本发明公开了一种构建终端设备数字化镜像框架的方法及系统，该方法包括：获取待测终端设备当前的状态数据，并按照设备状态数据突变策略修改状态控制数据，将修改后的状态控制数据发送至待测终端设备；采集设备输入流数据，并按照设备输入流数据变异策略修改输入流数据，将修改后的输入流数据发送至待测终端设备；聚合修改后的状态控制数据、修改后的输入流数据及待测终端设备所产生的输出流数据，形成I/O数据流日志。本发明通过建立嵌套模糊测试框架，在设备状态突变与设备输入流突变的作用下，同步感知设备的输出流，形成海量的I/O数据流日志，保证了数字化镜像的完备性，缩短了构建数字化镜像的时间，增强了终端设备数字化镜像构建方法的普适性。