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关键词:嵌入式;自动测试系统;系统软件设计;实现探索
中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1674-6236(2015)23-0116-03
作者简介:季玉香(1981—),女,河北保定人,助教。研究方向:计算机应用技术
随着信息技术的不断发展,计算机系统硬件和软件都得到相应的发展和提升,嵌入式系统的硬件规模和性能得到极大的提升,嵌入式系统软件的开发和应用具有一定的复杂性和规模性,正是由于其运行环境的特殊性,对其系统的应用和开发的精度要求非常高。只有稳定、可靠的系统,才能保证在嵌入时,不会影响原始系统运行。开发和研究嵌入式自动测试系统,成为当前相关产业发展的重要课题。软件质量对整个产品的质量起到决定性的作用,继续我们进一步提升嵌入式领域的自动测试技术水平,以保证产品检测质量,并提升软件的可靠性,缩短整个系统的开发周期。
1传统软件设计中存在的问题
目前该单位采用传统的单片机系统进行自动测试和控制操作,其运算能力低下,主要采用传统的现场数据处理技术。随着现代作业的不断变化,已经无法满足其需求。其主要存在问题包括:
1.1开发平台不同数据类型结构不统一
网络程序具有多样性,开发的平台也是多种多样的,包括Windows、Linux等,两者的平台不同就会导致处理器存在很大的差异,数据库的选择上也会有所不同,这种平台的差异,数据库安装的差异都会导致类型和结构的不统一,比如说Windows可以直接对一个网络程序进行访问,但是Linux需要安装所访问程序的相关软件;其次处理器的不同使字的长度存在一定的差异,由于不同的处理器所支持的体系结构不同,从而导致子长不同,形成结构的差异性。这种差异产生的最主要原因是因为控制台和测试台在开发的过程中选择了不同的开发环境,使用了不通的编程语言,环境和语言的差异最终导致了数据类型结构的不同。
1.2数据库备份及恢复不及时
首先要解决数据源的配制问题,数据源是数据库信息的主要来源,而自动测试系统的备份和恢复是通过控制台进行,所以控制台要合理的配制这些数据源,通过特定的网络程序实现数据源的有效配置但,但是很多的控制系统都没有及时的对这些数据源进行配制,实践的延误在一定程度上影响了数据的备份,有些控制系统在进行数据源配制时没要根据规定的程序和方法,导致数据源配制不合理;由于数据库的储存量较大,储存的信息较多,一直到测试结束再对数据库进行配制很有可能丢失部分数据,尤其是在测试项目较多的时候,没有在每一个项目测试结束后进行配置很有可能导致项目数据的遗漏,从而影响数据库的备份和数据库的恢复。以上问题都是数据库备不及时,没有定期定时备份所导致的。
1.3测试报告的设计和生成
测试报告是对测试过程的概述,测试结果的说明和分析,为了真实的反映测试的情况,我们在对测试报告进行设计时要充分的考虑这些问题,包括测试的方法,测试的问题,测试的结果以及最后的分析都要在测试报告中体现。但是目前很多自动测试系统的测试报告都不够全面,往往只关注了测试的结果,没有反映测试的问题,也没有对这些问题进行分析;其次测试报告的种类较多,目前应用最广泛的文字报告大多基于一定的网络平台,比如说WORD、EXCEL等,这些网络模板的应用虽然有利于测试报告的生成,但是带来的问题也是不容小觑的,尤其是测试的项目和模块存在很大的差异,但是在生成报告的时候并没有考虑这些差异,更多的采用同一种方法进行报告设计和生成。这些报告设计和生成问题都严重的影响了测试效果的反映状况,对发现问题和解决问题产生了很大障碍。
2系统升级与优化设计
该单位为了实现对对象的静态几何参数的测试,采用监测系统,使用现代便携式轨道检测仪器,极大地降低了工作人员的工作量。其系统设计的优化方案如下:在SoC的设计理念上融合ARM系列的微处理技术,应该嵌入式系统更好的升级系统。ARM核以高性能、低能耗的特点,在系统中配制IC制造厂生产的大量片上外设,进一步提升ARM系列处理器拥有良好的嵌入式功能。系统设计采用ARM7TDMI核处理器S3C44BO,完成自动测试。其主要的核心构成系统包括通信核数据两个模块,具体分析如下:
2.1软件网络通信设计
通信是网络设计的重要组成部分,在整个嵌入式模块自动测试系统中占有非常重要的地位,这种通信功能主要是通过一种网络编程的接口和网络中不同的应用程序进行通信,然而这中网络编程的接口具有一定的特殊性,需要依靠TCP/IP的数据进行套接字的连接,所谓的套接字也就是两个程序进行通讯连接的一个端点,要想保证网络通信的正常,我们就需要确保套接字的功能。这种软件网络通信的设计使各网络程序很好的交流,形成一个良好的资源共享平台,不仅有利于对这些网络程序进行统一的控制,形成一个良好的控制系统,还对嵌入式模块测试系统有着进一步的改进和完善,使其更好的发挥测试作用[1-2]。由于网络通信具有及时性和全面型的特点,自动测试系统需要通过这样的软件网络通信来更好的接收和传输信息,自动测试系统软件网络通信的设计和开发是一项复杂的工程,由于自动测试系统不能直接的进行通信,需要依靠数据包来达到通讯的需求,这也就给网络通信设计提出了更高的要求。我们在进行实际的设计和开发的时候要留有一定空间的缓冲区,为通讯的全面性和稳定性提供一定的保障;其次在设计的时候要遵循通信的原则和协议,比如说TCP/IP的协议就是我们在开发时必须遵守的,要坚持这些原则的条件下进行设计和开发,使各网络程序的功能和性能能够有效发挥,推动嵌入式模块自动测试系统的进一步发展。
2.2数据库设计
数据库是自动测试系统实现控制和管理职能的主要场所和依据,通过网络通信,自动测试系统对各网络程序形成了一个整体控制,整体控制的来源就是这些数据库的信息,通过数据库反应的网络信息可以清楚的了解网络程序出现问题的环节和地方,为解决这些问题提供一定的参考[4]。其次数据的管理和储存也是要依靠数据库来进行的,要想保证数据库信息的准确性和全面性,自动测试控制系统需要对数据库直接的操作,比如说我们经常用到的ADO、DAO等,这些就是直接操作数据库的方式,由于开发的平台存在很大的差异,那么我们在进行操纵的时候就要根据不同的平台选择不同的方法。自动测试所设计的项目包含方方面面的内容,如果所有的项目测试的数据都集中在一张数据表上,不仅会给数据分析和查找带了麻烦,还会影响整个自动测试系统的功能,这也就要求我们在对数据库进行设计时要重点考虑这一问题,尽可能的把每一个项目的数据用独立的数据表来记录,是表格反映的信息清楚明了;由于嵌入模式不是单一不变的,针对不同的自动测试系统有不同的类型选择,如果每一种类型的嵌入模式都记录在同一张表格上,不能很好的将各类型的模式进行分类,不仅降低了工作效率,还影响了自动测试的效果,为了避免这一情况的出现,在对数据库进行设计时要给不同类型的嵌入模式用不同的表格记录,更全面的反映信息;同时还要对测试的时间、测试的项目、测试的模式以及测试的人员进行总体记录,在出现问题是能够及时的发现问题出现的原因,并且快速的采取解决措施。
3系统嵌入式自动测试优化体会与效果
通过本次实验研究,笔者总结提出,要保证嵌入式系统自动测试的质量核效率,应该在结构设计时,注意从以下几个方面考虑:
3.1改善结构的统一性
造成结构不统一最主要的原因是因为控制台和测试台不同环境和编程语言的选择,为了解决这一问题,我们就要更好的发挥网络通信功能,双方在制定通信协议时要根据数据包的数据形式和储存方式进行有效的沟通,减小数据库之间的差异,改善结构的统一性。
3.2及时的备份和恢复数据库
数据库的备份是为了更好的储存信息,一旦数据受到损坏,就可以利用备份将损坏的数据恢复,但是数据库的备份和恢复都有一定的条件限制,需要在特定的环境下进行,为了更好的保证数据库的备份和恢复功能,我们应该对备份和恢复的策略进行更加深入的研究。比如说在测试大型项目或者多个项目时,要在每一个环节结束后都进行备份,不能再全部结束后备份,从而保证数据库信息的全面性,在数据库受到损害时也能够全面的恢复[10-11]。
3.3严格控制测试报告的设计和生成
上述中提高设计报告存在不全面问题,这也就要求我们在设计测试报告时包含的内容要全面,包括测试时间、地点、人员,测试方法、步骤、问题以及结果分析,不能只有结果的显示而没有过程的探讨;其次要根据测试模块的不同和项目的不同生成不同的测试报告,利用现代化的网络技术,合理的选择报告的平台和生成方式,更好的反映测试效果。通过本次系统的优化设计,该系统能顺利完成控制和运算操作,具有12位高性能AD转换器的MAX197设备,能顺利完成传感器信号的转换,并成功将数据保存到数据库中。系统整体运行效率由原来的65%,提升到现在的89%,取得非常理想的实践效果。
4结束语
综上所述,随着嵌入式系统软件开发实践的不断深入,嵌入式在实践中的应用也越来越广泛。而随着产业生产实践活动的逐渐复杂和多样化,我们迫切需要一种测试系统软件的开发和应用,能在软件开发的单元阶段、集成阶段以及系统阶段等对嵌入式系统软件进行实时的在线跟踪式测试与分析,从而全面提高整体系统运行的可靠性。这样才能保证质量和效率。本文主要针对一种嵌入式自动测试系统软件的构成、模块框架以及实践应用等多方面问题进行分析,证明嵌入式模块自动化测试系统软件的开发和应用,具有重要的现实价值和意义,值得我们深入探讨。
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关键词:项目驱动法;软件测试;教学方法
作者简介:赵晓君(1979-),女,河南南阳人,郑州轻工业学院软件学院,讲师;黄艳(1976-),女,河南信阳人,郑州轻工业学院软件学院,副教授。(河南 郑州 450002)
基金项目:本文系郑州轻工业学院校级青年教师教学改革项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0101-02
随着软件产业的快速发展,软件系统的规模越来越大,功能实现也越来越复杂,导致软件中存在的缺陷数量大大增加,这些缺陷将会带来各种损失,甚至出现灾难性的后果。因此,如何保证软件质量已成为所有使用软件和开发软件的人们关注的焦点。软件测试作为软件工程的一个重要组成部分,是目前用来验证软件是否能够满足用户需求功能的唯一有效方法,是保证和提高软件质量的重要环节。为适应软件产业的发展趋势和满足软件测试人才的大量需求,目前已经有许多大学在软件工程专业添加软件测试课程或者添加软件测试专业方向。
软件测试专业包含多门专业课程,有“软件测试理论”、“软件测试技术”和“软件缺陷管理”等,其中,“软件测试理论”课程重点为初学测试的同学讲解测试的基础理论知识,主要包括软件测试基本理论、软件测试方法和技术等,在多门专业课程中占有举足轻重的地位。
一、“软件测试理论”教学现状
“软件测试理论”课程重点介绍软件测试的基本理论,因此整个课程主要以教师讲授为主,在教学的过程中存在以下问题:
1.教学内容理论性较强,难以调动学生学习的主动性
对于初学软件测试的学生,首先要向其讲授相关测试理论,使其建立系统的测试理念。
但是学测试的学生大都是理科生,喜欢操作性强的课程,“软件测试理论”课程的理论性太强,需要背诵很多概念性的知识,这对于他们来说是比较困难,不能激发学习的主动性,教学效果不理想。
2.测试方法和技术案例实际应用价值不足,学生很迷茫
测试方法和技术是“软件测试理论”课程学习的重点和难点,这部分内容仅靠老师的讲解和书本上的案例很难让学生深入理解掌握测试技术的内涵,学生在学习这部分知识时会产生迷茫:学习这些知识有什么用处,在具体的项目测试中,应该怎样应用这些知识?没有实际的项目案例做支撑,学生会失去继续学习下去的兴趣。
针对上面的问题,本文提出将项目驱动法应用于“软件测试理论”课程的教学中,学生在进行项目实践的同时,根据需要学习软件测试相关理论知识,这样有助于提高学生的学习主动性,有助于理论知识的牢固掌握,有助于提高学生的实践技术能力,改善该课程的教学效果。
二、项目驱动法
项目驱动法是目前中国教育领域中一种比较新的教育教学方法。
所谓项目驱动法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,它既是一种课程模式,又是一种教学方法。[1]这里的项目根据课程教学内容的不同所包含的涵义也不同。在“软件测试理论”课程教学中,项目即指一个已经开发完成的软件测试工作。通常,项目教学都是实践导向的和任务驱动式的教学。
在项目驱动模式的教学活动中,教师根据学生现有的知识水平和项目经验选择一个合适的项目,以项目实施为主线展开教学活动,把课程相关的知识点的讲解融入项目操作的每个步骤中。在项目实施的过程中,以学生为中心,教师主要做组织和指导工作,学生在整个项目的实施过程中处于探索知识的情景中,充分发挥主动性、积极性和创新精神,综合运用所学的知识和技能解决实际问题,最终达到有效地将所学知识系统化深入化的目的。
这种模式从根本上将传统课堂中老师满堂灌转变为“学生为主体,教师为主导”的教学模式。同时,学生通过一个具体项目的实践,感受到了真实项目管理的思想和团队协作的必要性,提高了学生的创新能力和项目实践能力。拥有真实项目的实践经验使得学生在择业时拥有很大竞争优势。
将项目驱动法应用于“软件测试理论”课程教学中,在课程理论教学中加入一个完整的项目测试实践环节,通过项目实践能够很好地激发学生的学习主动性,使学生经历了一个“先做,遇到问题,再学,解决问题,再做,获得经验”的学习过程,最终完成一个完整的软件测试实践,同时也学到了“软件测试理论”课程应该掌握的理论知识。这样,既解决了软件测试理论课程理论性太强的问题,又解决了测试方法和技术案例实际应用价值不足的问题;而且丰富了学生的实践经验,提高了软件测试理论课程的教学效果。
三、“软件测试理论”课程教学目标和教学内容
1.教学目标
通过本门课程的学习和实践,理解软件测试理论与原则;掌握主流测试技术和方法,熟悉测试用例的编制、熟悉软件测试的基本流程,熟悉软件测试过程中各类技术文档的编制规范,并能灵活运用测试技术解决实际问题。
对于一个具体项目软件,每一个学生都能够顺利完成如下手工测试流程:根据软件需求规格说明书撰写测试计划,设计测试用例、进行测试环境配置和测试数据准备工作、执行各种测试,撰写缺陷报告、跟踪并修复缺陷、进行测试评测,最后提交测试总结报告,达到软件企业对测试专业人才的要求。
2.教学内容
“软件测试理论”课程的教学内容主要包括软件测试基本理论、软件测试基本技术、软件测试过程和软件测试工具。[2]
软件测试基本理论包括软件测试、软件缺陷和测试用例的基本概念,测试的目的、测试模型、测试分类和测试流程。
软件测试基本技术包括白盒测试和黑盒测试;其中白盒测试包括静态测试和动态测试,动态测试又包括程序插桩、逻辑覆盖、基本路径测试等;黑盒测试包括等价类划分、边界值分析、因果图法、判定表法、场景法等。这些基本技术都是在进行测试用例设计时使用的。
软件测试过程是指执行测试的过程,通常分为四个阶段:单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。
软件测试工具有多种:功能测试工具、性能测试工具和测试管理工具等。
四、项目驱动法的应用方案
1.项目的设计
实施项目驱动法,首先需要设计项目。项目的设计与选取直接影响到该教学模式的教学效果及学生的学习兴趣。“软件测试理论”课程项目的选取与其他课程又有所不同,学生要进行的操作是对现有的或者已经开发完成的软件的测试工作,因此在设计项目时应遵循以下几条原则:
第一,项目是现有的软件或已经开发完成的软件,软件中有部分明显错误,有部分隐藏错误;明显错误有助于提高学生的测试积极性,隐藏错误有助于启发学生进行更深入的测试。
第二,项目具有典型性,代表大部分软件的共性。通过该项目的测试,学生可以掌握大多数软件的测试流程和测试方法。
第三,项目中有多种情景元素,符合使用多种测试技术和方法,有助于学生在进行项目测试的同时,学习使用多种测试技术设计测试用例的方法。
第四,项目大小和难易适中。每个项目组的人数控制在3~5个人,设计的项目能使学生通过努力在一定的时间内完成。
根据以上原则,本课程目前选择的项目是《企业薪酬管理系统》。
2.项目驱动法的实施
本课程通过让学生进行企业薪酬管理系统完整的测试流程实践的同时,讲解测试需求编写、测试计划编写、测试用例设计、测试环境配置、测试执行、缺陷跟踪和管理、测试报告撰写等内容。课程授课方式主要是分阶段讲解测试过程和测试要求,每一个阶段开始,老师先讲原理,选择部分内容做例子进行讲解,然后学生比照例子跟着做;阶段内容完成时,学生提交完成的文档,老师选择典型的问题进行讲评,然后进行下一个阶段的内容,如此类推直至测试结束。
企业薪酬管理系统测试流程设计如图1所示。
本课程课时为60学时,根据图1系统测试流程图安排,基于项目驱动法的“软件测试理论”课程安排如表1所示。
在课程进行的过程中,必须严格按照项目的测试流程进行,测试流程为:先获取项目测试需求,撰写测试计划,设计测试用例,执行测试,提交缺陷报告并跟踪修复缺陷,最后提交测试总结报告。课程结束,要求学生提交项目测试报告,测试报告包括多个文档,整个流程中每个阶段的工作必须有撰写规范的文档提交,如:测试计划、测试用例、测试执行报告、缺陷报告和测试总结报告等等。
测试报告既体现了教师项目教学的结果,也体现了学生对测试知识技能的掌握水平。通过评价学生作品,找出学生在学习过程中的薄弱环节,进一步改进项目驱动教学的教学安排,使其能够发挥最大的教学效果。
五、结束语
本文针对软件学院软件工程专业的培养对象和教学特点,把真实项目引入“软件测试理论”课程课堂教学中,采用项目驱动教学法,从项目的需求评审、测试计划、测试用例设计、测试执行、缺陷报告、测试评测到测试总结一个完整的测试流程,交给学生组建测试团队,按照流程进行任务分配和管理,最终完成整个项目的测试工作。通过一个完整项目测试流程的完成,有效提高学生的学习和实践能力、解决问题的能力、团队协作能力等,使学生在掌握软件测试的各种测试技术和基本流程的同时,积累了一定的项目测试经验,为他们今后的就业打下了良好的基础。
参考文献:
关键词:软件测试;说课;课程改革
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号文章编号:16727800(2014)001015703
作者简介作者简介:刘热(1976-),女,硕士,无锡科技职业学院软件与服务外包学院讲师,研究方向为软件测试、软件质量管理。
0 引言
软件测试员是软件行业主要的工作岗位。《软件测试》课程是软件技术专业的核心课程。随着项目化课程改革的深入,该课程几经变革,名称也从《软件工程(2)》、《软件测试工具与实践》、《软件测试》不断演变。笔者2011年初荣幸地得到华师大职研所付雪凌博士的亲自指导,将基于工作过程的项目化教改引入该课程,经课程团队努力建设,于2010年被评为学院精品课程。下面围绕课程定位、课程特色、教学方法与手段、教学环境与条件、课程的重点、难点及解决办法等方面介绍该课程的建设情况。
1 课程定位
(1)高职类软件专业就业定位。根据市场调研,结合高职教育培养高素质技能型人才的总体目标,高职软件专业的就业首岗定位为程序员、测试员、软件运维人员。
(2)测试员职业岗位能力分析。熟悉测试阶段、测试流程、规划测试(分配人力资源、设备资源、安排测试时间);熟练运用各种黑盒、白盒测试方法并设计测试用例;熟练使用测试用例管理工具;熟练使用缺陷管理、跟踪工具;熟悉配置管理工具;熟练使用黑盒、白盒自动化测试工具原理;熟悉主流操作系统(或手机操作系统);熟悉主流数据库;熟悉甚至熟练掌握一到两门高级编程语言(C++、C#、Java等);熟悉一到两门脚本语言(VBScript、JavaScript、Perl、Python等);熟悉网络知识;精通所测软件产品的业务逻辑;良好的中外文沟通能力。
(3)基于职业分析的课程定位。教学目标是让学生掌握软件测试的基本理论、技术和方法,使教学对象具备软件测试的必备专业知识、技能和素养,从而为成为软件测试工程师奠定必需的理论知识与实践基础。
(4)与其它课程的关系。软件测试的前期课程主要有:软件工程、操作系统、数据结构、面向过程和面向对象程序设计、计算机网络基础、数据库设计及应用、Web 项目开发等软件程序员必修的专业基础和专业课程。
其后续课程是《软件测试实训》,引入CMMI3行业标准并通过一周的项目化实践将前期所学的知识贯通,强化测试工具的使用。
2 课程特色
(1)学科建设。本课程设计是在华师大课程专家的指导下,运用基于软件测试的典型工作过程理论,突出项目化课程建设,专业教师与软件企业工程师共同开发课程的模式。
(2)课程设计以软件测试典型工作任务为基础。本课程立足于实际能力培养,对课程内容的选择标准作了根本性改革,打破了以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,建立起以软件开发典型工作任务为中心组织课程内容。现在的软件测试方法、工具种类繁多,层出不穷,但其软件测试过程基本相似,都要经过测试需求分析、编制测试计划、设计测试用例和编写测试数据、搭建测试环境、执行测试、BUG管理、编写测试报告几个环节。根据CMMI3的过程定义,我们以测试计划编制、设计测试用例、搭建测试环境、执行测试和BUG管理、编写测试报告作为本课程的典型工作任务。
(3)以学生情境学习和做中学为中心。按照情境学习理论的观点,只有在实际情境中学生才可能获得真正的职业能力,并获得理论认知水平的发展,因此本课程要求打破纯粹讲述的教学方式,实施项目教学以改变学与教的行为。这是教学模式的一个重大转变,要有力地推动这一转变,需要以项目为载体来组织课程内容。学生在完成具体项目的过程中构建相关理论知识,并发展职业能力。软件测试是软件质量保证的最主要途径,也是改进软件开发过程的重要途径。经过与软件企业专家深入、细致、系统的讨论分析,结合学生的学习生活情境,根据CMMI3的过程改进思想,本课程最终确定了软件测试的6个典型环节,即测试计划编制、设计测试用例、搭建测试环境、执行测试和BUG管理、编写测试报告。同时选取两个企业的真实项目作为教学载体,一个用于教学,一个用于学生课后练习。课程内容以高职学生比较熟悉的企业网站测试为例,突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务进行,同时充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要,并融合了相关职业资格证书(软件评测师)对知识、技能和态度的要求。
在项目课程设计中,项目载体设计是一个关键环节。本课程确定了以典型软件测试作为载体的项目设计思路。根据软件外包产业的实际情况,我们选择两个学生比较了解的软件产品,以保证软件测试知识、技能的完整性。通过对典型软件测试过程的提炼,学生可获得比较完整的软件测试能力。
3 教学方法与手段
(1)教学方法。教、学、做为一体的教学模式;多媒体教学;用企业实际成本核算资料作为教学素材;引进企业真实项目。
(2)教学手段。和企业共同开发的多媒体教学软件;课程网站。
4 教学环境与条件
(1)师资队伍结构。本课程教师中,有3名来自企业的兼职教师,具有丰富的实践经验,专兼职教师比例为5:3。整体“双师”结构优良,双师比例达到87.5%;本课程教师分别来自全国不同的著名高校,有良好的学历结构,其中具有研究生学历或硕士以上学位的教师6人,占75%。兼职教师能力强,对该课程的开发和实施提供强大支撑,详情见表1。
(2)校内外实训条件。软件测试综合实训室;睿泰、软通动力测试冠名班;3个校外实训基地。
5 课程重点、难点及解决办法
(1)课程重点。 软件测试课程重点:软件测试基础理论、软件测试策略、测试用例设计、自动化测试工具、较完整的测试项目实践,以及软件测试过程管理和环境配置。
(2)课程难点。包括单元测试技术、测试用例设计,特定环境下使用测试工具对应用系统进行测试等。
(3)解决方案。 ①理论讲解和实践体验“双管齐下”。理论教学模式以精讲和透彻分析、问题导入、自主学习和集体讨论的形式进行;实践教学主要是通过贯彻两个层次的实践活动、项目综合测试等培育综合测试技能; ②通过产学合作方式,培养综合实践能力。引入真实测试项目,以“商业化”的方式模拟签订测试项目合同,并以教学的形式执行合同。
6 结语
该课程通过两轮的课程实施,教学效果良好,达到了预先设定的课程改革目的,其项目化改革经验,值得向本专业其它课程推广。
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关键词 地层热阻 热响应测试地埋管换热器
中图分类号:TK172 文献标识码: A
Thermal resistance calculation on vertical ground heat exchanger
Li Jinghui1Wang Jiankui2 Lu Lin2 Fang Xugen1
1 Zhejiang Construction Division Building Energy Technology Co., Ltd.
2 Zhejiang Academy of Building Research & Design.ltd
Abstract: Using the data of grock-soil thermal response test, andaccordingto , this paper presents the numericalcalculationofthe vertical ground heat exchanger's thermal resistance calculation formula,andalso analyzeshow heat exchanger resistance affect the performance of heat exchanger. The calculation and analysis have a certain reference valueinguidingthe design and construction of ground heat exchanger.
Key word: ground heat resistance,heat responsetest,ground heat exchanger
0 引言
地层热阻是决定土壤源热泵合理设计和科学应用的核心因素,是影响地下埋管换热器传热性能及土壤源热泵系统节能与经济性的重要原因。换热器的热阻工程实际计算及热阻的影响对于设计人员设计及方案的优化有着重要的影响。
1 地埋管换热器的热阻计算
地埋管地源热泵系统地埋管换热器的设计计算主要有采用单位井深换热量、专业软件和依据《地源热泵系统工程技术规范》[1](以下简称《规范》)作为目前指导地源热泵工程设计和施工最重要的规范,在其中第4.3.5条明确指出“竖直地埋管换热器的设计也可按本规范附录B的方法进行计算。
但是《规范》附录B中对地层热阻及短期连续脉冲负荷引起的附加热阻的计算公式的表述存在一定的歧义,也不完整,在实际应用中会产生较大的误差甚至错误[2]。本文以供热工况下的换热器的热阻为例各热阻值对进行计算分析。
1.1岩土热响应测试数据
表1 岩土热响应测试基础数据表
项目 测试孔 项目 测试孔
钻孔深度(m) 100 钻孔直径(mm) 135
埋管形式 单U型 埋管材质 PE管
埋管内径(mm) 26 埋管外径(mm) 32
钻孔回填材料 原浆 细沙 主要地质结构 粉质粘土
岩土热响应测试测试报告结果:埋管区域的平均综合导热系数为1.667 W/ m·℃,平均容积比热为2.034×106 J/m3·℃。岩土体初始温度20.1℃。
1.2值计算
公式1
式中:
——传热介质与U形管内壁的对流换热热阻,(m·℃/W);
——U形管的内径(m);
——传热介质与U形管内壁的对流换热系数[W/ m2·℃]。
换热器温差<20℃,根据热物性测试报告定性温度按6℃,查表得=56.3×10-2W/ m·℃,ν=1.553×10-6m2/s ,=11.60 =1547×10-6N·s /m2
d:管内径=26mm管内媒质流速按0.9 m/s计算;=0.9×0.026/1.553×10-6=15067>104;=0.023×15067×11.6=4020;K==4020×0.563÷0.026=87045 W/ m2·℃;=1÷(3.14×0.026×87045)=1.41×10-4 m·℃/W
1.3 值计算
公式2
公式3
式中:
——U形管的管壁热阻,(m·℃/W);
——U形管导热系数[w/(m·℃)];
——U形管的外径(m);
——U形管的当量直径(m);对单u形管,n=2;对双U形管,n=4。
=0.42~0.45 w/(m·℃);=0.032 m; ——0.0452m
=0.0539 m·℃/W
1.4计算
公式4
式中:
——钻孔灌浆回填材料的热阻(m·℃/w);
——灌浆材料导热系数[w/(m·℃)];
——钻孔的直径(m)。
=1.47w/(m·℃), =0.135m,= 0.0809m·℃/w
1.5计算
对应于单个钻孔:
公式5
公式6
式中:
——地层热阻(m·℃/w);
——指数积分公式;
——岩土体的平均导热系数[w/(m·℃)];
——岩土体的热扩散率m2/s;
——钻孔的半径(m);
——运行时间(S);
根据文献[2-4]对进行修正简化为下式:
公式7
= 公式8
公式9
=1.667w/(m·℃),=/cρ,cρ=2.034×106J/m3℃,则=0.8196×10-6m2/s,钻孔的半径=0.0675(m),运行时间=68×24×3600=5.8752×106(S);z=0.0006
==0.3712 m·℃/w
1.6计算
公式10
式中:
——短期连续脉冲负荷引起的附加热阻(m·℃/W);
——短期脉冲负荷连续运行的时间(s)。
根据文献[2-4]修正简化为下式:
公式11
=10×3600s
=0.1297 m·℃/w
2 热阻影响分析
根据《规范》中公式B.0.2-4中供热运行份额Fn取0.2。根据以上计算得各热阻值及比例见下表,竖直埋管换热器分项热阻计算分析。
表2 竖直埋管换热器分项热阻计算分析表
项目 ×Fn ×(1-Fn)
热阻值
(m·℃/w) 0.001 0.0539 0.0742 0.1038 0.1184
份额(%) 0.04 15.39 21.18 29.60 33.79
根据以上数据可知,单孔U型管回填材料的热阻、地层热阻和短期连续脉冲负荷引起的附加热阻为构成换热器热阻的主要部分,U型管内壁的对流换热热阻很小,对换热器热阻影响几乎可以忽略。
3 结论
3.1对竖直地埋管换热器各热阻值进行了详细的计算,结合相关文献对地层热阻及短期连续脉冲负荷引起的附加热阻进行了简化计算。
3.2 计算结果表明,单孔U型管回填材料的热阻、地层热阻和短期连续脉冲负荷引起的附加热阻为构成换热器热阻的主要部分,对于优化换热器设计方案具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 中国建筑科学研究院.GB 50366-2005 地源热泵系统工程技术规范 [S].北京:中国建筑工业出版社,2009版
[2] 雷建平,於仲义. 关于《地源热泵系统工程技术规范》地层热阻计算式的商榷及应用分析[J], 暖通空调,2009,39(6):27-30
[3] 余延顺. 土壤耦合热泵系统地下埋管换热器传热模型的研究[J].暖通空调,2005,35(1):26-31
关键词:嵌入式软件;GJB2725A;软件测试;过程模型
0 引言
随着信息化军事技术的不断深入,嵌入式软件已在航空武器装备软件中得到了广泛的应用,相应的,对其进行软件测试的要求也越来越重要。目前,大部分软件测试项目主要由事件驱动完成,存在流程不清晰、被动性高、效率低下等问题,影响了测试质量,其严重后果就是没有及时发现软件产品缺陷,导致产品失效。
总装备部于2001年了GJB2725A《测试实验室和校准实验室通用要求》[1],其目的就是为了指导软件测试活动,提高软件测试过程管控能力。因此提出了一种嵌入式软件测试过程模型,该模型能够依据军标,以流程驱动的方式对软件测试进行全过程管控,具有很好的工程应用价值,提高了研制效率。
1 嵌入式软件测试过程模型
在型号软件研制中,测试是一项复杂而繁琐的工作,是一门综合性学科,涉及技术、方法、资源以及管理等诸多方面[2],现有流行软件测试模型,如V模型、W模型和H模型[3],并不能完全适用于实际测试工作,而应由研制单位牵头,建立本地化的软件测试过程模型。
根据工程经验,将嵌入式软件测试过程划分为5个阶段,即测试需求分析、测试策划、测试设计与实现、测试执行和测试总结,每个阶段实现不同的测试活动,前一个阶段是后一个阶段的输入,后一个阶段是前一个阶段的验证,以流程为驱动力,逐步实现所有活动,通过不断地对流程再优化,实现模型的持续改进[4],逐步趋近实际工程应用。
1.1 测试需求分析
该阶段的输入为软件测评合同或软件研制任务书,以明确被测项目的范围、目标、约束及要求。
同时,确定需要完成的测试类型,如功能测试、性能测试、边界测试、接口测试、可靠性测试等,并明确每一个测试类型的具体要求,例如:
1)功能测试:每一个软件测试项输入的每一个正常等价类和异常等价类都至少被一个用例覆盖;
2)性能测试:对软件的精度、时间和适应性进行测试,以确认是否符合规定的性能要求;
3)接口测试:测试所有外部接口,每一个外部输入/输出接口应进行正常和异常情况测试。
确定测试类型后,可制定测试策略,包括白盒和黑盒测试,并对具有特殊要求的被测项进行具体描述。同时,确定测试充分性和终止要求,避免项目无法结束。
测试需求分析最重要的工作就是依据软件设计文档,确定测试的显性需求和隐形需求,并分解为测试项,为后续测试用例提供设计依据,本阶段的输出为《软件测试需求规格说明》。
1.2 测试策划
本阶段在测试需求分析的基础上,完成如下工作:
1)确定测试技术,如等价类划分法、边界值分析法和猜错法等;
2)明确定性评价准则,包括文档、设计和实现等方面;
3)数据采集要求,主要指被测软件、用例、缺陷和管理数据等;
4)制定软件测试环境,包括软/硬件环境,确保测试顺利开展;
5)明确测试人员的角色与职责,合理分工,确保进度;
6)根据要求进行风险分析,如技术、人员和资源风险,并制定措施。
本阶段的输出为《软件测试计划》。
1.3 测试设计与实现
本阶段的主要内容就是依据测试需求,设计测试用例,单元、部件测试采用“先功能后逻辑”的测试策略,即先满足基于功能的测试(功能测试覆盖100%),再满足基于逻辑的测试(语句、分支、调用覆盖率100%),配置项、系统测试采用基于功能的测试策略,测试用例主要包括名称、标识、初始化、前提和约束、输入、预期输出、通过准则、追踪关系、终止条件、用例类型和设计人员等信息,本阶段的输出为《软件测试说明》。
1.4 测试执行
本阶段的主要内容就是在实际测试环境下执行测试用例,记录测试结果,将期望结果与实测结果进行比对,如不一致,则进行深入分析,确认为软件缺陷,则填写软件问题报告单,本阶段的输出为《软件测试记录》和《软件问题报告单》。
1.5 测试总结
本阶段的主要内容就是依据测试结果,统计与分析测试数据,包括用例执行率、用例通过率、代码缺陷率、功能覆盖率等指标,进而对被测软件产品做出客观、公正、独立的评价,为改进软件产品质量提供支撑,本阶段的输出为《软件测试报告》。
2 模型应用
被测软件为某型嵌入式软件,要求完成软件测试,出具测试报告。
2.1 测试需求分析
根据测试要求,定义被测项目的范围、目标、约束及要求。
范围:单元、部件和配置项测试。
目标:单元测试完成语句、分支100%覆盖,部件测试完成调用100%覆盖,配置测试完成需求100%覆盖。
策略:单元、部件测试采用白盒测试,配置项测试采用黑盒测试。
测试需求:经分析,单元测试共有272个测试需求,部件测试共有36个测试需求,配置项测试共有16个测试需求,27个测试项。
2.2 测试策划
软件测试主要采用等价类划分法和边界值分析法进行测试。
2.3 测试设计与实现
依据软件设计文件设计测试用例,单元测试共设计1869个测试用例,部件测试共设计266个测试用例,配置项测试共设计168个测试用例。
2.4 测试执行
经测试,并对测试结果进行分析、确认,共计发现56个软件问题,提交设计进行优化改进。
2.5 测试总结
测试结果总结如表4所示。
测试用例均能100%覆盖测试需求,配置项测试的用例执行率为95%,其原因是有些硬件环境不能满足测试要求,如破坏性测试,单元和配置项测试的用例通过率均不到100%,说明这两种测试是发现软件缺陷的重要手段,通过对56个问题的归零处理,软件问题得到解决,提高了软件产品的质量。
3 总结
采用流程驱动式的嵌入式软件测试过程模型能够很好的解决测试工程化问题,通过实际运用,提高了测试管控能力,确保了测试充分性,发现了软件问题,提高了软件的质量和可靠性。
参考文献:
[1] 闫宇华,李谊,黄宁等.GJB 2725A-2001,测试实验室和校准实验室通用要求[S].北京:中国人民总装备部,2001.
[2] 金先仲,任宏光,李建军等.空空导弹研制系统工程管理[M].北京:国防工业出版社,2007.
(1.广东电网有限责任公司佛山供电局,广东 佛山 528000;2.广东昂立电气自动化有限公司,广东 广州 510400)
摘要:基于长期继电保护工作实践,创新提出了一种继保定检标准化作业新方法。设计了新的保护定检测试思路和流程,同时基于昂立继电保护测试仪二次开发了线路保护、主变保护智能化试验模板,将《继电保护作业指导书》标准内容应用于该试验软件模板,作业指导书的全部流程在该试验软件模块中顺序贯穿,使作业指导书的流程变得可视化和标准化。根据定检所需的标准化步骤,系统能自动提示需要输入的定检数据,自动执行相应测试模块、自动记录结果、自动生成测试报告,为实现继电保护定检规范化、标准化及流程化提供了较完善的解决方案。
关键词 :继电保护;定检;标准化;作业指导书;模板
0引言根据《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求,目前,我国继电保护装置的校验主要分为三类:新安装装置的验收检修、运行中装置的定期检验、运行中装置的补充检验。继电保护装置在设备投产后一年进行一次全面校验,以后每六年进行一次全面校验,每一至两年进行一次部分检验。继电保护装置定检已经成为运行管理单位一项重要的日常工作。
目前,常规的电磁型保护装置已全面被微机继电保护装置取代,微机保护的软件编程可标准化、模块化,灵敏性高,互换性好;具有可靠的通信接口,接入厂站的微机可使信息分析处理后集中显示和打印。
常规定检方法中每套保护各种试验数值、标准量等参数需要根据操作界面重复性输入;各保护模拟量采样检查需要逐步逐项进行,而且频繁更换试验接线;常规手动测试易产生人为测量误差的缺陷,容易出现人为试验漏项、误判情况,与标准化作业存在差距。此外常规定检完成后需要手动记录定检测试结果和相关参数,手动添加到作业表单文档形成试验报告,费时费力,占用继保工作者大量时间和精力。为解决上述问题,本文提出了一种基于昂立继电保护测试仪二次开发的保护定检新方法。
1新方法
本文克服了常规继电保护测试仪在定检过程需要大量手动输入各种参数的不足,创新提出了一种基于昂立试验仪的继保定检标准化作业新方法。本文依托昂立继保测试仪的联机调试接口,二次开发了一套适用于作业表单本地化应用的定检测试软件。该软件包括了测试模板的编辑平台和测试平台。用户在编辑平台可以事先依据作业表单或者作业指导书编辑标准作业流程,定检过程中在测试平台根据定制好的标准流程按照步骤执行检验步骤,同时通过运行过程中的信息提示(如接线提示、告警提示等),帮助继保工作者方便地完成定检任务。借助昂立测试仪对继电保护相关测试功能和测试仪控制接口的标准化处理,通过在笔记本电脑上运行定检测试软件,继电保护装置及测试仪之间可以实现相关电气量逻辑的全自动测试;通过Word接口调用和标签技术,能自动生成标准格式的试验报告。
通过笔记本电脑控制昂立测试仪进行逻辑试验的全自动测试,将定检过程中需要手动输入的定值和参数时间关口前移,将作业表单中的危险点提醒和注意事项固化到作业流程,定检完成自动生成试验报告。本文成果能应用于多个电压等级的主变、线路继电保护装置定检,可大大缩短保护定检时间,节约综合停电时间,减少主网非正常运行方式的失电风险。
2主要功能
2.1自动测试功能
本文基于昂立继电保护测试仪平台二次开发设计了一套适用于各个电压等级的保护的标准化定检软件。标准化定检软件根据《继保定检作业表单》所列各种电气量逻辑测试分别制作了子模块,各子模块可以方便地排列组合,构成特定设备定检所需的全部逻辑。定检测试子模块编辑完成后,点击软件的测试按钮,系统将自动激活相应测试模块,避免了测试项目的遗漏,整个过程可自由搭配项目并自动执行。
通过测试模板编辑平台能将作业表单的工作内容转换成为顺序排列的测试项目(包括测试仪装置控制参数描述,保护信息采集装置的控制命令描述,对动作信息进行处理的脚本代码等),再通过测试模板运行平台解析运行,从而实现自动定检的目的。
测试模板的核心内容是与作业表单对应的测试项目,因而测试模板开发平台的主要功能都围绕测试项目的编辑而设计。测试模板中所有的测试项目包括:通用项目如分组、提示信息、安全措施、统计本文等;电气量项目如保护的逻辑测试项目,该类项目的主要特征是控制测试仪输出测试量给被测保护,并通过与被测保护的通讯获取保护的相关动作事件;测试仪控制项目,该类项目的主要特征是只需要和测试仪通讯,下达相关配置信息;保护装置控制——保护装置的相关通讯命令项目,该类项目的主要特征是只需要和保护通讯,如读写定值、投切压板。
2.2自动生成试验报告功能
通过程序设定Word文档加载界面,用于用户建立“报告数据映射”,即确定测试模板中定义的数据与报告文件中填入位置的对应关系。测试模板的项目编辑完成后将生成一个与测试模板项目同名的报告模板项目。该项目可以下次打开直接使用,也可以导入后编辑修改。
3测试系统设计
3.1系统设计
本文通过对继电保护测试功能和测试仪控制接口的标准化处理,形成相关的标准功能数据和控制接口技术;通过保护通讯模块,继电保护装置及测试仪之间可以形成真正的闭环,实现相关电气量项目的全自动测试。
整个保护定检测试系统分为三层体系结构,如图1所示。
(1) 测试平台层:提供测试模板的开发平台和自动测试运行平台(主控中心),用于测试模板的开发,控制整个智能闭环校验的执行过程。
(2) 设备控制层:外围设备控制模块,包括测试仪控制模块和保护通讯模块等。测试仪控制模块为真实的继电保护测试仪装置的驱动程序,用于接收试验数据,并根据试验要求驱动测试仪输出对应的模拟量,完成真正的测试。保护通讯模块为可选,如果闭环测试,则通过该模块与被测保护装置执行数据交互,获取定值和动作事件信息等;对于开环测试,则测试仪通过保护的相关出口接点获取动作结果,此时不需要保护通讯模块也可以实现保护的自动测试。
(3) 硬件过程层:包括各种智能化的外围硬件设备,如测试仪、被测设备。
3.2测试模板
用于根据作业表单或作业指导书编制对应的测试模板(图2)。通过测试模板编辑平台将作业指导书的检测内容转换成为一系列的测试项目(包括测试仪装置控制参数描述、保护信息采集装置的控制命令描述、对动作信息进行处理的脚本代码等),再通过测试模板运行平台解析运行,从而实现自动执行检测的目的。
测试模板的执行过程如下:
(1) 设备数据配置:测试模板的编写通常不针对被测设备的具体型号,测试前,用户必须首先根据具体的保护型号完成测试模板的实例化,即设备数据的设置(图3)。
(2) 信息提示:测试过程中,可能会涉及保护压板和控制字的投切控制,测试模板编辑时以提示信息的方式予以配置,测试执行过程中,程序将弹出对话框,提示用户执行相关操作。确认后,点击“下一步”继续。
(3) 逻辑测试:保护的逻辑测试项目为自动执行过程,测试系统自动驱动测试仪输出,并从测试仪获取保护的出口动作信息作为测试结果。
(4) 结果评估:当前测试项目执行完成,系统自动执行结果处理脚本,根据需要执行相关处理后给出测试的结果评估,如“合格”或“不合格”等。
(5) 报告填写:测试项目的结果数据经过处理后,根据报告数据的书签映射,自动填写到测试报告,生成用户指定格式的测试报告文件。
4应用前景
佛山地区若干变电站线路及主变保护定检的实践验证了该标准化定检方法的可靠性和可行性。实践表明,定检时可以自动顺序执行所有测试项目,也可以针对某个逻辑单独调试,大大简化了保护定检的操作步骤,又兼顾了特殊项目调试的灵活性。
本文提出的基于昂立试验仪的继保定检标准化新方法,为继保定检工作的标准化提供了一套可行的解决方法和现场试验实施方案,实现了继电保护定检自动化、标准化和流程化,具有很强的推广应用价值。
[
参考文献]
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[2]何智平,周玲,张方军,等.国内市场微机型继电保护测试仪的现状和发展[J].继电器,2005,33(8).
[3]闫晓丽,林韩.基于组件的继电保护测试软件研究[J].继电器,2005,33(13).
[4]周煦光.继电保护自动化测试软件的开发与实现[D].成都:西南交通大学,2010.
[5] 杨瑞平,郭齐胜,赵宏绪,等.系统建模与仿真[M].北京:国防工业出版社,2006.
关键词:低位热源 、地源热泵 、地埋管 、热响应试验
一、工程概况
烟台荣昌制药厂新厂区位于烟台市经济技术开发区生物医药工业园内,总规划用地为27.75公顷(合416亩),分为二期完成,总建筑面积为20万平方米,其中一期建筑面积7.8万平方米,由九个单体建筑组成,主要建设目的为医药产品生产、相关的技术研发、孵化和中试等,项目由荣昌制药、荣昌生物和同济大学三方合作完成。
该工程的规划目标是以用地内的良好生态条件为基础,通过整合周边市政和自然风景资源,借助国家和当地政府的扶植,围绕园区建设任务中最核心的功能,将企业建设成低碳生产、绿色办公、示范带动的高科技制药企业。
二、空调冷、热负荷的确定
九个建筑单体空调负荷由设计院提供(详见下附表一),若将所有单体空调负荷叠加则设计空调总冷负荷为8988kW,空调总热负荷为6103kW,考虑到每个建筑物功能的不同,使用的时间也不一样, 对不同的建筑按不同的使用系数计入到总负荷中,如下表中的使用系数取值从100%-0%,计算的空调总冷负荷为7423kW,总热负荷为5191kW。 一期工程共设置一个空调机房,由机房分三路进出水分别供二个车间及生活区(办公楼、餐厅、招待所、职工宿舍),二个车间为分别为单独回路,生活区为单独回路,为了便于管理及核算运行费用,每个回路单独设一套计量装置。
二、初投资费用、运行费用及对环境景程的分析对比:
为了选择最适合本项目的冷、热源系统,以下对地源热泵系统(方案一)与城市热网+冷水机组系统(方案二)这两种方案主要从经济性、节能性以及环境影响方面对比分析。
1、两方案的初投资费用分析:
1.1:地源热泵系统初投资费用: 地源热泵系统(不含室内末端系统)总投资费用为1830万元,其中主机340万元,机房内附属设备及安装费用、室外管网安装费用320万元,室外埋管费用1170万元。
1.2:城市热网加冷水机组系统的初投资费用:烟台市城市热网的收费标准为120元/平方米,7.8万平方米的建筑总投资费用为936万元;冷水系统中主机的的初投资费用为270万元(主机低于地源热泵主机),机房内附属设备及安装费用、室外管网安装费用330万元(较地源热泵系统增加冷却水系统的费用),总投资费用为1556万元。
2、两方案的运行费用分析
空调系统运行费用:根据美国ARI标准和中国行业标准JB/T4329-97,平均满负荷率一般为60%。
运行费用=装机容量×平均满负荷率×运行天数×每天运行时间×电价
2.1:地源热泵系统运行费用:
夏季运行费用:(305+45+45)×4×0.6×100×16×0.75=113.76万元。
冬季运行费用:=(382+45+45)×3×0.6×135×16×0.75=137.62万元。
冬、夏两季运行总费用为251.39万元,折合为32.23元/平方米。
2.2:城市热网加冷水机组系统的运行费用:
冬季运行费用分析:烟台市城市热网收费标准为26元/O计算,冬季运行费用为202.80万元。
夏季运行费用分析:相同的空调冷负荷,由于冷水机组的冷凝温度高于地埋管系统的冷凝温度,其耗功高约20%,水泵的功率相同,冷水机组系统的运行费用为(305×1.2+45+45)×4×0.6×100×16×0.75=131.33万元。
冬、夏两季运行总费用为334.13万元,折合为42.84元/平方米。
备注:运行费用的计算条件如下:
①夏季空调运行100天,冬季空调运行135天;
②按空调每天平均运行16小时计算;
③平均满负荷率一般为60%;
④电价按0.75元/度,空调总面积7.8万平方米;
⑤冬季开3台机组供暖. 夏季开4台机组制冷。
3、两方案对比分析结果如下:将两种方案的初投资费用、运行费用、环境影响分析对比如下 :
通过对两种方案的初投资费用、运行费用及环境影响的分析比较得出,方案一虽然初投资费用比方案二高274万元,但每年可节约运行82.74万元,静态投资回收年限仅为3.31年,且每年可节约标煤458吨,减少二氧化碳排放量1245吨/年,减少二氧化硫排放量40.6吨/年。
三、空调热源的配置方案
1、冷、热源的配置方案
根据设计的冷、热负荷,设计选用四台LSBLGR-2280MD 型满液式半封闭螺杆地源热泵机组为整个厂区实现夏季供冷、冬季供暖,其中一台LSBLGR-2280MD机组使用冷却塔散热。地源热泵机组在夏季冷水进出水温度12℃/7℃,冷却水(地埋管循环水)进出水温度25℃/30℃,冬季空调热水进出水温度40℃/45℃,冷水(地埋管循环水)进出水温度6℃/3℃的标准工况条件下,其性能参数如下:
由以上参数可知,夏季四台机组总的制冷量为7027KW,冬季三台地源热泵机组总的制热量为5073KW (另外一台机组可以做为备用机组), 完全可以满足设计要求。
2、机组的运行方案:本方案空调机组选择了四台双压缩机头地温中央空调机组,每台压缩机都可以互为备用,实际使用中可以根据建筑物的实际负荷更好的调节机组的使用率,进行不同档位的加载,从而降低运行费用;并且每个压缩机头都可单独运行,能够相互作为备用,对系统的安全起到保护作用。
夏季机组处于制冷状态,其中三台机组向土壤释放热量,一台机组向大气释放热量,为室内末端提供空调冷水,满足空调供冷要求。
冬季四台机组互为备用,最大负荷时开三台机组 ,为室内末端提供空调热水,满足空调供暖要求。
3、机房主要设备总配电负荷及机房面积
本方案机房机房内所选设备的最大用电负荷按夏季四台机组全开,约1606KW(包含主机、循环水泵,不含备用泵),配电功率不小于1800kW ,电源采用380V,50HZ三相四线制.
设计机房占地总面积:12 m×26m=312平米 。
五、地源换热器计算:
该工程在方案实施前已经对拟打孔部位进行了勘探,根据勘探单位提供的《地质勘探及岩土热响应试验测试报告》,该工程共钻凿换热试验孔4个,分布在打孔区域的四个不同位置,每孔的深度为102-105米,以1#为例,地质层标高由上及下分别为粘土层-7.0米(厚7米),砂层-8.5米(厚1.5米),强风化砂岩-17.0(厚8.5米),青白色岩石属石灰岩-90(厚73米),灰红色岩石属石灰岩-105(15米)。
测试报告显示:当地土壤平均温度为14.9℃,4个测试孔的土壤综合导热系数分别为2.882W/(m.K),3.224/(m.K),2.953W/(m.K),3.295W/(m.K),在设计工况下夏季的换热量如下表:
以上数据是根据在测试条件的特定工况下计算出的参考值,期换热量是在单孔不受周边孔群影响情况下的计算值,该项目本身打孔区域比较集中,且孔数较多,系统正常运行时单孔换热量受周围其它孔群影响较大,保守取值按70W/m。
综合土壤热物性报告,设计地源换热器采用垂直埋管形式,井中敷设两路(双U型)管径为φ32的PE管道,井深120米(受打孔位置的限制),井间距为4.5*4.5米。冬季工况每口井的换热量为4.5×1.2=5.4kW,夏季工况每口井的换热量为 7×1.2=8.4kW 。
夏季空调制冷需要打孔数N=1792×3(1+1/5.88)/8.4=748
冬季空调制热需要打孔数N=5191(1-1/4.42)/5.4=744口
本方案按冬季数量增加8%,即按800口井考虑,夏季多余的热量由冷却塔释放 。
六、结论
地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起的一门热泵技术, 虽然与对比方案相比,投资费用高15%,但每年可节约运行费用25%(静态回收期仅为3.31年),且减少了对周围环境的污染及排放量,是理想的环保、节能空调系统。
参考文献:
【1】GB 50366-2006地源热泵系统工程技术规范
计算机专业英语是一门交叉的学科,把英语这一工具运用到计算机专业这一领域,解决计算机的问题。目前多数高校计算机专业英语的教学仅停留在课文阅读与翻译层次,对口语表达、文献撰写等能力普遍缺乏培养。根据课程的教学定位和专业人才培养目标,在张新红等人提出的虚拟情景教学的基础上进一步改革和提高,为每个授课环节模拟一个实际工作环境,结合软件工程的一般过程,提出一种提高学生的语言应用能力的可行解决方案。
关键词:
计算机专业英语;虚拟情境;语言应用能力;口语表达;软件工程
1概述
软件开发人员为跟上软件开发技术的发展节奏,需要阅读大量英语文献和代码;软件外包服务企业,要求软件工程师能够用专业英语书写诸如需求分析报告、设计说明书、测试报告等各类软件项目中常见的文档。外企的要求则更高,如索尼、微软等公司要求招聘的员工能够用英语进行技术交流讨论。国内各高校虽普遍开设了计算机专业英语课程,却普遍停留在课文阅读与翻译层次。这就迫切需要一种兼顾文献阅读、文献撰写、口语交流等各个不同应用领域的专业英语实践教学模式。本文模拟计算机专业新人进入职场后的各个阶段并参考软件工程一般过程设置情境,每个情境自然地引入文献阅读、文献撰写和口语交流等实际任务,不同情境各有侧重点,真正做到面向实际应用的综合性的专业英语能力培养。
2教学内容和教学情境设计
教学内容包括情境介绍、交流环节、教材讲授、新文献阅读环节。教学中的情境设计以一个大学生从刚应聘到外企工作到他成为独当一面的开发人员的成长历程为线索。情境介绍主要是营造一个学生容易融入的背景,让他们明白学习的内容可以运用到工作中的什么地方。交流环节包括与同事、客户的对话以及需求分析报告、设计说明书、测试报告等专业文档的写作;教材讲授部分即教师根据所选的教材,摘取其中典型的内容进行简略的讲解,重点引入专业英语中使用的大量专业术语,并与其他领域的释义进行比较,加深学生的印象。新文献阅读是在教师的指导下,学生阅读与情境和教学内容相关的最新专业文献。各情境的划分与主要内容见表1。
3情境教学的具体实施
3.1新人第一天情境介绍:刚刚进入公司,新人充满了紧张与期待,与同事合作的第一步,让他们了解自己。交流环节:学生自我介绍的重点是讲解自己学习过的专业课程和专业知识,掌握的专业技能。涉及到大量的计算机专业术语。学生交流中肯定会存在很多问题,正好让他们在接下来的教材讲授环节带着目的去学习,提升学习效果。教材讲授:重点讲解计算机专业学科分类和各学科的主要研究内容,把整本教材各个章节联系到一起,也给学生一个计算机专业的总体印象。
3.2新人培训情境介绍:软件公司对于软件应用有着比学校更高的要求和针对性,通常都会对新人进行针对性的培训。交流环节:学生扮演部门经理,简略讲解C++语言的相关知识点。这一过程综合考验了学生专业知识的掌握程度、计算机语言相关术语的掌握情况和英语表达能力,让学生充分发挥又认识到自己的不足。提升学生的学习欲望。教材讲授:以C++语言为例,讲解计算机语言的发展简史和各主要知识点,以及编程的一些策略和原则。既是讲授专业英语知识,也是对学生专业知识的一种扩展。
3.3项目需求分析情境介绍:软件永远都是要服务用户的,因此弄清楚用户的需求至关重要,这也是需求分析的目的。交流环节:学生分别扮演用户与开发人员,用户从自身使用的角度用非专业的语言描述自身的需求。开发人员在听取用户需求之后尽可能引导用户把功能描述放入软件工程的框架,将用户的功能需求转换成能指导软件开发的专业需求。教材讲授:讲解软件工程的第一阶段需求分析,要求学生结合学过的专业知识来听课,既学习了新的术语也巩固了专业知识,达到双赢的目标。
3.4软件设计情境介绍:将用户的需求细化之后会形成一个整体的大系统,但大系统不利于开发,需要经由软件设计将大系统拆分成一个个小系统,明确每个小系统的功能,才能进行后续的开发过程。交流环节:学生扮演项目经理,将软件项目的拆分情况、每个模块的详细功能和各开发小组的分工布置下去。这样的过程不仅训练了学生软件工程方面的专业技能,对于英语口语表达也有较高的要求。学生总结自身在过程中存在的问题,自然会要求自己在两方面都有所提高。教材讲授:讲解软件设计过程,也即是总体任务细化为每个模块的过程。对于每个模块自身的功能和输入输出如何用专业的语言去描述。
3.5数据库设计情境介绍:任何大型软件系统都离不开数据库系统,用于存储每天产生的大量数据,方便日常的快速检索和使用。交流环节:学生扮演项目组中的数据库设计人员,向组员们讲解自己设计的数据库,包括E-R模型、关系表、关系设计等等内容。将自身所熟悉的数据库知识用英语表达出来,提升自身的专业英语能力。教材讲授:讲解数据库相关知识点。让学生们学会用英语来表达熟悉的数据库知识。
3.6网络设计情境介绍:大型软件为使用方便,通常都需要应用于网络环境(互联网或公司局域网),网络方面的优化尤其是网络安全策略更是重中之重。交流环节:学生扮演项目组中的网络安全设计人员,向组员们讲解自己的设计,采用了哪些可行的安全策略和加密手段来保证所有用户都在权限范围内操作系统,避免非法用户进入系统。用英语进行网络安全策略描述难度较大,事先可以召集负责的学生与教师一起讨论,在教师的指导下完成。教材讲授:讲解互联网相关的网络层次结构、协议、安全策略等知识。
3.7软件测试情境介绍:软件各模块功能是否正常,软件总体是否达到用户的需求,如何改进,这些问题都需要软件测试来回答。交流环节:此环节分成两个部分,第一部分学生扮演测试人员与开发人员,测试人员向开发人员描述软件存在的错误和问题,开发人员则基于描述询问一些问题的细节;第二部分学生扮演开发人员和用户,开发人员向用户描述目前软件的所有功能,用户通过询问了解软件设计的不足并提出改进意见。教材讲授:讲解软件的单元测试和整体测试等知识点,向学生们强调软件测试的重要性。
3.8软件维护情境介绍:软件维护通常是软件生命周期中时间最长、成本最高的一个阶段,其中的关键则是开发人员与用户之间的有效沟通。交流环节:学生扮演用户和开发人员,用户提出使用过程中出现的问题和对软件进一步的功能需求,开发人员则通过询问进一步明确问题和需求,并整理成专业需求,用以指导后续工作。接下来可以让双方各自描述自己所理解的需求,明确有哪些理解上的偏差。让学生们直观的感受用户与开发人员的相互理解难在哪里,今后学习和工作中针对性的去解决。教材讲授:讲解软件测试相关策略和技术。扩大学生的眼界和知识储备。
4结论
本文从提高学生专业英语听说读写全方面能力这一目标出发,通过设置情境的方式展开教学,让学生学习的过程有参与感、有面向实际工作的感觉也得到全方位的锻炼。此教学方法可以让学生们学习起来有乐趣,也能让他们充分认识到自身的不足,从而调动学生们的学习积极性,学习的过程也更有目的性。通过这种学习过程,学生们能学习到真正的专业英语知识,为将来的工作尤其是到外包企业和外企工作做好准备。
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[关键词]软件测试 课程体系 教学改革
[作者简介]李静(1969- ),女,陕西兴平人,河北北方学院信息工程学院,副教授,硕士,研究方向为教学设计、操作系统与软件测试;赵志升(1965- ),女,河北张北人,河北北方学院信息工程学院,教授,硕士,研究方向为教学设计、软件工程、数据挖掘。(河北 张家口 075000)
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)02-0135-02
软件测试技术近年来发展迅速,已经成为与软件开发齐头并进的专业技术。软件测试工程师承担产品功能、性能、可靠性、易用性等全方位测试,保证产品质量,满足用户需求,保证企业信誉,是当前IT业界需求量骤升的热门人才。目前我国软件产业在产品功能和性能测试领域仍然存在着严重不足,软件测试的广度和深度已成为影响企业生存与发展的核心问题。培养大量的具备专业素养和高层次技能的测试人才,更好地推进我国测试行业和测试技术的长足发展,是高等院校必须担负的职责。
一、国内软件测试专业教育现状
自2000年软件测试技术在我国兴起至今十余年,软件测试人才随着软件行业的迅猛发展呈现出供不应求的态势。专业的软件测试机构、测试网站及测试技术培训机构等迅速发展起来。目前,国内许多高校已经逐步设有本科阶段软件测试方向的专业。2011年11月,由教育部主办的“2011年高等学校软件测试课程教学论坛”在上海同济大学召开,对国内软件测试人才的培养及测试领域的全面发展起到积极推动的作用。
1.社会培训模式与现状。当前国内业界一些知名网站主要承担起测试人才的培养职责,如51testing、达内科技、北大青鸟等,为测试行业输送了大批动手能力较强的测试人才。针对性很强的短期教育模式是社会培训的特色。培训机构通常按照助理级、初级、中级和高级测试人员安排培训内容。诸如北大青鸟等规模较大的培训机构引进欧美的混合教学模式,采用“理论知识+分模块项目实践+全真项目实训+职业素质训练”的模式,形成一个科学并且实用的培训体系。培训机构通常设立自己专用的教学平台,通过网络远程授课与集中化分期分班授课方式,在半年到一年的较短时期,培训出上岗快、操作熟练、针对性强的应用人才,而且很多学员直接通过测试工程师面试,并在后期工作中累积了较深厚的测试经验,成为测试领域的支撑力量。培训课程主要内容涵盖操作系统管理、网络应用与Web编程、数据库管理等专业课程,实训环节应用主流的测试工具,如Winrunner,Loadrunner,Rational Robot等。着重于实用性的项目实践和开发是培训机构与高校教育的最大区别。参加这些培训班已成为目前大学生岗前培训的主要途径。
2.高校专业教育现状。软件测试技术要得到广泛应用和深入发展,不能仅依靠社会办学,高校系统化的专业教学体系能够为学生奠定一个更加扎实和科学的专业基础,并对测试技术本身的学科化发展起到不可替代的作用。近三年来,软件测试技术作为专业课程逐渐在多所高校开设。目前,多数高校将“软件测试技术”作为一门独立课程设置,交叉课程主要为“软件工程”。当前一些高校开始申报软件测试专业,但是软件测试技术的学科化发展目前仍受到诸多因素的影响。主要是:(1)缺乏丰富的理论支撑。软件测试目前仍是发展中的计算机技术,专业论著少,适合于高校的教学材料非常有限,并且普遍存在知识结构不合理,教学内容不规范统一,论点少并缺乏依据,实验指导教材匮乏等问题。另外作为一门独立学科,与其他学科的交叉与相辅是理论体系的必要部分,测试技术与计算机领域诸多技术关联,相互结合教学是当前教改面临的问题。(2)目前通用性测试平台仍未完善发展与普及,在高校中缺乏结合教学实验内容的通用的实践平台,实验环境单薄。多数高校停留在泛泛讲授几个热门的测试工具的阶段,缺乏成熟、实用的测试环境来实践完整的测试项目。(3)教学模式上存在严重缺陷,专业培养过程中存在大量的不规范性和随意性。主要表现在:实践课程比例小,测试项目实例缺乏;理论课程知识结构不合理;教学理念和手段陈旧,脱离测试技术发展的实际与市场应用;不重视对学生从事软件测试职业素养的培养。尖端技术的学科化发展是高等院校的职责,建立一个科学、完整的专业教学体系是高等教育最为核心的问题。
3.当前推进测试技术应用的其他途径。除了专业公司培训和高校培养外,当前软件测试行业的发展还依赖于多种良好途径:校企合作、技术沙龙、测试专业微群、社会信息辐射等。新兴技术发展需要社会传播产生的广泛影响力来推动。以MPD(亚太软件研发团队管理)峰会、51testing等领衔的线下技术沙龙活动和巡回演讲,聚集了很多高端的测试人才,相互学习交流,积极推进软件测试行业的发展。一些较有影响的网络微群提供测试技术的交流和分享,如软件测试、敏捷测试、落地微群等,大量的测试人员和测试工程师提供测试过程管理、测试工作总结等资料,有很强的借鉴性。
软件测试行业的人才匮乏仍然是当今的重要问题。依照行业需求,软件测试人员配备应是软件开发人员的2倍,而目前我国软测人员与开发人员比例却仅在15至18之间。以高等院校专业教育为主,实现多种途径的人才培养是当前软件测试行业的当务之急。
二、高校软件测试专业课程体系建设
构建专业课程体系,需要设置好基础课与专业课、理论课与实践课、必修课与选修课的比例关系,并合理安排与协调课程相互间的分工与配合。建设科学完整的软件测试专业的课程体系是一个需要多方考证借鉴和不断探索完善的工作。
1.课程设置。软件测试是一门技术性很强的专业,对专业素养要求很高。在测试模式、测试方法上与软件开发的模式、开发平台直接相关。学生必须对操作系统、软件的逻辑结构以及物理存储过程、操作实现方法达到一定深度的了解和掌握,对于硬件的拓扑结构、物理结构要也需要尽可能多地熟知。在软件测试行业,对优秀人才的要求是拥有高敏感能力、高发散能力、高分析能力,而这些都是以扎实的理论基础为前提的。建设软件测试专业课程体系,应契合技术发展、学科发展与从业需求。经过多方考证,下表所述课程囊括的专业知识对于高层次的自动化软件测试技术的掌握必不可少。
由于计算机专业课程的关联性很强,一些专业课程可以相互结合教学。比如语言类,Shell等可以结合到UNIX/Linux操作系统课程中,HTML/XML可结合到.NET以及网络技术等课程中,PHP融入Web服务器配置等专业选修课程教学中等,避免专业内容交叉而造成的重复教学现象。在教学过程中,要将软件测试的思想广泛地渗透到所有的专业课程中。如在各类程序设计语言基础课程中引入单元测试的思想,在软件工程课程中强调软件测试的重要性,增强软件质量管理意识。当前微软、苹果、惠普等软件公司都推出完整的计算机应用与开发平台,从硬件、操作系统、集成开发环境到用户应用软件,基本上提供一条龙服务。以微软为首的测试框架开发也日趋成熟。高校需要从专业建设角度考虑,把握学科发展方向,汲取众家之长,将尖端技术和主流应用平台作为专业教学内容,在有限的学时之内统筹安排,让学生形成一个专业学习的整体思想,做到知识累积层次清晰、得到一个完整的专业知识体系。随着测试技术的快速发展,课程设置需要不断更新调整,既要考虑专业建设、学科建设,又要考虑市场需求和研发需求。合理选择、科学地纳入新知识到专业课程中,是需要不断探索和改革的无止境的工程。
2.教材选择。教材选择应当宽口径,除了主要教材之外,要为学生提供更多的辅助教材和资料,给学生自主学习的空间和时间。这方面要学习西方高等教育的模式,按照教学计划和教学内容,指导学生分期、分阶段大量阅读与课程相关联的专业资料,并汇总论点和典型实例展开讨论,开阔学生的眼界,培养学生独立思考、逻辑分析能力和探索精神。另外,教材选择应把握专业技术的最新发展,与专业领域的最新研究成果、社会培训资料等结合,及时更新教学内容。例如有经验的测试工程师撰写的技术开发、测试报告与测试总结等书籍资料,是完善和填充教材的重要知识源。
3.实验教学规划。(1)实验教学内容,应包括两部分:测试框架应用和测试项目实践。前者是指基于实验室配置的测试框架,选择针对操作系统或者客户端软件、网站等的服务性能测试案例,编写一些通用的测试脚本,在测试框架上实现完整的测试流程。后者是指选择实际的软件测试项目来组织实验教学内容。在测试项目实践中,需要提供给学生被测试的软件系统代码以及软件开发综述,包括需求分析、概要设计书、详细设计书等文档,便于学生真实地模拟实际工作中的测试流程。项目实践中,可将学生分成若干个项目组,分别设置测试经理、测试负责人、测试人员等角色,依照测试用例设计、测试任务管理、测试计划实施、测试过程监控、测试日志与测试报告管理环节,安排角色各司其职,协同完整测试项目,并对被测软件系统做出质量评审,撰写格式规范的质检报告。通过实验教学,使学生深入理解和掌握常用测试工具,如单元测试工具NUnit等应用,提升学生的项目管理经验和软件测试技能。(2)实验教材选择:实验教材选择应参考社会培训机构的项目实训资料,选择基于主流测试平台的项目实例教程,并结合测试技术的应用发展现状和高校测试环境,广泛筛选辅助资料,设置测试项目,丰富实验教材的内容。(3)实验环境配置:搭建面向高校教研的通用测试环境。当前各类测试平台及测试工具不断推出,种类繁多,但针对性较强,应用性能受到限制,缺乏可被广泛普及的通用型测试平台,导致测试过程缺乏通用性和稳定性、测试标准设定和测试价值评估无法明确等问题。建立一个通用测试环境对高校的实验教学和专业研究十分必要。通用测试环境应囊括软件测试管理平台、回归测试平台和性能测试平台功能。提供软件的文档审查、安装测试、功能性测试、易用性测试等测试项目,并能提交形式内容规范的测试报告。通用测试环境搭建需要高校结合专业研究项目实施二次开发。
三、面向从业需求的教学改革
1.注重面向市场应用的课程体系改革。为了更好地为社会培养应用型人才,高校应以企业岗位能力需求为标准,不断进行课程体系改革,构建“知识+应用+研究”的混合型课程体系结构,为学生从业后尽快适应工作岗位,担负起科技职能,并进一步从事测试技术开发与研究奠定基础。软件测试课程体系改革应基于不断发展的测试技术以及社会测试岗位的能力需求,从培养学生专业素养、测试技能、项目分析能力、探索开发能力等全面素质的高度进行必要的整合和重组,把学生应具有的知识、能力、素质结构作为课程体系改革的依据,组建模块化的课程结构。
2.注重面向从业需求的教学实践改革。面向从业需求,加强教学实践环节是高校实验教学改革的重要内容。目前很多高校与自己的合作企业签订培训合约,建立人才基地,共同开发软件和培训人才、交流人才,是教学结合实际应用的最佳模式。围绕着以企业需求为目标进行实验教学,使学生在真实的项目流程中对软件测试的完整过程与实施细节、管理机制与管理措施进行全面的了解,提高测试能力和积累测试经验,便于学生日后尽快适应实际工作,在专业技术岗位发挥人才作用。
3.注重培养学生的职业素养。高等教育为社会输送专业技术人才,不能忽视对人才职业素养的培养。在教学过程中要把专业素养、技能训练和职业素质培养有机结合起来。在学生实践与实习过程中,注重培养学生综合运用所学知识发现问题、分析问题、解决问题的能力,进而培养学生的技术应用和技术创新能力,并培养学生的团队合作精神和相互协作能力,提高将来从事测试行业的职业素养。应结合社会对软件工程师的岗位需求,设立面向毕业生的专项系列讲座,为学生提供面试技巧培训、竞争意识培训、沟通与协作技巧培训和就业指南等,是极具实效且必要的教育内容。依照国外标准,软件测试工程师应与架构师处于同一等级。从事测试行业必须具备扎实的专业基础、综合的个人能力和较高的职业素养,才能真正实现高端的自动化测试。
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