第1章軟件工程與軟件測試

1、軟件測試技術(shù),第 1 章 軟件工程與軟件測試,1.1 軟 件 工 程1.2 軟 件 質(zhì) 量1.3 軟 件 測 試 1.4 軟件測試人員的基本素質(zhì),嚴(yán)格地說，軟件工程是應(yīng)用計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理開發(fā)軟件的工程。通俗地說，軟件工程是實現(xiàn)一個大型程序的一套原則方法，即按工程化的原則和方法組織軟件開發(fā)工作。 軟件測試是軟件工程的一個重要環(huán)節(jié)，相當(dāng)于工程領(lǐng)域中的質(zhì)量檢驗部分，是確保軟件工程質(zhì)量的重要手段

2、。,1.1 軟 件 工 程,1.1.1 軟件工程的目標(biāo)及其一般開發(fā)過程 一個軟件產(chǎn)品從形成概念開始，經(jīng)過開發(fā)、使用和維護(hù)，直到最后退出使用的全過程稱為軟件生存周期。軟件生存周期根據(jù)軟件所處的狀態(tài)，以及軟件開發(fā)活動的目的和任務(wù)，可劃分為若干個階段。一般軟件生存周期包括軟件定義、軟件開發(fā)以及軟件使用與維護(hù)3個部分。,1．軟件定義 可行性分析的任務(wù)是了解用戶的要求及實現(xiàn)環(huán)境，從技術(shù)、經(jīng)濟和社會等幾個方面研究并論證

3、軟件系統(tǒng)的可行性。 需求分析的任務(wù)是確定所要開發(fā)軟件的功能需求、性能需求和運行環(huán)境約束，編制軟件需求規(guī)格說明、軟件系統(tǒng)的確認(rèn)測試準(zhǔn)則。軟件的性能需求包括軟件的適應(yīng)性、安全性、可靠性、可維護(hù)性錯誤處理等。,2．軟件開發(fā)軟件開發(fā)是按照需求規(guī)格說明的要求，由抽象到具體，逐步生成軟件的過程。軟件開發(fā)一般由設(shè)計、實現(xiàn)和測試等階段組成。,3．軟件使用和維護(hù) 軟件的使用是在軟件通過測試后，將軟件安裝在用戶確定的運行

4、環(huán)境中移交給用戶使用。軟件的維護(hù)是對軟件系統(tǒng)進(jìn)行修改或?qū)浖枨笞兓龀龇磻?yīng)的過程。,1.1.2 軟件過程模型 軟件開發(fā)過程中存在各種復(fù)雜因素，為了解決由此而帶來的種種問題，軟件開發(fā)者們經(jīng)過多年的摸索，給出了多種實現(xiàn)軟件工程的方式——軟件過程模型，如瀑布過程模型、螺旋過程模型和增量過程模型等。,1．瀑布過程模型 瀑布過程模型反映了人們早期對軟件工程的認(rèn)識水平，是人們所熟悉的一種線性思維的體現(xiàn)。

5、 瀑布過程模型強調(diào)階段的劃分及其順序性、各階段工作及其文檔的完備性，是一種嚴(yán)格線性的、按階段順序的、逐步細(xì)化的開發(fā)模式，如圖1-1所示。,,圖1-1 瀑布過程模型,2．螺旋過程模型 螺旋過程模型的基本思路是，依據(jù)前一個版本的結(jié)果構(gòu)造新的版本，這個不斷重復(fù)迭代的過程形成了一個螺旋上升的路徑，如圖1-2所示。,,圖1-2 螺旋過程模型,3．增量過程模型 有些時候可能會用一種幾乎連續(xù)的過程小幅度地推進(jìn)項目

6、，這就是增量過程模型，如圖1-3所示。,,圖1-3 增量過程模型,1.2 軟 件 質(zhì) 量,軟件質(zhì)量是軟件的生命，它直接影響軟件的使用與維護(hù)。 通常軟件質(zhì)量由以下幾方面進(jìn)行評價。,① 軟件需求是衡量軟件質(zhì)量的基礎(chǔ)，不符合需求的軟件就不具備質(zhì)量。設(shè)計的軟件應(yīng)在功能、性能等方面都符合要求，并能可靠地運行。 ② 軟件結(jié)構(gòu)良好，易讀、易于理解，并易于修改、維護(hù)。 ③ 軟件系統(tǒng)具有友好的用戶界面，便于用戶使用。

7、 ④ 軟件生存周期中各階段文檔齊全、規(guī)范，便于配置、管理。,1.2.1 質(zhì)量與質(zhì)量模型 軟件的質(zhì)量因素很多，如正確性、精確性、可靠性、容錯性、性能、效率、易用性、可理解性、簡潔性、可復(fù)用性、可擴充性、兼容性等。 軟件質(zhì)量因素也稱為軟件質(zhì)量特性，反映了質(zhì)量的本質(zhì)。討論一個軟件的質(zhì)量，問題最終要歸結(jié)到定義軟件的質(zhì)量特性。,面對眾多的質(zhì)量因素如何取折衷，這實際上就是區(qū)分質(zhì)量因素對軟件質(zhì)量影響程度輕重的問題，這個問題

8、已經(jīng)有了解決方案，即軟件質(zhì)量模型。 圖1-4所示為ISO/IEC 9126－1991標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軟件質(zhì)量度量模型。它由3層組成，其中第1層稱為質(zhì)量特性，第2層稱為質(zhì)量子特性，第3層稱為度量。,,圖1-4 ISO軟件質(zhì)量度量模型,軟件質(zhì)量評價的目的是為了直接支持開發(fā)并獲得能滿足用戶要求的軟件。最終目標(biāo)是保證產(chǎn)品能提供所要求的質(zhì)量，即滿足用戶明確的和隱含的要求。軟件產(chǎn)品的一般評價過程是，確定評價需求，然后規(guī)定、設(shè)計和執(zhí)行評價，如

9、圖1-5所示。,,圖1-5 軟件評價過程,1.2.2 軟件質(zhì)量保證 為了在軟件開發(fā)過程中保證軟件的質(zhì)量，軟件的質(zhì)量保證活動應(yīng)貫穿整個軟件生存周期的每一個階段。軟件的質(zhì)量保證的措施主要有檢查、評審和測試。 如圖1-6所示，軟件質(zhì)量保證的工作從項目一開始就應(yīng)介入。,,圖1-6 質(zhì)量保證活動,1.3 軟 件 測 試,1.3.1 軟件測試的定義及目的 簡單地說，軟件測試就是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程

10、。,在IEEE提出的軟件工程標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語中，軟件測試被定義為：“使用人工和自動手段來運行或測試某個系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求或弄清楚預(yù)期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差別?！?軟件測試是與軟件質(zhì)量密切聯(lián)系在一起的，歸根結(jié)底，軟件測試是為了保證軟件質(zhì)量。,軟件測試是一個找錯的過程。軟件測試的過程亦是程序運行的過程。程序運行需要數(shù)據(jù)，為測試設(shè)計的數(shù)據(jù)稱為測試用例。測試用例的設(shè)計原則是盡可能暴露程序中的錯誤。,軟件是由人來完成的，所有由

11、人做的工作都不會是完美無缺的。軟件開發(fā)是個很復(fù)雜的過程，期間很容易產(chǎn)生錯誤。無論是軟件從業(yè)人員、專家和學(xué)者做了多大的努力，軟件錯誤仍然存在。因而大家也得到了一種共識：軟件中殘存著錯誤，這是軟件的一種屬性，是無法改變的。所以通常說軟件測試的目的就是為了發(fā)現(xiàn)盡可能多的缺陷，并期望通過改錯來把缺陷統(tǒng)統(tǒng)消滅，以期提高軟件的質(zhì)量。一個成功的測試用例在于發(fā)現(xiàn)了至今尚未發(fā)現(xiàn)的缺陷。,軟件測試的目的是以最少的人力、物力和時間找出軟件中潛在的各種錯誤和缺

12、陷，通過修正各種錯誤和缺陷提高軟件質(zhì)量，回避軟件發(fā)布后由于潛在的軟件缺陷和錯誤造成的隱患所帶來的商業(yè)風(fēng)險。,1.3.2 軟件測試信息流為進(jìn)一步說明軟件測試的過程，這里給出軟件測試的信息流示意圖，如圖1-8所示。,,圖1-8 軟件測試信息流,1.3.3 軟件測試與軟件開發(fā)過程的關(guān)系 對于軟件測試與軟件開發(fā)過程之間的關(guān)系，套用固定的模型不是聰明之舉。比如“程序設(shè)計”與“測試”之間的關(guān)系，習(xí)慣上總以為程序設(shè)計在先，測試在后

13、，如圖1-9（a）所示。而對于一些復(fù)雜的程序，將測試分為同步測試與總測試更有效，如圖1-9（b）所示。,,圖1-9 程序設(shè)計與測試的關(guān)系,現(xiàn)在還有一種全新的軟件開發(fā)模式——以測試驅(qū)動軟件開發(fā)，總的思想是：軟件測試是貫穿于軟件開發(fā)過程的。軟件生存周期的各個階段中都少不了相應(yīng)的測試，軟件生存周期各個階段的測試分別對應(yīng)于軟件測試過程中的單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和確認(rèn)測試，如圖1-10所示。這種對應(yīng)關(guān)系有利于軟件開發(fā)過程的管理和軟件質(zhì)量的

14、控制。,,圖1-10 軟件測試與軟件開發(fā)的關(guān)系,1.3.4 軟件測試與質(zhì)量保證的區(qū)別1．質(zhì)量保證 質(zhì)量保證（QA）工作通過預(yù)防、檢查與改進(jìn)來保證軟件質(zhì)量。QA采用“全面質(zhì)量管理”和“過程改進(jìn)”的原理開展質(zhì)量保證工作。,2．軟件測試 測試雖然也與開發(fā)過程緊密相關(guān)，但關(guān)心的不是過程的活動，而是對過程的產(chǎn)物以及開發(fā)出的軟件進(jìn)行剖析。測試人員要“執(zhí)行”軟件，對過程中的產(chǎn)物——開發(fā)文檔和源代碼進(jìn)行走查，運行軟件，

15、以找出問題，報告質(zhì)量。測試人員必須假設(shè)軟件存在潛在的問題，測試中所做的操作是為了找出更多的問題，而不僅僅是為了驗證每一件事是正確的。,對測試中發(fā)現(xiàn)的問題的分析、追蹤與回歸測試也是軟件測試中的重要工作，因此軟件測試是保證軟件質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。 軟件質(zhì)量保證活動與軟件測試的關(guān)系可用圖1-11說明。,,圖1-11 軟件質(zhì)量保證活動與測試的關(guān)系,1.3.5 軟件測試的發(fā)展歷程及趨勢 軟件測試是伴隨著軟件的產(chǎn)生

16、而產(chǎn)生的，有了軟件的生成和運行就必然有軟件測試。在早期的軟件開發(fā)過程中，測試的含義比較窄，將測試等同于“調(diào)試”，目的是糾正軟件中已經(jīng)知道的故障，常常由軟件開發(fā)人員自己完成這部分工作。對測試的投入極少，測試介入得也晚，常常是等到形成代碼，產(chǎn)品已經(jīng)基本完成時才進(jìn)行測試。,直到1957年，軟件測試才開始與調(diào)試區(qū)別開來，成為一種發(fā)現(xiàn)軟件缺陷的活動。 直到20世紀(jì)80年代早期，“質(zhì)量”的號角才開始吹響。軟件測試的定義發(fā)生了改變，

17、測試不單純是一個發(fā)現(xiàn)錯誤的過程，而且包含軟件質(zhì)量評價的內(nèi)容。軟件開發(fā)人員和測試人員開始坐在一起探討軟件工程和測試問題。制定了各類標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE標(biāo)準(zhǔn)、美國ANSI標(biāo)準(zhǔn)和ISO國際標(biāo)準(zhǔn)。,20世紀(jì)90年代，測試工具終于盛行起來。到了2002年，Rich和Stefan在《系統(tǒng)的軟件測試》一書中對軟件測試做了進(jìn)一步定義：“測試是為了度量和提高被測軟件的質(zhì)量，對測試軟件進(jìn)行工程設(shè)計、實施和維護(hù)的整個生命周期過程”。這些經(jīng)典論著對軟件測試研究的

18、理論化和體系化產(chǎn)生了巨大的影響。,近20年來，隨著計算機和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，軟件測試技術(shù)的研究也取得了很大的突破，測試專家總結(jié)了很好的測試模型，如著名的V模型，在單元測試、自動化測試等方面涌現(xiàn)了大量優(yōu)秀的軟件測試工具。,雖然軟件測試技術(shù)的發(fā)展很快，但是其發(fā)展速度仍落后于軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展速度，使得軟件測試在今天面臨著很大的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。 ① 軟件在國防現(xiàn)代化、社會信息化和國民經(jīng)濟信息化領(lǐng)域中的作用越來越重

19、要，由此產(chǎn)生的測試任務(wù)越來越繁重。 ② 軟件規(guī)模越來越大，功能越來越復(fù)雜，如何進(jìn)行充分而有效的測試成為難題。,③ 面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)越來越普及，但是面向?qū)ο蟮臏y試技術(shù)卻剛剛起步。 ④ 對分布式系統(tǒng)的整體性能還不能進(jìn)行很好的測試。 ⑤ 對實時系統(tǒng)缺乏有效的測試手段。 ⑥ 隨著安全問題的日益突出，對信息系統(tǒng)的安全性如何進(jìn)行有效的測試與評估，成為世界性難題。,根據(jù)國內(nèi)外軟件測試的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看

20、到軟件測試有以下的發(fā)展趨勢。 ① 測試工作將進(jìn)一步前移。 ② 軟件架構(gòu)師、開發(fā)工程師、QA人員、測試工程師將進(jìn)行更好的融合。 ③ 測試職業(yè)將得到充分的尊重。,④ 設(shè)置獨立的軟件測試部門將成為越來越多的軟件公司的共識。軟件測試部門將和開發(fā)部、質(zhì)量保證部一樣作為一個重要的獨立部門存在。 ⑤ 測試外包服務(wù)將快速增長。和軟件開發(fā)外包一樣，軟件測試外包將成為全球化的一種趨勢?？梢岳寐殬I(yè)測

21、試專家隊伍與機構(gòu)為自己的產(chǎn)品進(jìn)行測試，而且可以節(jié)省測試費用。,1.4 軟件測試人員的基本素質(zhì),軟件測試人員應(yīng)具備下列基本素質(zhì)。1．具有良好的計算機編程基礎(chǔ)2．具有創(chuàng)新精神和超前意識3．不懈努力，追求完美4．具有整體觀念，對細(xì)節(jié)敏感5．團(tuán)隊合作精神,第 2 章 軟件測試的基本知識,2.1 軟件測試貫穿于整個的軟件開發(fā)生命周期2.2 測 試 模 型2.3 軟件測試的分類2.4 軟件測試的原則2.5 軟 件 測

22、 試 策 略2.6 軟 件 測 試 流 程2.7 測試的成功經(jīng)驗,2.1 軟件測試貫穿于整個的軟件開發(fā)生命周期,2.1.1 軟件測試中使用的各種術(shù)語 ① 軟件錯誤 ② 軟件缺陷 ③ 軟件故障 ④ 軟件失效,2.1.2 軟件測試貫穿于整個的軟件開發(fā)生命周期 20世紀(jì)70年代中期以來，形成了軟件開發(fā)生命周期的

23、概念。 測試工作應(yīng)該著眼于整個軟件開發(fā)生命周期，特別是著眼于編碼以前各開發(fā)階段的工作來保證軟件的質(zhì)量。也就是說，測試應(yīng)該從軟件開發(fā)生命周期的第一個階段開始，并貫穿于整個的軟件開發(fā)生命周期。,談到測試，首先是為什么要進(jìn)行測試的問題。所有的測試都是為了發(fā)現(xiàn)和消除軟件的缺陷。 明確為什么要進(jìn)行軟件測試的問題之后，就需要明確測試什么的問題。,軟件的開發(fā)有其自己的生命周期，在整個軟件生命周期中，軟件都有各自的相對于

24、各生命周期的階段性的輸出結(jié)果，其中也包括需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計及程序編碼等各階段所產(chǎn)生的文檔，包括需求規(guī)格說明、概要設(shè)計規(guī)格說明、詳細(xì)設(shè)計規(guī)格說明以及源程序，而所有這些輸出結(jié)果都應(yīng)成為被測試的對象。,隨著人們對軟件工程化的重視以及軟件規(guī)模的日益擴大，軟件分析、設(shè)計的作用越來越突出，而且有資料表明，60%以上的軟件錯誤并不是程序錯誤，而是分析和設(shè)計錯誤。因此，做好軟件需求和設(shè)計階段的測試工作就顯得非常重要。這就是傳統(tǒng)的測試概念的擴大

25、化，從而提出了軟件全生命周期測試的概念。,測試過程包括了軟件開發(fā)生命周期的每個階段。在需求階段，重點要確認(rèn)需求定義是否符合用戶的需要；在設(shè)計和編程階段，重點要確定設(shè)計和編程是否符合需求定義；在測試和安裝階段，重點是審查系統(tǒng)執(zhí)行是否符合系統(tǒng)規(guī)格說明；在維護(hù)階段，要重新測試系統(tǒng)，以確定更改的部分和沒有更改的部分是否都正常工作。,2.1.3 軟件測試的手段1．驗證和確認(rèn) 通常在測試中，使用驗證來檢查中間可交付的結(jié)果，使用確認(rèn)來

26、評估可執(zhí)行代碼的性能。一般來說，驗證回答這樣的問題：“是否建立了正確的系統(tǒng)？”，而確認(rèn)回答的問題是：“建立的系統(tǒng)是否正確？”。,所謂驗證，是指如何決定軟件開發(fā)的每個階段、每個步驟的產(chǎn)品是否正確無誤，并與其前面的開發(fā)階段和開發(fā)步驟的產(chǎn)品相一致。驗證工作意味著在軟件開發(fā)過程中開展一系列活動，旨在確保軟件能夠正確無誤地實現(xiàn)軟件的需求。 所謂確認(rèn)，是指如何決定最后的軟件產(chǎn)品是否正確無誤。,2．功能和結(jié)構(gòu)測試 當(dāng)

27、測試人員測試項目小組的解決方案時，將利用驗證和確認(rèn)技術(shù)完成功能和結(jié)構(gòu)測試。功能測試通常也被稱為黑盒測試，因為測試案例中都不涉及系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯。,相反，結(jié)構(gòu)測試通常被稱為白盒測試，因為系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯常被用于假想的測試案例。結(jié)構(gòu)測試主要使用驗證技術(shù)。 如上所述，測試人員用驗證技術(shù)，通過評審系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和邏輯來確認(rèn)系統(tǒng)的合理性。而確認(rèn)要嚴(yán)格應(yīng)用于物理測試，來確定是否產(chǎn)生了預(yù)期的結(jié)果。執(zhí)行結(jié)構(gòu)測試將主要使用驗證技術(shù)，而執(zhí)行功能測

28、試則主要使用確認(rèn)技術(shù)。,2.2 測 試 模 型,就像軟件開發(fā)有過程模型一樣，測試也有測試模型。 描述以上測試過程的就是測試模型。 最具有代表意義的測試模型稱為V模型。V模型如圖2-1所示。,,圖2-1 V模型示意圖,在開發(fā)過程中，從需求階段到編碼階段，主要是采用驗證手段進(jìn)行測試，如需求評審、設(shè)計評審、代碼走查以及代碼審查等，從而完成對開發(fā)的中間結(jié)果的正確性的評估。編碼完成并經(jīng)過代碼審查等測試之后，此時的測試主

29、要在軟件的可執(zhí)行模式下進(jìn)行，即利用確認(rèn)手段進(jìn)行測試，確認(rèn)測試包括單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試以及用戶驗收測試等，其相應(yīng)的關(guān)系如圖2-2所示。,,圖2-2 V模型中的測試,2.3 軟件測試的分類,按照不同的分類方法，軟件測試可分為以下幾種類型。1．按照開發(fā)階段劃分按照開發(fā)階段劃分，軟件測試可分為單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和驗收測試。,2．按照測試實施組織劃分 按照測試實施組織劃分，軟件測試可分為開發(fā)方測試、用戶測試（

30、β測試）和第三方測試。,3．按照測試技術(shù)劃分 按照測試技術(shù)劃分，軟件測試可分為白盒測試和黑盒測試，也可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。,2.4 軟件測試的原則,軟件測試的原則尚沒有標(biāo)準(zhǔn)的說法，大多是經(jīng)驗之談，一般有下面幾條可作為測試的基本原則。（1）所有的測試都應(yīng)追溯到用戶需求。（2）應(yīng)當(dāng)把“盡早地和不斷地進(jìn)行軟件測試”作為軟件測試者的座右銘。,,（3）設(shè)計時應(yīng)完成測試計劃，詳細(xì)的測試用例定義可在設(shè)計模型確定后開始，測試可

31、在代碼產(chǎn)生之前進(jìn)行計劃和設(shè)計。（4）pareto原則：測試發(fā)現(xiàn)的錯誤中80%很可能起源于20%的模塊中。應(yīng)孤立這些疑點模塊，進(jìn)行重點測試。（5）完全測試是不可能的，測試需要終止。,（6）應(yīng)由獨立的第三方來構(gòu)造測試。（7）充分注意測試中的群集現(xiàn)象。（8）要盡量避免測試的隨意性。（9）兼顧合理的輸入和不合理的輸入數(shù)據(jù)。（10）程序修改后要回歸測試（11）應(yīng)長期保留測試用例，直至系統(tǒng)廢棄。,2.5 軟 件 測 試 策 略,軟件

32、測試策略描述軟件測試活動的總體方法和目標(biāo)。 為了檢驗開發(fā)的軟件能否符合規(guī)格說明書的要求，測試活動可以采用各種不同的策略。這些策略的區(qū)別在于它們表明了不同的出發(fā)點、不同的思路以及采用不同的手段和方法。具體地說，包括要使用的測試技術(shù)和工具；測試完成標(biāo)準(zhǔn)；影響資源分配的特殊考慮等。,通常，制定軟件測試策略要考慮如下的內(nèi)容。（1）要使用的測試方法。（2）確定質(zhì)量風(fēng)險。（3）測試完成和測試成功所采用的評價標(biāo)準(zhǔn)。（4）有關(guān)資源要求

33、或涉及進(jìn)度的特殊考慮。（5）測試類型、評估標(biāo)準(zhǔn)以及測試方法。（6）確定資源。,在軟件測試策略所包含的內(nèi)容中最主要的部分有兩個，一是要進(jìn)行的測試過程，另外一個就是要執(zhí)行的測試類型。1．測試過程 共分為以下4個過程。 ① 單元測試 ② 集成測試 ③ 系統(tǒng)測試 ④ 驗收測試,2．測試類型 對于測試類型的說法多種多樣，最多的能有30多種測試類型。而實際

34、工作中很多測試是互相包含的。按照企業(yè)中實際工作需要，測試主要包含下面的類型。① 功能測試② 健壯性測試③ 接口測試,④ 強度測試⑤ 壓力測試⑥ 性能測試⑦ 用戶界面測試⑧ 安全測試⑨ 可靠性測試⑩ 安裝/反安裝測試,11.文檔測試12.恢復(fù)測試13.兼容性測試14.α測試15.β測試,2.6 軟 件 測 試 流 程,軟件測試工作必須要通過制定測試計劃、設(shè)計測試、實施測試、執(zhí)行測試、評估測試幾個階段來完成。其流

35、程如圖2-4所示。,,圖2-4 軟件測試流程,2.6.1 制定測試計劃 測試計劃是對每個產(chǎn)品，或是對各個開發(fā)階段的產(chǎn)品開展測試的策略。,計劃的目的是用來識別任務(wù)、分析風(fēng)險、規(guī)劃資源和確定進(jìn)度。計劃并不是一張時間進(jìn)度表，而是一個動態(tài)的過程，最終以系列文檔的形式確定下來。擬定軟件測試計劃需要測試項目管理人員的積極參與，這是因為主項目計劃已經(jīng)確定了整體項目的一個時間框架，軟件測試作為階段工作必須服從計劃和資源上的約定。,一

36、般來說，一個完整的測試計劃應(yīng)該包含以下幾個方面。（1）對測試范圍（即測試活動需要覆蓋的范圍）的界定（2）風(fēng)險的確定（3）資源的規(guī)劃（4）時間表的制定,2.6.2 設(shè)計測試 設(shè)計測試階段要設(shè)計測試用例和測試過程，要保證測試用例完全覆蓋測試需求。設(shè)計測試階段最重要的是如何將測試需求分解，如何設(shè)計測試用例。,1．如何對測試需求進(jìn)行分解 對測試需求進(jìn)行分解需要反復(fù)檢查并理解各種信息，和用戶交流，理解他們的要求?？?/p>

37、以按照以下步驟執(zhí)行。（1）確定軟件提供的主要任務(wù)。（2）對每個任務(wù)，確定完成該任務(wù)所要進(jìn)行的工作。（3）確定從數(shù)據(jù)庫信息引出的計算結(jié)果。,（4）對于對時間有要求的交易，確定所要的時間和條件。 （5）確定會產(chǎn)生重大意外的壓力測試，包括內(nèi)存、硬盤空間、高的交易率。 （6）確定應(yīng)用需要處理的數(shù)據(jù)量。 （7）確定需要的軟件和硬件配置。,（8）確定其他與應(yīng)用軟件沒有直接關(guān)系的商業(yè)交易。 （9）確定安

38、裝過程。 （10）確定沒有隱含在功能測試中的用戶界面要求。,2．如何設(shè)計測試用例 測試用例一般指對一項特定的軟件產(chǎn)品進(jìn)行測試任務(wù)的描述，體現(xiàn)測試方案、方法、技術(shù)和策略。值得提出的是，測試數(shù)據(jù)都是從數(shù)量極大的可用測試數(shù)據(jù)中精心挑選出具有代表性或特殊性的。測試用例是軟件測試系統(tǒng)化、工程化的產(chǎn)物，而測試用例的設(shè)計一直是軟件測試工作的重點和難點。,設(shè)計測試用例即設(shè)計針對特定功能或組合功能的測試方案，并編寫成文檔。測試用例應(yīng)

39、該體現(xiàn)軟件工程的思想和原則。,傳統(tǒng)的測試用例文檔編寫有兩種方式。 一種是填寫操作步驟列表：將在軟件上進(jìn)行的操作步驟一步一步詳細(xì)記錄下來，包括所有被操作的項目和相應(yīng)的值。 另一種是填寫測試矩陣：將被操作項作為矩陣中的一個字段，而矩陣中的一條條記錄，則是這些字段的值。,評價測試用例的好壞有以下兩個標(biāo)準(zhǔn)。① 是否可以發(fā)現(xiàn)尚未發(fā)現(xiàn)的軟件缺陷？② 是否可以覆蓋全部的測試需求？,2.6.3 實施測試 實施

40、測試是指準(zhǔn)備測試環(huán)境、獲得測試數(shù)據(jù)、開發(fā)測試規(guī)程，以及為該過程挑選和準(zhǔn)備輔助測試工具的過程。1．準(zhǔn)備測試環(huán)境（1）測試技術(shù)準(zhǔn)備（2）配置軟件、硬件環(huán)境（3）人員,2．獲得測試數(shù)據(jù) 需要測試的常見情形如下。（1）正常事務(wù)的測試 （2）使用無效數(shù)據(jù)的測試,創(chuàng)建測試數(shù)據(jù)時主要考慮如下步驟。 ① 識別測試資源 ② 識別測試情形 ③ 排序測試情形 ④ 確定正確的處

41、理結(jié)果 ⑤ 創(chuàng)建測試事務(wù),確定實際的測試數(shù)據(jù)時，必須說明處理測試數(shù)據(jù)的以下4個屬性。 （1）深度 （2）寬度 （3）范圍 （4）結(jié)構(gòu),3．測試腳本概要 所謂腳本，是完整的一系列相關(guān)終端的活動。一般測試腳本有5個級別，分別是：單元腳本，用于測試特定單元/模塊的腳本；并發(fā)腳本，用于當(dāng)兩個或多個用戶同時訪問同一文件時測試的腳本；集成腳本，用于確定各模塊

42、是否可以前當(dāng)連接；回歸腳本，用于確定系統(tǒng)未改變的部分在系統(tǒng)改變時是否改變；強度/性能腳本，用于驗證系統(tǒng)在被施加大量事務(wù)時的性能。,（1）測試腳本的結(jié)構(gòu) 為了提高測試腳本的可維護(hù)性和可復(fù)用性，必須在執(zhí)行測試腳本之前對它們進(jìn)行構(gòu)建。（2）記錄技術(shù) 為使測試腳本獲得更高的可維護(hù)性，應(yīng)該以最不易受測試對象變化影響的方式來記錄測試腳本。,（3）數(shù)據(jù)驅(qū)動的測試 許多測試過程包括在給定的數(shù)據(jù)輸入屏幕

43、內(nèi)輸入幾組字段數(shù)據(jù)，檢查字段確認(rèn)功能、錯誤處理等。 （4）測試腳本同步和時間安排 當(dāng)進(jìn)行重點測試時，通常需要同步測試腳本以便它們在預(yù)先確定的時間啟動。,（5）測試和調(diào)試測試腳本 在記錄測試腳本的同一測試軟件上執(zhí)行這些最近記錄的測試腳本時，不應(yīng)該發(fā)生任何錯誤。,4．輔助測試工具 為了實施高效的測試工作，還需要有高效、好用的輔助工具，做軟件測試通常需要以下一些基本工具。,① 優(yōu)秀的辦公處理軟件

44、② 秒表③ 錯誤跟蹤系統(tǒng)④ 自動測試工具⑤ 軟件分析工具⑥ 好的操作系統(tǒng)⑦ 多樣化平臺,2.6.4 執(zhí)行測試 執(zhí)行測試是執(zhí)行所有的或選定的一些測試用例，并觀察其測試結(jié)果的過程。盡管為執(zhí)行測試所做的準(zhǔn)備和計劃工作會貫穿于軟件開發(fā)生命周期之中，但是執(zhí)行測試往往都會在軟件開發(fā)生命周期的末期，或者接近末期進(jìn)行，即在編碼完成之后進(jìn)行。由于測試過程一般分成代碼審查、單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和驗收測試幾個階段，盡管這些階段

45、在實現(xiàn)細(xì)節(jié)方面都不相同，但其工作流程方面卻是一致的。,執(zhí)行測試的過程由以下4個部分組成。 ① 輸入。要完成工作所必須的入口標(biāo)準(zhǔn)或可交付的結(jié)果。 ② 執(zhí)行過程。從輸入到輸出的過程或工作任務(wù)。 ③ 檢查過程。確定輸出是否滿足標(biāo)準(zhǔn)的處理過程。 ④ 輸出。推出標(biāo)準(zhǔn)或工作流程產(chǎn)生的可交付的結(jié)果。 執(zhí)行測試過程如圖2-5所示。,,圖2-5 執(zhí)行測試過程,2.6.5 評估測試

46、 軟件測試的主要評測方法包括測試覆蓋和質(zhì)量評測。測試覆蓋是對測試完全程度的評測，它是由測試需求和測試用例的覆蓋或已執(zhí)行代碼的覆蓋表示的。質(zhì)量評測是對測試對象（系統(tǒng)或測試的應(yīng)用程序）的可靠性、穩(wěn)定性以及性能的評測，它建立在對測試結(jié)果的評估和對測試過程中確定的變更請求（缺陷）分析的基礎(chǔ)上。,1．覆蓋評測 覆蓋指標(biāo)提供了“測試的完全程度如何”這一問題的答案。最常用的覆蓋評測是基于需求的測試覆蓋和基于代碼的測試覆蓋。簡而言之，測試覆

47、蓋是就需求（基于需求的）或代碼的設(shè)計/實施標(biāo)準(zhǔn)（基于代碼的）而言的完全程度的任意評測，如用例的核實（基于需求的）或所有代碼行的執(zhí)行（基于代碼的）。,2．質(zhì)量評測 測試覆蓋的評估提供對測試完全程度的評測，在測試過程中已發(fā)現(xiàn)缺陷的評估提供了最佳的軟件質(zhì)量指標(biāo)。 3．性能評測 評估測試對象的性能行為時，可以使用多種評測，這些評測側(cè)重于獲取與行為相關(guān)的數(shù)據(jù)，如響應(yīng)時間、計時配置文件、執(zhí)行流、操作可靠性和限制。,

48、2.7 測試的成功經(jīng)驗,為了減少系統(tǒng)的開發(fā)費用，越早測試越好，這是多年來軟件行業(yè)的一個成功經(jīng)驗，即在整個軟件開發(fā)生命周期中通過各種軟件工程技術(shù)盡量早地完成各種軟件測試任務(wù)。 首先，軟件的整個測試生命周期是與軟件的開發(fā)生命周期基本平齊的過程,在軟件開發(fā)生命周期中，軟件是通過迭代來不斷加以完善的。在這種環(huán)境中，對于每個作為測試目標(biāo)的工作版本，測試的生命周期還都必須具有一種迭代方法。對于針對每個工作版本執(zhí)行的測試，都做出了增

49、補和改進(jìn)，并累積為一個測試體，用于后續(xù)階段的回歸測試。,通過迭代是軟件開發(fā)把原來的整個軟件開發(fā)生命周期分成多個迭代周期，在每個迭代周期都進(jìn)行測試，這樣在很大程度上提前了軟件系統(tǒng)測試發(fā)生的時間，這可以在很大程度上降低項目風(fēng)險和項目開發(fā)成本。,第 3 章 軟件測試的方法和技術(shù),3.1 軟件測試方法概述3.2 白 盒 測 試3.3 黑 盒 測 試3.4 測 試 用 例 設(shè) 計,3.1 軟件測試方法概述,軟件測試的種類大致可分

50、為人工測試和基于計算機的測試。而基于計算機的測試又可分為黑盒測試和白盒測試。1．黑盒測試 黑盒測試是根據(jù)軟件產(chǎn)品的功能設(shè)計規(guī)格，在計算機上進(jìn)行測試，以證實每個已經(jīng)實現(xiàn)的功能是否符合要求。黑盒測試意味著測試要在軟件的接口處進(jìn)行。,2．白盒測試 白盒測試是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，在計算機上進(jìn)行測試，以證實每種內(nèi)部操作是否符合設(shè)計規(guī)格要求，所有內(nèi)部成分是否已經(jīng)過檢查。白盒測試把測試對象看做一個打開的盒子，

51、允許測試人員利用程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)及有關(guān)信息，設(shè)計或選擇測試用例，對程序所有邏輯路徑進(jìn)行測試。通過在不同點檢查程序的狀態(tài)，確定實際的狀態(tài)是否與預(yù)期的狀態(tài)一致。,3.2 白 盒 測 試,白盒測試也稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動測試，前提是知道產(chǎn)品內(nèi)部工作過程，可通過測試來檢測產(chǎn)品內(nèi)部動作是否按照規(guī)格說明書的規(guī)定正常進(jìn)行，按照程序內(nèi)部的結(jié)構(gòu)測試程序，檢驗程序中的每條通路是否都能夠按預(yù)定要求正確工作，而不管產(chǎn)品的功能，主要用于軟件驗證。,白盒測試方

52、法又可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。靜態(tài)測試是一種不通過執(zhí)行程序而進(jìn)行測試的技術(shù)，其關(guān)鍵功能是檢查軟件的表示和描述是否一致，沒有沖突或者沒有歧義。它瞄準(zhǔn)的是糾正軟件系統(tǒng)在描述、表示和規(guī)格上的錯誤，是任何進(jìn)一步測試的前提。而動態(tài)測試需要軟件的執(zhí)行，當(dāng)軟件系統(tǒng)在模擬的或真實的環(huán)境中執(zhí)行之前、之中和之后，對軟件系統(tǒng)行為的分析是動態(tài)測試的主要特點。它顯示了一個系統(tǒng)在檢查狀態(tài)下是正確還是不正確。,白盒測試的動態(tài)測試要根據(jù)程序的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計測試用例，其原

53、則是：（1）保證一個模塊中的所有獨立路徑至少被使用一次；（2）對所有邏輯值均需測試true和false；（3）在上下邊界及可操作范圍內(nèi)運行所有循環(huán)；（4）檢查內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確保其有效性。,下面將介紹幾種實用的白盒測試用例設(shè)計方法，包括程序插樁、邏輯覆蓋、基本路徑測試等。3.2.1 程序插樁 在軟件動態(tài)測試中，程序插樁是一種基本的測試手段，有著廣泛的應(yīng)用。1．方法簡介 程序插樁方法是借助往被測程序中插入

54、操作，來實現(xiàn)測試目的的方法。,如果我們想要了解一個程序在某次運行中所有可執(zhí)行語句被覆蓋的情況，或是每個語句的實際執(zhí)行次數(shù)，最好的辦法是利用插樁技術(shù)。這里僅以計算整數(shù)X和整數(shù)Y的最大公約數(shù)程序為例，說明插樁方法的要點。圖3-3給出了這一程序的流程圖。,,圖3-3 插樁后求最大公約數(shù)程序的流程圖,設(shè)計插樁程序時需要考慮的問題包括：① 探測哪些信息；② 在程序的什么部位設(shè)置探測點；③ 需要設(shè)置多少個探測點。,2．?dāng)嘌哉Z句 在

55、程序中特定部位插入某些用以判斷變量特性的語句，使得程序執(zhí)行中這些語句得以證實，從而使程序的運行特性得到證實。我們把插入的這些語句稱為斷言。這一做法是程序正確性證明的基本步驟，盡管算不上嚴(yán)格的證明，但方法本身仍然是很實用的。下面以求兩個非負(fù)數(shù)NUM和DEN之商的Wensley迭代算法為例，對斷言語句的作用做一簡要說明。,,圖3-5 計算非負(fù)數(shù)之商的迭代程序,,圖3-6 插入斷言后的迭代程序,3.2.2 邏輯覆蓋 邏

56、輯覆蓋是以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的設(shè)計測試用例的技術(shù)，是通過對程序邏輯結(jié)構(gòu)的遍歷實現(xiàn)程序的覆蓋，它是一系列測試過程的總稱，這組測試過程逐漸進(jìn)行越來越完整的通路測試。這一方法要求測試人員對程序的邏輯結(jié)構(gòu)有清楚的了解，甚至要能掌握源程序的所有細(xì)節(jié)。它屬于動態(tài)測試。,從覆蓋源程序語句的詳細(xì)程度分析，邏輯覆蓋標(biāo)準(zhǔn)有語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、條件判定組合覆蓋、多條件覆蓋和修正條件判定覆蓋。 為便于理解，使用如下所示的程序，圖

57、3-7所示的是其流程圖。,圖3-7 參考例子流程圖,int function1（bool a，bool b，bool c）{ int x; x=0;if(a&&(b||c)) x=1; return x;},1．語句覆蓋 為了暴露程序中的錯誤，程序中的每條語句至少應(yīng)該執(zhí)行一次。所以，語句覆蓋的含義是：選擇足夠多的測試數(shù)據(jù)，使被測程序中每條語句至少執(zhí)行一次。,2．判定覆蓋

58、 比語句覆蓋稍強的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)是判定覆蓋。按判定覆蓋準(zhǔn)則進(jìn)行測試是指，設(shè)計若干測試用例，運行被測程序，使得程序中每個判斷的取真分支和取假分支至少經(jīng)歷一次，即判斷的真假值均曾被滿足。判定覆蓋又稱為分支覆蓋。,3．條件覆蓋 在設(shè)計程序中，一個判定語句是由多個條件組合而成的復(fù)合判定。 條件覆蓋的含義是：構(gòu)造一組測試用例，使得每一判定語句中每個邏輯條件的可能值至少滿足一次。,4．條件判定組合覆蓋 條件判定組合覆蓋的含

59、義是：設(shè)計足夠的測試用例，使得判定中每個條件的所有可能（真/假）至少出現(xiàn)一次，并且每個判定本身的判定結(jié)果（真/假）也至少出現(xiàn)一次。,5．多條件覆蓋 多條件覆蓋也稱為條件組合覆蓋，它的含義是：設(shè)計足夠的測試用例，使得每個判定中條件的各種可能組合都至少出現(xiàn)一次。顯然滿足多條件覆蓋的測試用例是一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和條件判定組合覆蓋的。,6．修正條件判定覆蓋 它要求滿足兩個條件：首先，每一個程序模塊的入口和出口點都要

60、考慮至少被調(diào)用一次，每個程序的判定到所有可能的結(jié)果值要至少轉(zhuǎn)換一次；其次，程序的判定被分解為通過邏輯操作符（and、or）連接的bool條件，每個條件對于判定的結(jié)果值是獨立的。,7．測試覆蓋準(zhǔn)則（1）Foster的ESTCA覆蓋準(zhǔn)則 前面所介紹的邏輯覆蓋其出發(fā)點似乎是合理的。所謂“覆蓋”，就是想要做到全面而無遺漏。但是，事實表明，它并不能真的做到無遺漏。 K.A.Foster從測試工作實踐的教訓(xùn)出發(fā)

61、，吸收了計算機硬件的測試原理，提出了一種經(jīng)驗型的測試覆蓋準(zhǔn)則。,（2）Woodward等人的層次LCSAJ覆蓋準(zhǔn)則 Woodward等人曾經(jīng)指出結(jié)構(gòu)覆蓋的一些準(zhǔn)則，如分支覆蓋或路徑覆蓋，都不足以保證測試數(shù)據(jù)的有效性。為此，他們提出了一種層次LCSAJ覆蓋準(zhǔn)則。,3.2.3 基本路徑測試 上節(jié)的例子是個比較簡單的程序段，只有兩條路徑。但在實際問題中，即使一個不太復(fù)雜的程序，其路徑的組合都是一個龐大的數(shù)字。

62、 如果把覆蓋的路徑數(shù)壓縮到一定限度內(nèi)，例如，程序中的循環(huán)體只執(zhí)行零次和一次，就成為基本路徑測試。 設(shè)計出的測試用例要保證在測試中程序的每一條可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。,1．程序的控制流圖 控制流圖是描述程序控制流的一種圖示方式。其中基本的控制結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圖形符號如圖3-8所示。在圖3-8所示的圖形符號中，圓圈稱為控制流圖的一個結(jié)點，它表示一個或多個無分支的語句或源程序語句。,,圖3-8 控制流圖的

63、圖形符號,圖3-9（a）所示的是一個程序的流程圖，它可以映射成圖（b）所示的控制流圖。,,圖3-9 程序流程圖和對應(yīng)的控制流圖,2．計算程序環(huán)路復(fù)雜性 進(jìn)行程序的基本路徑測試時，程序的環(huán)路復(fù)雜性給出了程序基本路徑集合中的獨立路徑條數(shù)，這是確保程序中每個可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次所必須的測試用例數(shù)目的上界。 所謂獨立路徑，是指包括若干未曾處理的語句或條件的一條路徑。,基本路徑集不是惟一的，對于給定的控制流圖，可

64、以得到不同的基本路徑集。 通常環(huán)路復(fù)雜性可用以下3種方法求得。 ① 將環(huán)路復(fù)雜性定義為控制流圖中的區(qū)域數(shù)。 ② 設(shè)E為控制流圖的邊數(shù)，N為圖的結(jié)點數(shù)，則定義環(huán)路的復(fù)雜性為V(G)=E?N+2。 ③ 若設(shè)P為控制流圖中的判定結(jié)點數(shù)，則有V(G)=P+1。,3．基本路徑測試法步驟 基本路徑測試法適用于模塊的詳細(xì)設(shè)計及源程序，其主要步驟如下。 ① 以詳細(xì)設(shè)計或源代碼作為基

65、礎(chǔ)，導(dǎo)出程序的控制流圖。 ② 計算得到的控制流圖G的環(huán)路復(fù)雜性V（G）。 ③ 確定線性無關(guān)的路徑的基本集。 ④ 生成測試用例，確保基本路徑集中每條路徑的執(zhí)行。,3.2.4 程序的靜態(tài)測試1．源程序靜態(tài)分析 在靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析中，測試者通過使用測試工具分析程序源代碼的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)接口、內(nèi)部控制邏輯等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，生成函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖、模塊控制流圖、內(nèi)部文件調(diào)用關(guān)系圖、子程序表、宏

66、和函數(shù)參數(shù)表等各類圖形圖表，可以清晰地標(biāo)識整個軟件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，使其便于閱讀與理解，然后可以通過分析這些圖表，檢查軟件有沒有存在缺陷或錯誤。,通常采用以下一些方法進(jìn)行源程序的靜態(tài)分析。（1）生成各種引用表 ① 標(biāo)號交叉引用表 ② 變量交叉引用表 ③ 子程序（宏、函數(shù)）引用表 ④ 等價表 ⑤ 常數(shù)表,（2）錯誤靜態(tài)分析 錯誤靜態(tài)分析主要用于確定在源程序中是否有某類

67、錯誤或“危險”結(jié)構(gòu)。 ① 類型和單位分析 ② 引用分析 ③ 表達(dá)式分析 ④ 接口分析,2．人工測試 靜態(tài)分析中進(jìn)行人工測試的主要方法有桌前檢查、代碼審查和走查。經(jīng)驗表明，使用這種方法能夠有效地發(fā)現(xiàn)30%～70%的邏輯設(shè)計和編碼錯誤。,（1）桌前檢查 由程序員自己檢查自己編寫的程序。程序員在程序通過編譯之后，進(jìn)行單元測試設(shè)計之前，對源程序代碼進(jìn)行分

68、析、檢驗，并補充相關(guān)的文檔，目的是發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤。,（2）代碼審查 代碼審查是由若干程序員和測試員組成一個審查小組，通過閱讀、討論和爭議，對程序進(jìn)行靜態(tài)分析的過程。 代碼審查分兩步。第一步，小組負(fù)責(zé)人提前把設(shè)計規(guī)格說明書、控制流程圖、程序文本及有關(guān)要求、規(guī)范等分發(fā)給小組成員，作為審查的依據(jù)。小組成員在充分閱讀這些材料后，進(jìn)入審查的第二步，召開程序?qū)彶闀?（3）走查 走查與代碼審查基本相同，其過