常用軟件測試模型分析及優(yōu)化

付帥 孫云杰

摘 要：隨著IT產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，軟件測試的質(zhì)量得到了企業(yè)和客戶的高度重視，軟件測試行業(yè)的前景也很光明。本文從軟件測試的基本概念開始，重點(diǎn)介紹軟件測試過程中涉及的幾個(gè)關(guān)鍵階段。

軟件測試過程包括測試要求分析，測試計(jì)劃準(zhǔn)備，測試計(jì)劃開發(fā)，測試用例設(shè)計(jì)和測試環(huán)境。準(zhǔn)備，測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，測試用例執(zhí)行，錯(cuò)誤跟進(jìn)，回歸測試以及測試報(bào)告編寫和摘要。測試的每個(gè)階段基本上是PDCA循環(huán)體，也稱為Deming循環(huán)，它是質(zhì)量改進(jìn)模型。P（Plan）代表計(jì)劃，D（Do）代表執(zhí)行，C（Check）代表檢查，A（Action）代表處理。通過PDCA循環(huán)來達(dá)到提高軟件測試質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：基本概念 軟件測試過程 PDCA循環(huán) 軟件測試質(zhì)量

1 軟件測試的基本概念

測試軟件是軟件生命周期中的重要階段，也是軟件質(zhì)量保證的關(guān)鍵步驟。軟件測試是執(zhí)行程序以發(fā)現(xiàn)軟件錯(cuò)誤和缺陷，記錄問題并修復(fù)它們以確保軟件質(zhì)量的過程。軟件測試可用于檢查系統(tǒng)是否滿足預(yù)期要求。

2 軟件測試的過程概述

測試人員應(yīng)盡早參加軟件測試活動(dòng)。軟件測試過程包括以下階段：

a）測試需求分析；b）測試計(jì)劃的編寫；c）測試方案的制定；d）測試用例的設(shè)計(jì)；e）測試環(huán)境的搭建；f）測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；g）測試用例的執(zhí)行；h）Bug的跟進(jìn)及回歸；i）測試報(bào)告的總結(jié)及編寫。

以上幾個(gè)階段實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)PDCA循環(huán)體。首先，在分析軟件需求的前提下規(guī)劃和設(shè)計(jì)測試活動(dòng)，然后根據(jù)既定計(jì)劃測試和記錄測試。檢查并分析測試結(jié)果以形成測試報(bào)告。因此形成了一個(gè)質(zhì)量改進(jìn)的閉環(huán)。從而達(dá)到提高軟件測試質(zhì)量的目的。通過完整的軟件測試過程，您不僅可以發(fā)現(xiàn)軟件缺陷，還可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，分析錯(cuò)誤，查找錯(cuò)誤分布特征和規(guī)則。這反過來又幫助項(xiàng)目經(jīng)理識(shí)別當(dāng)前用于改進(jìn)的軟件開發(fā)過程中的缺陷。

3 軟件測試過程

3.1 測試需求分析

a）測試需求分析的目的

1）分析確定測試范圍；2）分析確定處理分支；3）分析確定所需要的業(yè)務(wù)場景；4）分析確定各功能點(diǎn)對應(yīng)的預(yù)期處理結(jié)果。

b）測試需求分析的依據(jù)

在軟件測試需求分析階段，我們需要根據(jù)“軟件需求規(guī)范”逐項(xiàng)分析系統(tǒng)的各種需求。這包括功能要求，性能要求，安全要求，易用性要求，兼容性要求和安裝要求。并列出需求列表清單，對需求進(jìn)行剖析，拆分至詳細(xì)的子需求點(diǎn)。

c）測試需求分析的方法

1）拆分《需求規(guī)格說明書》

在測試需求分析階段，通過將“需求規(guī)范”拆分為需求跟蹤矩陣的形式，并對各種需求進(jìn)行分類，如功能要求，性能要求，安全要求，易用性要求，兼容性要求，安裝要求等。重點(diǎn)對功能需求在分析時(shí)進(jìn)行明確指出哪些是業(yè)務(wù)功能，哪些是輔助功能，哪些是數(shù)據(jù)約束、哪些是編輯約束等。

2）分析業(yè)務(wù)場景

通過對不同的業(yè)務(wù)場景進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，考慮實(shí)際業(yè)務(wù)場景的調(diào)用者，并繪制相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程圖，檢查是否可以遍歷所有業(yè)務(wù)場景并設(shè)計(jì)涵蓋所有業(yè)務(wù)場景的測試用例。

3.2 測試計(jì)劃的編寫及測試方案的制定

軟件測試計(jì)劃是測試過程的總體設(shè)計(jì)。通過收集項(xiàng)目和產(chǎn)品相關(guān)信息，分析測試范圍，測試風(fēng)險(xiǎn)以及估計(jì)測試用例，工作量，資源和時(shí)間。對測試中使用的策略，方法，環(huán)境，資源和時(shí)間表做出合理安排。

測試計(jì)劃的編寫遵循5W原則，即：

a）When：何時(shí)開始做，何時(shí)結(jié)束測試，有必要合理安排測試進(jìn)度；

b）What：我們要做什么？要明確的羅列出來，便于明確我們的測試方向和重點(diǎn)，及后期劃分責(zé)任模塊，即確定測試范圍；

c）Who：誰要參與這次項(xiàng)目的測試？具體負(fù)責(zé)哪個(gè)模塊的功能測試？主要負(fù)責(zé)任務(wù)是？都是在這個(gè)里面進(jìn)行明確的責(zé)任劃分，即進(jìn)行測試資源安排；

d）How：如何測試，確定我們的測試策略：它是否包括功能測試，性能測試，安全測試，安裝測試，可用性測試和兼容性測試，即確定測試策略；

e）Where：這個(gè)是說把文檔放在哪里，就明確指出我們的輸出文檔有哪些：比如說測試用例，Bug清單、測試報(bào)告等等文檔要存放的位置，作用就是規(guī)定輸出文檔以及輸出文檔的存放位置，即確定測試的輸出。

我們根據(jù)測試計(jì)劃編寫的5W原則可以進(jìn)行編寫完整的測試計(jì)劃，測試計(jì)劃模板可如下所示：

1概述

1.1 測試項(xiàng)目簡介

1.2 測試范圍說明

2測試目標(biāo)

3測試資源

3.1 軟件資源

3.2 硬件資源

3.3 測試工具

3.4 人力資源

4測試種類和測試標(biāo)準(zhǔn)

4.1 功能測試

4.2 性能測試

4.3 安裝測試

4.4 易用性測試

5測試要點(diǎn)

6測試時(shí)間和進(jìn)度

7風(fēng)險(xiǎn)及對策

3.3 測試用例的設(shè)計(jì)

編寫測試用例可以使測試覆蓋更加全面，使測試工作井然有序，便于切換和通信。結(jié)構(gòu)合理，案例覆蓋面廣，可執(zhí)行，可重復(fù)。

測試用例一般包含的要素：用例編號(hào)，測試范圍描述，測試模塊描述，用例標(biāo)題，前提條件，測試數(shù)據(jù)輸入，測試程序，測試用例優(yōu)先級(jí)（致命，嚴(yán)重，一般，次要，推薦），預(yù)期結(jié)果，執(zhí)行結(jié)果。

測試用例的常用方法如下所示：

a）等價(jià)類劃分法。等價(jià)類劃分方法是典型的黑盒測試方法。它對無法詳盡的輸入條件進(jìn)行分類，并使用等價(jià)類中的測試條件作為查找系統(tǒng)缺陷的輸入代表。如果在這種輸入條件下也找不到系統(tǒng)缺陷，則與此等價(jià)的其他輸入也找不到系統(tǒng)缺陷，反之亦然。等價(jià)類考慮單個(gè)輸入字段的各種情況，避免輸入數(shù)據(jù)的不完整性和覆蓋的不穩(wěn)定性，無論是盲目還是隨機(jī)。

b）邊界值。邊值分析方法是一種測試用例設(shè)計(jì)技術(shù)，它補(bǔ)充了等價(jià)類劃分方法。在測試期間，可以忽略邊界值的條件，并且在輸入或輸出范圍的邊界處發(fā)生軟件設(shè)計(jì)中的大量錯(cuò)誤。而不是發(fā)生在輸入輸出范圍的內(nèi)部。因此，為各種邊界條件設(shè)計(jì)測試用例可以識(shí)別更多的系統(tǒng)缺陷。

c）基本路徑分析法。基本路徑方法是設(shè)計(jì)白盒測試用例的一種方法，但它也可用于設(shè)計(jì)黑盒測試用例。重點(diǎn)是設(shè)計(jì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖，確定流程分支，并根據(jù)覆蓋程序分支的原則選擇測試數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)測試用例。這樣設(shè)計(jì)的測試用例就覆蓋了主流程，但是對于一些存在循環(huán)的流程就很少考慮。

d）正交表法。正交表分析方法可以有效地減少設(shè)計(jì)測試用例的數(shù)量。正交表設(shè)計(jì)測試用例的步驟如下：

列出系統(tǒng)功能的影響因素，即系統(tǒng)功能輸入條件；

明確每個(gè)因素的輸入?yún)?shù)；

選擇合適的正交表來列出所有正交表值；

把變量的值映射到表中；

根據(jù)正交表分析，編寫測試用例。

e）因果圖。因果圖方法是通過圖形分析輸入的各種組合來設(shè)計(jì)測試用例的方法，并且適用于檢查程序輸入條件的各種條件的組合。設(shè)計(jì)因果關(guān)系測試用例的步驟如下：

分析所有可能的輸入和可能的輸出；

找出輸入和輸出之間的對應(yīng)關(guān)系；

畫出因果圖；

把因果圖轉(zhuǎn)換成判定表；

根據(jù)判定表設(shè)計(jì)測試用例。

f）場景設(shè)計(jì)法。場景設(shè)計(jì)方法是Rational的RUP開發(fā)模型所倡導(dǎo)的測試用例設(shè)計(jì)思想。測試人員根據(jù)系統(tǒng)功能觸發(fā)事件，進(jìn)行發(fā)散思維，考慮系統(tǒng)功能的主業(yè)務(wù)場景和擴(kuò)展業(yè)務(wù)場景，并根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)場景編寫測試用例。

g）異常分析法。主要是構(gòu)造環(huán)境異常來看測試結(jié)果，比如網(wǎng)絡(luò)中斷，服務(wù)器宕機(jī)等。

h）錯(cuò)誤猜測法。虛假猜測旨在通過根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和直覺猜測程序中可能發(fā)生的各種錯(cuò)誤來針對測試用例。

3.4 測試環(huán)境的搭建與維護(hù)

測試環(huán)境是完成軟件測試所必需的計(jì)算機(jī)硬件，軟件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和歷史數(shù)據(jù)的通用術(shù)語。那就是測試環(huán)境=軟件+硬件+網(wǎng)絡(luò)+數(shù)據(jù)準(zhǔn)備+測試工具。

在設(shè)置測試環(huán)境時(shí)，請嘗試考慮測試環(huán)境與正式環(huán)境之間的差異，并確保測試環(huán)境的穩(wěn)定性。它有助于順利執(zhí)行測試用例，并在測試環(huán)境中及時(shí)再現(xiàn)軟件缺陷。

如何搭建和維護(hù)穩(wěn)定的測試環(huán)境呢？一般我們和開發(fā)人員進(jìn)行溝通，根據(jù)測試計(jì)劃中提供的軟件和硬件資源，借鑒開發(fā)人員搭建的本地環(huán)境和其他類似環(huán)境的說明文檔，即可進(jìn)行搭建和維護(hù)測試環(huán)境。

3.5 測試用例的執(zhí)行

測試要求的分析，測試計(jì)劃和測試用例的準(zhǔn)備，測試環(huán)境的構(gòu)建和維護(hù)都準(zhǔn)備好用于測試執(zhí)行。測試用例的執(zhí)行是測試過程的一項(xiàng)重要活動(dòng)。在進(jìn)行測試時(shí)，我們應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：a）選擇合理的測試用例；b）測試的分工及資源的利用；c）在測試執(zhí)行時(shí)，建議大家要先進(jìn)行冒煙測試，即先進(jìn)行整個(gè)業(yè)務(wù)流程的驗(yàn)證，再進(jìn)行細(xì)節(jié)的驗(yàn)證；d）在執(zhí)行測試時(shí)，及時(shí)記錄bug；e）如果在進(jìn)行測試時(shí)測試用例覆蓋率不足，則需要及時(shí)補(bǔ)充；f）我們將進(jìn)行多輪循環(huán)測試，直到滿足測試要求。

3.6 bug的跟進(jìn)及回歸

在執(zhí)行測試的過程中，如果發(fā)現(xiàn)測試用例失敗，我們將及時(shí)記錄錯(cuò)誤。那么我們?nèi)绾斡涗浉哔|(zhì)量的bug呢？記錄bug時(shí)，我們應(yīng)該包括問題范圍、問題錯(cuò)誤行為描述、問題發(fā)現(xiàn)的版本、問題出現(xiàn)的環(huán)境、問題預(yù)期行為的描述和問題的重現(xiàn)步驟和問題截圖等。我們可以把 bug錄入缺陷管理系統(tǒng)，比如 bugfree等，在管理工具中，我們指派給相應(yīng)的開發(fā)人員，待開發(fā)人員解決問題更新狀態(tài)后，我們再進(jìn)行驗(yàn)證，直至問題關(guān)閉。

因軟件底層架構(gòu)設(shè)計(jì)等因素，等大多數(shù)問題關(guān)閉后，可能由于開發(fā)人員修改一個(gè)微小的問題，而導(dǎo)致影響其他功能的正常使用，故當(dāng)我們進(jìn)行完一輪測試后，我們還要進(jìn)行多輪循環(huán)測試驗(yàn)證，即回歸測試，直至滿足測試要求。

3.7 測試報(bào)告的總結(jié)及編寫

測試執(zhí)行完成后，我們可以通過記錄的 bug和跟進(jìn)的 bug狀態(tài)及分布情況，對 bug進(jìn)行各維度匯總分析，確定軟件缺陷的規(guī)律，并幫助項(xiàng)目經(jīng)理了解軟件開發(fā)過程中的缺陷以進(jìn)行改進(jìn)。

3.7.1軟件測試報(bào)告的編寫

我們可以從bug的總體數(shù)量，bug分類，bug類型分布，bug模塊分布，bug狀態(tài)分布，bug的趨勢等維度進(jìn)行分析軟件問題。進(jìn)而幫助我們編寫軟件測試報(bào)告。軟件測試報(bào)告的內(nèi)容包括以下內(nèi)容：

a）測試項(xiàng)目簡介；b）測試目標(biāo)及范圍；c）測試過程；d）測試情況分析；e）測試總結(jié)。

3.7.2軟件測試總結(jié)

軟件測試摘要包括軟件資源消耗的摘要和軟件測試經(jīng)驗(yàn)的摘要。

a）軟件資源消耗情況：包括投入了多少測試人員，用了多長時(shí)間，執(zhí)行了多少測試用例，覆蓋了多少功能模塊等；

b）軟件測試經(jīng)驗(yàn)：包括成功的測試經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，比如哪些測試用例設(shè)計(jì)得比較好，覆蓋比較全面，采用的哪些測試策略比較好等。

4 結(jié)束語

軟件測試過程應(yīng)該是一個(gè)完整的PDCA循環(huán)體。我們不會(huì)再執(zhí)行完最后一個(gè)測試用例就戛然而止了，我們還會(huì)進(jìn)行多輪的回歸驗(yàn)證，直至滿足軟件測試的要求。PDCA循環(huán)是一個(gè)自我完善和改進(jìn)的全閉環(huán)模型，對于質(zhì)量的不斷提高和改進(jìn)非常有效。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳能技.軟件測試技術(shù)大全：測試基礎(chǔ) 流行工具 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)（第二版）[M].北京：人民郵電出版社.2011.