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淺談軟件測試的幾個問題
【論文關(guān)鍵詞】：定義；因素；組織
【論文摘要】：現(xiàn)今軟件開發(fā)的規(guī)模越來越大，作為軟件開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，軟件測試越來越受到人們的重視，軟件測試的重要性更加突出。文章主要探討軟件測試中的影響因素和軟件測試質(zhì)量的提升與測試管理階段采用的方法和人員的組織的幾點認識。
一、軟件測試的定義
軟件測試（Software testing）是軟件生存期（Software life cycle）中的一個重要階段，是軟件質(zhì)量保證的關(guān)鍵步驟。通俗地講，軟件測試就是在軟件投入運行前，對軟件需求分析、設(shè)計規(guī)格說明和編碼進行最終復(fù)審的活動。1983年IEEE提出的軟件工程術(shù)語中給軟件測試下的定義是："使用人工或自動的手段來運行或測定某個軟件系統(tǒng)的過程，其目的在于它是否滿足規(guī)定的需求或弄清預(yù)期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差別"。這個定義明確指出：軟件測試的目的是為了檢驗軟件系統(tǒng)是否滿足需求。
從用戶的角度來看，普遍希望通過軟件測試暴露軟件中隱藏的錯誤和缺陷，所以軟件測試應(yīng)該是"為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程"。或者說，軟件測試應(yīng)該根據(jù)軟件開發(fā)各階段的規(guī)格說明和程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而精心設(shè)計一批測試用例（即輸入數(shù)據(jù)及其預(yù)期的輸出結(jié)果），并利用這些測試用例去運行程序，以發(fā)現(xiàn)程序錯誤或缺陷。
二、影響軟件測試的因素
影響測試效率的因素除了測試方法之外，主要因素還有人為因素、軟件類型、錯誤類型、測試充分度等。下面對這些因素作一個簡要分析。
1. 人為因素
軟件測試中的許多工作是由人來完成的，因此，人為因素是影響測試效率的一個重要方面。這樣的差異并非偶然，這是因為測試人員在應(yīng)用一個測試方法時具有很大的靈活性，從而使測試人員的經(jīng)驗和學(xué)習(xí)能力可以有較大的發(fā)揮余地。所以只能采用越來越嚴格的測試方法和過程來有效地避免人為因素對測試效率的影響。
2. 軟件類型
軟件類型也是影響測試效率的一個重要因素。即使是同一個測試者，測試不同類型的軟件的效率和發(fā)現(xiàn)軟件錯誤的能力也是不盡相同的。測試什么類型的軟件的效率較高則因人而異，這往往與測試者的相關(guān)知識、經(jīng)驗與專業(yè)訓(xùn)練有關(guān)。
3. 測試充分度
測試充分度反映了一個測試是否得到了良好的執(zhí)行，它直接關(guān)系到測試的效率。1993年Frankl和Weiss發(fā)現(xiàn)，只有當充分度十分接近100%時，才能使測試發(fā)現(xiàn)錯誤的能力得到發(fā)揮。因此，在測試軟件時，必須設(shè)法使充分度十分接近100%，否則將難以保證測試質(zhì)量。
三、加強對測試工作的組織和管理
隨著軟件開發(fā)規(guī)模的增大、復(fù)雜程度的增加，以尋找軟件中的錯誤為目的的測試工作就顯得更加困難。然而，為了盡可能多地找出程序中的錯誤，生產(chǎn)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品，加強對測試工作的組織和管理就顯得尤為重要。
從軟件的生存周期看，測試往往指對程序的測試，這樣做的優(yōu)點是被測對象明確，測試的可操作性相對較強。但是，由于測試的依據(jù)是規(guī)格說明書、設(shè)計文檔和使用說明書，如果設(shè)計有錯誤，測試的質(zhì)量就難以保證。即使測試后發(fā)現(xiàn)是設(shè)計的錯誤，這時，修改的代價是相當昂貴的。因此，較理想的做法應(yīng)該是對軟件的開發(fā)過程，按軟件工程各階段形成的結(jié)果，分別進行嚴格的審查。
雖然測試是在實現(xiàn)且經(jīng)驗證后進行的，實際上，測試的準備工作在分析和設(shè)計階段就開始了。
1. 測試的過程及組織
當設(shè)計工作完成以后，就應(yīng)該著手測試的準備工作了，一般來講，由一位對整個系統(tǒng)設(shè)計熟悉的設(shè)計人員編寫測試大綱，明確測試的內(nèi)容和測試通過的準則，設(shè)計完整合理的測試用例，以便系統(tǒng)實現(xiàn)后進行全面測試。
在實現(xiàn)組將所開發(fā)的程序經(jīng)驗證后，提交測試組，由測試負責人組織測試，測試一般可按下列方式組織：
(1) 首先，測試人員要仔細閱讀有關(guān)資料，包括規(guī)格說明、設(shè)計文檔、使用說明書及在設(shè)計過程中形成的測試大綱、測試內(nèi)容及測試的通過準則，全面熟悉系統(tǒng)，編寫測試計劃，設(shè)計測試用例，作好測試前的準備工作。
(2) 為了保證測試的質(zhì)量，將測試過程分成幾個階段，即：代碼審查、單元測試、集成測試和驗收測試。
(3) 代碼會審：代碼會審是由一組人通過閱讀、討論和爭議對程序進行靜態(tài)分析的過程。會審小組由組長，2～3名程序設(shè)計和測試人員及程序員組成。會審小組在充分閱讀待審程序文本、控制流程圖及有關(guān)要求、規(guī)范等文件基礎(chǔ)上，召開代碼會審會，程序員逐句講解程序的，并展開熱烈的討論甚至爭議，以揭示錯誤的關(guān)鍵所在。實踐表明，程序員在講解過程中能發(fā)現(xiàn)許多自己原來沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤，而討論和爭議則進一步促使了問題的暴露。例如，對某個局部性小問題修改方法的討論，可能發(fā)現(xiàn)與之有牽連的甚至能涉及到模塊的功說明、模塊間接口和系統(tǒng)構(gòu)的大問題，導(dǎo)致對需求定義的重定義、重設(shè)計驗證，大大改善了軟件的質(zhì)量。
(4) 單元測試：單元測試集中在檢查軟件設(shè)計的最小單位-模塊上，通過測試發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)該模塊的實際功能與定義該模塊的功能說明不符合的情況，以及編碼的錯誤。由于模塊規(guī)模小、功能單一、邏輯簡單，測試人員有可能通過模塊說明書和源程序，清楚地了解該模塊的I/O條件和模塊的邏輯結(jié)構(gòu)，采用結(jié)構(gòu)測試（白盒法）的用例，盡可能達到徹底測試，然后輔之以功能測試（黑盒法）的用例，使之對任何合理和不合理的輸入都能鑒別和響應(yīng)。高可靠性的模塊是組成可靠系統(tǒng)的堅實基礎(chǔ)
(5) 集成測試：集成測試是將模塊按照設(shè)計要求組裝起來同時進行測試，主要目標是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的問題。如數(shù)據(jù)穿過接口時可能丟失；一個模塊與另一個模塊可能有由于疏忽的問題而造成有害影響；把子功能組合起來可能不產(chǎn)生預(yù)期的主功能；個別看起來是可以接受的誤差可能積累到不能接受的程度；全程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能有錯誤等。
2. 測試的人員組織
為了保證軟件的開發(fā)質(zhì)量，軟件測試應(yīng)貫穿于軟件定義與開發(fā)的整個過程。因此，對分析、設(shè)計和實現(xiàn)等各階段所得到的結(jié)果，包括需求規(guī)格說明、設(shè)計規(guī)格說明及源程序都應(yīng)進行軟件測試�；诖�，測試人員的組織也應(yīng)是分階段的。
(1) 軟件的設(shè)計和實現(xiàn)都是基于需求分析規(guī)格說明進行的。需求分析規(guī)格說明是否完整、正確、清晰是軟件開發(fā)成敗的關(guān)鍵。為了保證需求定義的質(zhì)量，應(yīng)對其進行嚴格的審查。
(2) 設(shè)計評審：軟件設(shè)計是將軟件需求轉(zhuǎn)換成軟件表示的過程。主要描繪出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、詳細的處理過程和數(shù)據(jù)庫模式。按照需求的規(guī)格說明對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性、處理過程的正確性進行評價，同時利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論對數(shù)據(jù)庫模式進行審查。
(3) 程序的測試：軟件測試。是整個軟件開發(fā)過程中交付用戶使用前的最后階段，是軟件質(zhì)量保證的關(guān)鍵。軟件測試在軟件生存周期中橫跨兩個階段：通常在編寫出每一個模塊之后，就對它進行必要的測試（稱為單元測試）。編碼與單元測試屬于軟件生存周期中的同一階段。該階段的測試工作，由編程組內(nèi)部人員進行交叉測試（避免編程人員測試自己的程序）。這一階段結(jié)束后，進入軟件生存周期的測試階段，對軟件系統(tǒng)進行各種綜合測試。測試工作由專門的測試組完成，測試組設(shè)組長一名，負責整個測試的計劃、組織工作。測試組的其他成員由具有一定的分析、設(shè)計和編程經(jīng)驗的專業(yè)人員組成，人數(shù)根據(jù)具體情況可多可少，一般3～5人為宜。
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