接确定；这时，我们看到软件界面下方出现虚拟驱动器了；打开桌面“计算机”也可以看到多了一个虚拟驱动器出来了；下面加载前面制作好的ISO文件，使虚拟光驱能用起来，返回软件界面，在软件右下方方框内，选中我们刚刚创建的虚拟驱动器，右键“加载镜像”，把我们刚才提出出来的镜像加载进去；

5、打开虚拟机软件

我们新建一个虚拟机，直接点新建；进入新建向导，直接下一步；名字随便起，操作系统可以供选择的很多，这里选择windows，版本可以是win7或其他的，这里为说明方便，选xp，选完以后下一步，要我们设置虚拟机内存，我们这里设置成512MB，设置太大占用的系统资源多，影响性能；选好之后设置虚拟硬盘，直接默认就行了，不需要改；下一步以后出现如图所示界面，不要改，默认再下一步；一直默认下一步；直到设置虚拟机存放路径和虚拟硬盘大小的设置，根据实际情况大家可以修改，虚拟硬盘大小可以填数据或者拉动滑块调节大小，设置完成点下一步；最后创建完成。2