關(guān)于對(duì)軟件開發(fā)性能測(cè)試與改進(jìn)的探討

湯勇峰

摘 要 近年來，我國(guó)電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，且為推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)做出了較大貢獻(xiàn)。作為計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，軟件開發(fā)不僅關(guān)系著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部分的運(yùn)行情況，而且對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也具有重要影響。本文通過對(duì)軟件開發(fā)性能測(cè)試的概念和原則進(jìn)行簡(jiǎn)單描述，并結(jié)合軟件開發(fā)性能測(cè)試的優(yōu)勢(shì)，對(duì)其性能測(cè)試與相關(guān)的改進(jìn)措施展開深入研究。

【關(guān)鍵詞】軟件開發(fā) 性能測(cè)試 LRU算法

軟件開發(fā)是根據(jù)用戶的需求構(gòu)建出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或者系統(tǒng)內(nèi)部軟件的工作過程。一方面，軟件開發(fā)對(duì)于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。另一方面，軟件開發(fā)也關(guān)系著我國(guó)科技的整體發(fā)展。因此，本文以軟件開發(fā)階段的性能測(cè)試作為研究對(duì)象，通過對(duì)性能測(cè)試的概念進(jìn)行闡述，在結(jié)合其工作原則和優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，為軟件開發(fā)性能測(cè)試與改進(jìn)提出了合理的意見和建議。

1 軟件開發(fā)的性能測(cè)試簡(jiǎn)述

1.1 軟件開發(fā)性能測(cè)試的概念

性能測(cè)試是計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)階段的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，是以自動(dòng)化的測(cè)試工具為依托，通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各種正常峰值以及異常負(fù)載條件等進(jìn)行模擬以達(dá)到測(cè)試系統(tǒng)性能指標(biāo)目的的一種科學(xué)辦法。

1.2 軟件開發(fā)性能測(cè)試需要遵循的原則

1.2.1穩(wěn)定性與安全性

穩(wěn)定性與安全性是軟件開發(fā)階段性能測(cè)試需要遵循的基本原則也是性能測(cè)試自身的特點(diǎn)。性能測(cè)試的安全性和穩(wěn)定性是指在軟件的使用過程中，軟件本身及其運(yùn)行環(huán)境的安全與穩(wěn)定，也包括了軟件在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，數(shù)據(jù)本身的的穩(wěn)定性以及信息存儲(chǔ)的安全性等。

1.2.2 簡(jiǎn)易性

簡(jiǎn)易性是軟件開發(fā)階段性能測(cè)試方法能夠容易被軟件開發(fā)人員所掌握的特性。一方面，軟件運(yùn)行及其性能測(cè)試的方法是否簡(jiǎn)易直接關(guān)系著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件自身的運(yùn)行效率，另一方面，其對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行也具有重要影響?；诤?jiǎn)易性原則下的性能測(cè)試要求所開發(fā)軟件的界面需要簡(jiǎn)單明了，而且軟件的使用方法要規(guī)則有序?？梢?，通過系統(tǒng)簡(jiǎn)易性原則的制定，可以為軟件運(yùn)行以及性能測(cè)試提供良好的工作環(huán)境。

2 軟件開發(fā)性能測(cè)試的優(yōu)勢(shì)

根據(jù)性能測(cè)試的概念及其所遵循的相關(guān)原則，可將性能測(cè)試對(duì)軟件開發(fā)的積極作用總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

（1）性能測(cè)試的應(yīng)用有利于工作人員對(duì)軟件開發(fā)階段全部計(jì)劃的模型功能進(jìn)行驗(yàn)證，從而為工作人員對(duì)軟件開發(fā)的相關(guān)決策提供合理意見。

（2）有利于驗(yàn)證并調(diào)節(jié)軟件應(yīng)用后系統(tǒng)的相關(guān)功能并使其達(dá)到預(yù)期效果。

（3）性能測(cè)試工作可以幫助軟件研發(fā)人員對(duì)已開發(fā)軟件的各項(xiàng)性能及其運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行反復(fù)摸索，以達(dá)到優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)配置的目的。

3 軟件開發(fā)性能測(cè)試及優(yōu)化的改進(jìn)措施

3.1 性能測(cè)試的改進(jìn)

作為軟件開發(fā)階段性能測(cè)試的核心方法，擴(kuò)充性能下降曲線分析法（以下簡(jiǎn)稱曲線法）不僅可以反映出軟件性能與用戶數(shù)量之間的關(guān)系，而且對(duì)于發(fā)現(xiàn)測(cè)試過程中軟件本身出現(xiàn)的問題也具有重要作用。曲線法描述的是軟件性能隨著用戶數(shù)量的增長(zhǎng)而出現(xiàn)的下降趨勢(shì)的變化曲線，而此性能一般指計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)從空載到負(fù)載的響應(yīng)時(shí)間。利用該種方法進(jìn)行性能測(cè)試的基本步驟為：首先，需要對(duì)系統(tǒng)軟件部分性能的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將相關(guān)性能指數(shù)的變化以曲線的形式進(jìn)行描繪并對(duì)軟件其進(jìn)行測(cè)試分析；其次，測(cè)試人員需要對(duì)曲線上下界所顯示的性能指標(biāo)系數(shù)進(jìn)行收集并處理，進(jìn)而了解軟件中不同性能的強(qiáng)度；最后，軟件研發(fā)人員和性能測(cè)試人員需要對(duì)已描繪出的曲線進(jìn)行深入分析，將曲線中可能反映出的多種性能數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并整理，并增加的相關(guān)設(shè)備與儀器的投入力度，提高曲線法的可操作性。例如，在對(duì)軟件的運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試時(shí)，工作人員可以同時(shí)將需要測(cè)試的軟件安裝到裝有不同系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備上加以運(yùn)行，并根據(jù)各臺(tái)計(jì)算機(jī)所反映出的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行分析，從而得出軟件在不同系統(tǒng)環(huán)境下運(yùn)行的穩(wěn)定性能。對(duì)于上述工作而言，不僅需要大量的計(jì)算機(jī)設(shè)備，而且需要不同的系統(tǒng)對(duì)軟件運(yùn)行的環(huán)境予以支持。因此，在進(jìn)行這部分工作時(shí)，應(yīng)該同時(shí)加大計(jì)算機(jī)和不同系統(tǒng)引進(jìn)與安裝的工作力度，從而提高曲線法的性能測(cè)試效率。

3.2 優(yōu)化方式的升級(jí)

3.2.1 LRU算法的應(yīng)用

Cache是高性能CPU的一種技術(shù)手段，在進(jìn)行的性能測(cè)試時(shí)，Cache會(huì)將系統(tǒng)已執(zhí)行過的結(jié)果進(jìn)行保存，以便為后續(xù)的相關(guān)工作提供可靠的數(shù)據(jù)信息。而Cache保存性能測(cè)試結(jié)果的一種先進(jìn)方法則是LRU算法（最近最少使用算法）。這種算法將最近時(shí)間內(nèi)最少被訪問過的數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰，從而為軟件開發(fā)的性能測(cè)試提供利用效率較高的數(shù)據(jù)的資源，其具體的應(yīng)用原理為：在軟件運(yùn)行過程中的每行數(shù)據(jù)上設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，將命中行的數(shù)據(jù)進(jìn)行清零后，存在于其他各行的數(shù)據(jù)均加1，當(dāng)系統(tǒng)需要替換數(shù)據(jù)時(shí)，軟件利用LRU算法將各行中計(jì)數(shù)器最大值的數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰。LRU算法是一種高效且科學(xué)的性能測(cè)試算法，基于該算法的計(jì)數(shù)器清零過程可以將一些經(jīng)過頻繁調(diào)用后不再被系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰，有效提高了Cache測(cè)試的工作效率。

3.2.2 提高硬件輔助的工作效率

硬件輔助是指通過借助相關(guān)的硬件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的部分功能以達(dá)到提高性能測(cè)試效率目的的一種方法。除了以加密、解密為主的硬件輔助功能外，硬件輔助協(xié)處理器（Hardware arrist）的應(yīng)用也可以大幅減輕CPU的工作強(qiáng)度，且改處理器對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理速度要比一般的CPU速度快上2-3倍。因此，在性能測(cè)試階段利用Hardware arrist協(xié)處理器進(jìn)行性能測(cè)試的輔助，對(duì)于提高性能測(cè)試的工作效率并使相關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟件性能的不足具有重要意義。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)軟件開發(fā)階段性能測(cè)試的概念及原則進(jìn)行描述，在合理分析了其優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，從性能測(cè)試的改進(jìn)方法與優(yōu)化方式的升級(jí)手段等方面對(duì)軟件開發(fā)性能測(cè)試及優(yōu)化的改進(jìn)措施展開了深入探討?？梢姡磥砑訌?qiáng)對(duì)軟件開發(fā)階段性能測(cè)試及其改進(jìn)方法的研究力度，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展具有重要的歷史作用和現(xiàn)實(shí)意義。

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作者單位

江蘇省徐州醫(yī)藥高等職業(yè)學(xué)校 江蘇省徐州市 221116endprint