軟件質(zhì)量保證與測試綜述

軟件質(zhì)量保證與測試郭俊恩計算機與信息工程系2023年1月15日第1頁2目錄一、相關(guān)知識及意義二、軟件質(zhì)量保證管理三、軟件測試四、軟件質(zhì)量保證與測試人才的特點3一、相關(guān)知識及意義

1、軟件開發(fā)過程42、硬件、軟件失效曲線圖53、軟件質(zhì)量要求包括6個主要特征功能性：軟件實現(xiàn)的功能達到要求的和隱含的用戶需求以及設(shè)計規(guī)范的程度，可靠性：軟件在指定條件和特定時間段內(nèi)維持性能的能力程度，易使用性：用戶使用該軟件所付出的學(xué)習(xí)精力，效率：在指定條件下，軟件功能與所占用資源之間的比值，可維護性：當發(fā)現(xiàn)錯誤、運行環(huán)境改變或客戶需求改變時，程序能修改的容易程度，可移植性：將軟件從一種環(huán)境移入另一種環(huán)境的容易程度。64 軟件缺陷的修復(fù)費用75 意義迪斯尼獅子王缺陷人造隕石坑缺陷程序員的千年蟲問題愛國者導(dǎo)彈缺陷8二、 軟件質(zhì)量保證與管理1、軟件質(zhì)量控制的基本方法軟件質(zhì)量控制是一組由開發(fā)組織使用的程序和方法，使用它可在規(guī)定的資金投入和時間限制的條件下，提供滿足客戶質(zhì)量要求的軟件產(chǎn)品并持續(xù)不斷地改善開發(fā)過程和開發(fā)組織本身，以提高將來生產(chǎn)高質(zhì)量軟件產(chǎn)品的能力。1.1目標問題度量法對一個項目的各個方面（產(chǎn)品、過程和資源）規(guī)定具體的目標，這些目標的表達應(yīng)非常明確。對每一個目標，要引出一系列能反映出這個目標是否達到要求的問題，并要求對這些問題進行回答。這些問題的答案將有助于使目標定量化。將回答這些問題的答案映射到對軟件質(zhì)量等級的度量上，根據(jù)這種度量得出軟件目標是否達到的結(jié)論，或確認哪些做好了，哪些仍需改善。收集數(shù)據(jù)。要為收集和分析數(shù)據(jù)做出計劃。1.2風(fēng)險管理法根據(jù)經(jīng)驗識別項目要素的有關(guān)風(fēng)險；評估風(fēng)險發(fā)生的概率和發(fā)生的代價；按發(fā)生概率和代價劃分風(fēng)險等級并排序；在項目限定條件下選擇控制風(fēng)險的技術(shù)并制定計劃；執(zhí)行計劃并監(jiān)視進程；持續(xù)評估風(fēng)險狀態(tài)并采取正確的措施。1.3PDCA法（戴明循環(huán)）確定質(zhì)量目標提高質(zhì)量開發(fā)質(zhì)量評估質(zhì)量質(zhì)量控制參數(shù)產(chǎn)品、過程、資源定義改善估計度量計劃Plan改進Action實施Do檢查Check2軟件配置管理軟件配置管理是在貫穿整個軟件生命周期中建立和維護項目產(chǎn)品的完整性。它的基本目標包括：軟件配置管理的各項工作是有計劃進行的。被選擇的項目產(chǎn)品得到識別，控制并且可以被相關(guān)人員獲取。已識別出的項目產(chǎn)品的更改得到控制。使相關(guān)組別和個人及時了解軟件基準的狀態(tài)和內(nèi)容。常用的軟件配置管理工具VisualSVNServerTortoiseSVN3軟件評審的內(nèi)容3.1管理評審一個組織之所以需要管理，是為了能更好的進步和發(fā)展。為了達到這個目的，通常需要對原來的發(fā)展狀況進行回顧，分析并總結(jié)出存在的問題和改進的措施。這也就是為什么進行管理評審的原因。管理評審就是最高管理者為評價管理體系的適宜性、充分性和有效性所進行的活動。管理評審的主要內(nèi)容是組織的最高管理者就管理體系的現(xiàn)狀、適宜性、充分性和有效性以及方針和目標的貫徹落實及實現(xiàn)情況進行正式的評價，其目的就是通過這種評價活動來總結(jié)管理體系的業(yè)績，并從當前業(yè)績上考慮找出與預(yù)期目標的差距，同時還應(yīng)考慮任何可能改進的機會，并在研究分析的基礎(chǔ)上，對組織在市場中所處地位及競爭對手的業(yè)績予以評價，從而找出自身的改進方向。3.2技術(shù)評審技術(shù)評審的目的發(fā)現(xiàn)軟件在功能、邏輯、實現(xiàn)上的錯誤；驗證軟件符合它的需求規(guī)格；確認軟件符合預(yù)先定義的開發(fā)規(guī)范和標準；保證軟件在統(tǒng)一的模式下進行開發(fā)；便于項目管理。技術(shù)評審的輸入評審的目的是說明為什么要進行該評審，該評審的實施目的是什么；評審的內(nèi)容包括需求文檔、源代碼、測試用例等；評審檢查單（檢查項）；其他必須的文檔，如對設(shè)計文檔進行評審，那么需求文檔可以作為相關(guān)文檔帶入技術(shù)評審會。技術(shù)評審的輸出——技術(shù)評審報告會議的基本信息；存在的問題和建議措施；評審結(jié)論和意見；問題跟蹤表；技術(shù)評審問答記錄（通常作為附錄出現(xiàn)在報告中）。3.3文檔評審文檔評審的目的文檔評審的內(nèi)容在軟件開發(fā)過程中，需要進行評審的文檔很多，主要包括如下內(nèi)容：需求評審，對《市場需求說明書》、《產(chǎn)品需求說明書》、《功能說明書》等進行評審。設(shè)計評審，對《總體設(shè)計說明書》、《詳細設(shè)計說明書》等進行評審。代碼評審，對代碼進行審核。質(zhì)量驗證評審，對《測試計劃》、《測試用例》等進行評審。3.4過程評審過程評審的作用如下：評估主要的質(zhì)量保證流程?？紤]如何處理和解決評審過程中發(fā)現(xiàn)的不符合問題。總結(jié)和共享好的經(jīng)驗。指出需要進一步完善和改進的部分。過程評審流程193.5 代碼審查代碼審查的主要工作代碼審查的主要工作：發(fā)現(xiàn)代碼中的bug；從代碼的易維護性、可擴展性角度考察代碼的質(zhì)量，提出修改建議。代碼編寫者，代碼審核者共同對代碼的質(zhì)量承擔責任。這樣才能保證CodeReview不是走過場，其中代碼編寫者承擔主要責任，代碼審核者承擔次要責任。20三、 軟件測試方法1.黑盒測試2.白盒測試3.灰盒測試4.集成測試5.系統(tǒng)測試6.壓力測試211 黑盒測試的基本概念黑盒測試試圖發(fā)現(xiàn)以下類型的錯誤：功能錯誤或遺漏；界面錯誤；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤；性能錯誤；初始化和終止錯誤。221.1 等價類劃分等價類劃分法是一種黒盒測試的技術(shù)，不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)，即程序的輸入域劃分成若干部分（子集），然后從每一個子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例。231.2.1劃分等價類等價類劃分可有兩種不同的情況:有效等價類和無效等價類。有效等價類:是指對于程序的規(guī)格說明來說是合理的，有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。利用有效等價類可檢驗程序是否實現(xiàn)了規(guī)格說明中所規(guī)定的功能和性能。無效等價類:與有效等價類的定義恰巧相反，不符合需求規(guī)格說明書。241.2.2等價類表示例輸入條件有效等價類無效等價類輸入條件有效等價類無效等價類………………<11~100>1001.無效等價類2.有效等價類3.無效等價類251.2.3設(shè)計測試用例先根據(jù)輸入條件確定有效等價類和無效等價類，然后從劃分出的等價類中按以下三個原則設(shè)計測試用例。每一個等價類規(guī)定一個唯一的編號。設(shè)計一個新的測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋地有效等價類，重復(fù)這一步。直到所有的有效等價類都被覆蓋為止。設(shè)計一個新的測試用例，使其僅覆蓋一個尚未被覆蓋的無效等價類，重復(fù)這一步，直到所有的無效等價類都被覆蓋為止。用例編號所屬等價類乘數(shù)1乘數(shù)2乘積123206021-102提示“請輸入1~100之間的整數(shù)”332003提示“請輸入1~100之間的整數(shù)”26三角形（等價類劃分）輸入條件有效等價類無效等價類是否三角形的3條邊（A>0），（1）（B>0），（2）（C>0），（3）（A+B>C），（4）（B+C>A），（5）（A+C>B）（6）（A≤0），（7）（B≤0），（8）（C≤0），（9）（A+B≤C），（10）（B+C≤A），（11）（A+C≤B）（12）是否等腰三角形（A=B），（13）（B=C），（14）（C=A），（15）（A≠B）and（B≠C）and（C≠A），（16）是否等邊三角形（A=B）and（B=C）and（C=A），（17）（A≠B），（18）（B≠C），（19）（C≠A），（20）27三角形測試用例（等價類劃分）用例編號【A，B，C】

覆蓋等價類輸出1【3，4，5】（1），（2），（3），（4），（5），（6）一般三角形2【0，1，2】（7）不能構(gòu)成三角形3【1，0，2】（8）4【1，2，0】（9）5【1，2，3】（10）6【1，3，2】（11）7【3，1，2】（12）8【3，3，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（13）等腰三角形9【3，4，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（14）10【3，4，3】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（15）11【3，4，5】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（16）非等腰三角形12【3，3，3】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（17）是等邊三角形13【3，4，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（14），（18）非等邊三角形14【3，4，3】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（15），（19）15【3，3，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（13），（20）281.3 邊界值分析法1.3.1 邊界條件我們可以想象一下，如果在懸崖峭壁邊可以自信地安全行走，平地就不在話下了。如果軟件在能力達到極限時能夠運行，那么在正常情況下一般也就不會有什么問題。邊界條件是特殊情況，因為編程從根本上說不懷疑邊界有問題。奇怪的是，程序在處理大量中間數(shù)值時都是對的，但是可能在邊界處出現(xiàn)錯誤。291.3.2 其他一些邊界條件另一種看起來很明顯的軟件缺陷來源是當軟件要求輸入時（比如在文本框中），不是沒有輸入正確的信息，而是根本沒有輸入任何內(nèi)容，只按了Enter鍵。這種情況在產(chǎn)品說明書中常常被忽視，程序員也可能經(jīng)常遺忘，但是在實際使用中卻時有發(fā)生。程序員總會習(xí)慣性地認為用戶要么輸入信息，不管是看起來合法的或非法的信息，要么就會選擇Cancel鍵放棄輸入，如果沒有對空值進行好的處理的話，恐怕程序員自己都不知道程序會引向何方。正確的軟件通常應(yīng)該將輸入內(nèi)容默認為合法邊界內(nèi)的最小值，或者合法區(qū)間內(nèi)的某個合理值，否則，返回錯誤提示信息。因為這些值通常在軟件中進行特殊處理，所以不要把它們與合法情況和非法情況混在一起，而要建立單獨的等價區(qū)間。301.3.3 邊界值的選擇方法對邊界值設(shè)計測試用例，應(yīng)遵循以下幾條原則：如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則應(yīng)取剛達到這個范圍的邊界的值，以及剛剛超越這個范圍邊界的值作為測試輸入數(shù)據(jù)。如果輸入條件規(guī)定了值的個數(shù)，則用最大個數(shù)、最小個數(shù)、比最小個數(shù)少1、比最大個數(shù)多1的數(shù)作為測試數(shù)據(jù)。根據(jù)規(guī)格說明的每個輸出條件，使用前面的原則①。根據(jù)規(guī)格說明的每個輸出條件，應(yīng)用前面的原則②。如果程序的規(guī)格說明給出的輸入域或輸出域是有序集合，則應(yīng)選取集合的第一個元素和最后一個元素作為測試用例。如果程序中使用了一個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當選擇這個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邊界上的值作為測試用例。分析規(guī)格說明，找出其他可能的邊界條件。312白盒測試的概述軟件人員使用白盒測試方法，主要想對程序模塊進行如下的檢查：對程序模塊的所有獨立的執(zhí)行路徑至少測試一次；對所有的邏輯判定，取“真”與取“假”的兩種情況都至少測試一次；在循環(huán)的邊界和運行界限內(nèi)執(zhí)行循環(huán)體；測試內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性等。322.2白盒測試的實施步驟：測試計劃階段：根據(jù)需求說明書，制定測試進度。測試設(shè)計階段：依據(jù)程序設(shè)計說明書，按照一定規(guī)范化的方法進行軟件結(jié)構(gòu)劃分和設(shè)計測試用例。測試執(zhí)行階段：輸入測試用例，得到測試結(jié)果。測試總結(jié)階段：對比測試的結(jié)果和代碼的預(yù)期結(jié)果，分析錯誤原因，找到并解決錯誤。332.3 控制流測試342.4算法流程352.5 語句覆蓋語句覆蓋的含義是：在測試時首先設(shè)計若干個測試用例，然后運行被測程序，使程序中的每個可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。這里所謂“若干個”，自然是越少越好。讓我們總結(jié)一下語句覆蓋的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點：很直觀地從代碼中得到測試用例，無需細分每條判定表達式。缺點:對于隱藏的條件和可能到達的隱式分支是無法測試的。它只在乎運行一次，而不考慮其他情況362.6 判定覆蓋按判定覆蓋準則進行測試是指：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。下面總結(jié)一下分支覆蓋測試的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點：分支覆蓋是比語句覆蓋更強的測試能力，比語句覆蓋要多幾乎一倍的測試路徑。它無需細分每個判定就可以得到測試用例。缺點:往往大部分的判定語句是由多個邏輯條件組合而成，若僅僅判斷其最終結(jié)果，而忽略每個條件的取值必然會遺漏部分的測試路徑。372.7 條件覆蓋變量表達式的值類別a=2取真值記為T3a=2取假值記為t3X>1取真值記為T4X>1取假值記為t4測試用例abx路徑覆蓋條件CASE6203SABCDET1T2T3T4CASE7101SACEt1T2t3T4CASE8211SACDET1t2T3t4變量表達式的值類別a>1取真值記為T1a>1取假值記為t1b=0取真值記為T2b=0取假值記為t2測試用例abx路徑覆蓋條件CASE8211SACDET1t2T3t4CASE9103SACDEt1T2t3T438判定-條件覆蓋測試賦值類別①a>1，b=0記為T1，T2②a>1，b!=0記為T1，t2③a<=1，b=0記為t1，T2④a<=1，b!=0記為t1，t2⑤a=2，x>1記為T3，T4⑥a=2，x<=1記為T3，t4⑦a!=2，x>1記為t3，T4⑧a!=2，x<=1記為t3，t439測試用例abx覆蓋組合路徑覆蓋條件CASE1203①⑤SABCDET1T2T3T4CASE8211②⑥SACDET1t2T3t4CASE9103③⑦SACDEt1T2t3T4CASE10111④⑧SACEt1t2t3t4402.8 路徑覆蓋按路徑覆蓋要求進行測試是指，設(shè)計足夠多的測試用例要求覆蓋程序中所有可能的路徑。下面總結(jié)一下路徑覆蓋測試的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點：路徑覆蓋是經(jīng)常要用到的測試覆蓋方法，它比普通的判定覆蓋準則和條件覆蓋準則覆蓋率都要高。缺點:路徑覆蓋不一定能保證條件的所有組合都覆蓋。a<=1，b=0這個就沒有被測試到。：由于路徑覆蓋需要對所有可能的路徑進行測試（包括循環(huán)、條件組合、分支選擇等），那么需要設(shè)計大量、復(fù)雜的測試用例，使得工作量呈指數(shù)級增長。41四、軟件質(zhì)量保證與測試人才的特點現(xiàn)代軟件研發(fā)對軟件人才的需求傳統(tǒng)軟件人才的特點創(chuàng)新軟件人才的特點敢冒風(fēng)險敢冒風(fēng)險有