計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試方法概述

聶蕓

摘要：軟件測(cè)試是保證軟件質(zhì)量，提高軟件可靠性的關(guān)鍵，文章介紹了軟件測(cè)試的必要性和目的，同時(shí)對(duì)幾種常用的軟件測(cè)試方法進(jìn)行介紹，指出軟件測(cè)試的一般流程，并對(duì)今后的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：軟件測(cè)試；質(zhì)量；測(cè)試方法

隨著科技和時(shí)代的發(fā)展，軟件的規(guī)模和復(fù)雜度越來越大，從而對(duì)軟件質(zhì)量提出更高的要求。為滿足用戶日趨復(fù)雜的需求，軟件開發(fā)趨向繁瑣化和復(fù)雜化，軟件投入使用的過程中出現(xiàn)漏洞和缺陷的數(shù)量也在不斷增加，所以，采用高效的軟件測(cè)試是軟件質(zhì)量、可靠性和穩(wěn)定性的重要保證。通過調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)了解，目前，軟件測(cè)試的工作量在整個(gè)軟件開發(fā)工作總量中的比重達(dá)到了40%以上，對(duì)于測(cè)試的成本投入也達(dá)到軟件開發(fā)總額的50%?？梢哉f軟件測(cè)試是軟件開發(fā)過程必不可少的環(huán)節(jié)，軟件測(cè)試的成功對(duì)軟件開發(fā)的成功具有決定性的意義。

軟件測(cè)試是一個(gè)破壞性、重復(fù)性的過程，其目的是以盡量少的時(shí)間和資源盡早的找出軟件中潛在的錯(cuò)誤和缺陷。通過分析錯(cuò)誤和缺陷產(chǎn)生的原因及分布特征，可以幫助項(xiàng)目管理人員發(fā)現(xiàn)軟件開發(fā)過程的不足，以便過程改進(jìn)。同時(shí)，也有利于設(shè)計(jì)出高效的、有針對(duì)性的測(cè)試用例。

1 測(cè)試的主要方法

1.1 黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試

依據(jù)是否了解程序代碼內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，測(cè)試方法可分為黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試。黑盒測(cè)試是把程序看作一個(gè)不能打開的黑盒子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，在程序接口進(jìn)行測(cè)試，它只檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)定正常工作，程序是否能正確接收輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息。主要針對(duì)軟件界面和軟件功能進(jìn)行測(cè)試。在實(shí)際操作中，測(cè)試人員既需要測(cè)試正確的輸入信號(hào)，還需要測(cè)試不正確的輸入信號(hào)，以測(cè)試軟件對(duì)錯(cuò)誤的處理能力。當(dāng)輸入錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，軟件系統(tǒng)應(yīng)友好的提示用戶，而不能出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰、用戶數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。

白盒測(cè)試是按照程序內(nèi)部的結(jié)構(gòu)測(cè)試程序，檢測(cè)程序內(nèi)部動(dòng)作是否按照設(shè)計(jì)規(guī)格說明書的規(guī)定正常進(jìn)行，檢驗(yàn)程序中的每條通路是否都能按預(yù)定要求正確工作。這一方法是把測(cè)試對(duì)象看作一個(gè)打開的盒子，測(cè)試人員依據(jù)程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)相關(guān)信息，設(shè)計(jì)或選擇測(cè)試用例，對(duì)程序邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試，通過在不同點(diǎn)檢查程序的狀態(tài)，確定實(shí)際的狀態(tài)是否與預(yù)期的狀態(tài)一致。

1.2 錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)測(cè)試

通過性的功能測(cè)試僅能測(cè)試系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)的功能的正確性，而對(duì)系統(tǒng)容錯(cuò)能力卻無法測(cè)試。在用戶實(shí)際使用的過程中，會(huì)有大量的不正確的輸入，此時(shí)系統(tǒng)能否對(duì)不正確的輸入進(jìn)行容錯(cuò)處理？基于經(jīng)驗(yàn)和直覺推測(cè)程序中所有可能存在的各種錯(cuò)誤，從而有針對(duì)性的設(shè)計(jì)測(cè)試用例進(jìn)行測(cè)試就是錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)測(cè)試。

1.3 回歸測(cè)試

軟件測(cè)試是一個(gè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和改正錯(cuò)誤不斷循環(huán)的過程。由于程序的復(fù)雜性，各個(gè)模塊及元素（變量、函數(shù)、類）之間存在著相互關(guān)聯(lián)性、耦合性，因此對(duì)于改正后的錯(cuò)誤，需要測(cè)試驗(yàn)證。一方面驗(yàn)證錯(cuò)誤是否已被修改，另一方面檢查對(duì)錯(cuò)誤的修改是否影響其它模塊產(chǎn)生新的錯(cuò)誤，這就需要將已執(zhí)行過的測(cè)試用例重新執(zhí)行，這就是回歸測(cè)試。

2 軟件測(cè)試的流程

2.1 單元測(cè)試

單元測(cè)試是軟件開發(fā)過程中對(duì)程序最小可測(cè)單元進(jìn)行的測(cè)試活動(dòng)。其目的在于根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書，從程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)，檢查每個(gè)程序單元是否正確實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書中的模塊功能、性能、接口和設(shè)計(jì)約束等要求。

單元測(cè)試是在程序單元的代碼編寫完成，確認(rèn)沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤之后由程序員進(jìn)行，根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書和源程序清單，對(duì)該模塊的邏輯結(jié)構(gòu)，程序內(nèi)部分支路徑進(jìn)行測(cè)試，來發(fā)現(xiàn)和修改代碼編寫過程中的錯(cuò)誤。主要采用白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試相結(jié)合的方式進(jìn)行測(cè)試，使之對(duì)任何合理的和不合理的輸入，都能鑒別和響應(yīng)。單元測(cè)試的主要內(nèi)容包括接口測(cè)試、功能測(cè)試、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、覆蓋條件、執(zhí)行路徑測(cè)試、出錯(cuò)處理、邊界測(cè)試等。

2.2 集成測(cè)試

集成測(cè)試在單元測(cè)試的基礎(chǔ)上，將兩個(gè)或多個(gè)模塊按照概要設(shè)計(jì)說明書的要求有序的、遞增的組裝成子系統(tǒng)，對(duì)這個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。集成測(cè)試，著眼于測(cè)試當(dāng)各個(gè)模塊連接起來的時(shí)候，穿越模塊接口的數(shù)據(jù)是否會(huì)丟失，一個(gè)模塊的功能是否會(huì)對(duì)另一個(gè)模塊的功能產(chǎn)生不利的影響，各個(gè)子功能組合起來，能否達(dá)到預(yù)期要求的父功能，全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否有問題，單個(gè)模塊的誤差累積起來，是否會(huì)放大，從而達(dá)到不能接受的程度。集成測(cè)試多采用增量式組裝測(cè)試，增量式測(cè)試是一種可行性比較高的方法。增量式測(cè)試又分為自底向上和自頂向下兩種測(cè)試方式。

自頂向下測(cè)試從程序的頂點(diǎn)模塊開始，然后逐步組裝下一級(jí)的模塊進(jìn)行測(cè)試。為了模擬被測(cè)試模塊的下一級(jí)模塊，需要構(gòu)建啞模塊或樁子模塊。它從主控模塊開始，按照軟件的控制層次結(jié)構(gòu)，以廣度優(yōu)先或者深度優(yōu)先的策略，把各個(gè)單元模塊組裝集成在一起。自頂向下測(cè)試的主要好處就是較早地驗(yàn)證了主要控制點(diǎn)和判斷點(diǎn)，按深度優(yōu)先可以首先實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證一個(gè)完整的軟件功能，功能能夠較早獲得證實(shí)，帶來信心，只需一個(gè)驅(qū)動(dòng)，減少驅(qū)動(dòng)器開發(fā)的成本，支持故障隔離，它可以讓人們看見系統(tǒng)的早期版本并證明系統(tǒng)的正確性。主要缺點(diǎn)是需要樁子模塊，底層驗(yàn)證被推遲，底層組件測(cè)試不充分。

自底向上測(cè)試策略從程序的最底層模塊開始。為了模擬上一層的模塊需要開發(fā)一定的驅(qū)動(dòng)模塊。當(dāng)對(duì)所有的低一層模塊測(cè)試完畢才對(duì)高一層模塊組合進(jìn)行測(cè)試。自底向上測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試數(shù)據(jù)的建立不存在困難，對(duì)底層組件行為較早驗(yàn)證，工作最初可以并行集成，比自頂向下效率高，減少了樁的工作量，支持故障隔離。驅(qū)動(dòng)模塊模擬所有的調(diào)用參數(shù)，如果關(guān)鍵模塊位于調(diào)用模塊的底部，則自底向上測(cè)試方法更優(yōu)。自底向上測(cè)試的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)的早期版本直到最后模塊測(cè)試完畢才產(chǎn)生，驅(qū)動(dòng)的開發(fā)工作量大，對(duì)高層模塊的驗(yàn)證被推遲，設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)椴豢稍诘讓幽K設(shè)計(jì)之前進(jìn)行測(cè)試。

當(dāng)各單元被分別測(cè)試后，集成測(cè)試根據(jù)設(shè)計(jì)階段形成的功能分解樹，自頂向下或自底向上逐步用各個(gè)單元來替換樁和驅(qū)動(dòng)程序。集成測(cè)試一般在完成了軟件的所有或大部分編碼，并且完成單元測(cè)試工作后，由各單元模塊開發(fā)人員一起完成。一般采用白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試相結(jié)合的方法。

2.3 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試是將軟件系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)硬件、外設(shè)、其它系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)和人員等其它系統(tǒng)元素結(jié)合在一起，依據(jù)需求規(guī)格說明書，發(fā)現(xiàn)軟件不符合需求規(guī)格說明書的地方。系統(tǒng)測(cè)試的測(cè)試用例是根據(jù)需求規(guī)格說明書來設(shè)計(jì)，并模擬用戶使用環(huán)境來執(zhí)行。系統(tǒng)測(cè)試的內(nèi)容極其廣泛，包括功能測(cè)試、容錯(cuò)性測(cè)試、性能測(cè)試、壓力測(cè)試、協(xié)議測(cè)試、安全性測(cè)試、兼容性測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試等等。通常采用黑盒測(cè)試。

2.4 驗(yàn)收測(cè)試

驗(yàn)收測(cè)試是按照項(xiàng)目任務(wù)書或合同、供需雙方約定的驗(yàn)收依據(jù)文檔進(jìn)行的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試與評(píng)審，決定是否接收或拒收系統(tǒng)。驗(yàn)收測(cè)試是為了向用戶證明軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)需求規(guī)格說明書所定義的功能和要求，軟件能正確的、安全的、按照預(yù)定要求的為用戶服務(wù)。測(cè)試重點(diǎn)主要是軟件是否實(shí)現(xiàn)用戶需求，而不是針對(duì)功能進(jìn)行的測(cè)試。所以驗(yàn)收測(cè)試不需要專業(yè)的測(cè)試技術(shù)，也可以是使用該產(chǎn)品的最終用戶來體驗(yàn)該軟件是否能夠滿足使用要求，也可以由開發(fā)團(tuán)隊(duì)和用戶方以外的第三方按照用戶需求規(guī)格說明書來跟蹤和測(cè)試軟件是否能實(shí)現(xiàn)需求。

3 軟件測(cè)試的展望

隨著國(guó)家信息化和軟件行業(yè)的發(fā)展，軟件系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，國(guó)內(nèi)外的軟件開發(fā)企業(yè)和軟件用戶越來越重視軟件質(zhì)量，軟件企業(yè)已經(jīng)建立了獨(dú)立的軟件測(cè)試和質(zhì)量保證部門，并配置了專職的測(cè)試和質(zhì)量保證人員，并且在軟件行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了獨(dú)立的第三方軟件評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)，軟件測(cè)試作為一個(gè)獨(dú)立的專業(yè)和行業(yè)正逐步走向成熟。在今后的軟件系統(tǒng)開發(fā)中，軟件測(cè)試工作將不再局限于單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試，而會(huì)將測(cè)試工作進(jìn)一步前移，對(duì)需求的精確性和完整性的測(cè)試技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的測(cè)試技術(shù)將成為新的研究熱點(diǎn)。