軟件質(zhì)量保證及測(cè)試 第二章 軟件測(cè)試基本概念

軟件測(cè)試方法和技術(shù)第2章軟件測(cè)試的基本概念第2章軟件測(cè)試的基本概念2.1軟件缺陷2.2軟件測(cè)試的分類2.3靜態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)試2.4主動(dòng)測(cè)試與被動(dòng)測(cè)試2.5黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試2.6軟件測(cè)試級(jí)別2.7軟件測(cè)試計(jì)劃與用例2.8專業(yè)測(cè)試人員的責(zé)任和要求缺陷是質(zhì)量的對(duì)立面2.1軟件缺陷2.1.1軟件質(zhì)量的內(nèi)涵2.1.2軟件缺陷的定義2.1.3軟件缺陷的產(chǎn)生2.1.4軟件缺陷的構(gòu)成2.1.5修復(fù)軟件缺陷的代價(jià)軟件質(zhì)量的內(nèi)涵軟件質(zhì)量：軟件產(chǎn)品滿足規(guī)定的和隱含的與需求能力有關(guān)的全部特征和特性。包括：軟件產(chǎn)品滿足使用要求的程度軟件各種屬性的組合程度用戶對(duì)軟件產(chǎn)品的綜合反映程度軟件在使用過程中滿足用戶要求的程度

軟件質(zhì)量模型從測(cè)量的角度看，影響軟件質(zhì)量的因素可以分為兩大類：可直接測(cè)量（如每個(gè)功能點(diǎn)的錯(cuò)誤）；間接度量（如可用性、可維護(hù)性）1、McCall模型McCall軟件質(zhì)量模型產(chǎn)品轉(zhuǎn)換產(chǎn)品修改產(chǎn)品運(yùn)行正確性可靠性效率完整性可用性可移植性重復(fù)性互用性可維護(hù)性可測(cè)試性靈活性ISO9126軟件質(zhì)量三層模型軟件產(chǎn)品質(zhì)量屬性根據(jù)ISO9126，軟件產(chǎn)品質(zhì)量可以歸納為以下屬性：（1）功能性（functionlity）：在指定條件下，軟件產(chǎn)品滿足明確和隱含要求功能的能力匹配性：軟件為指定的任務(wù)和用戶目標(biāo)提供一組合適功能的能力精確性：軟件提供所需精確度的正確或相符結(jié)果及效果的能力互用性：軟件產(chǎn)品與一個(gè)或更多規(guī)定系統(tǒng)進(jìn)行交互的能力安全性：軟件產(chǎn)品保護(hù)信息和數(shù)據(jù)的能力（2）可靠性（reliability）：在指定條件使用時(shí)，軟件產(chǎn)品維持規(guī)定的性能級(jí)別的能力成熟性：軟件產(chǎn)品為避免由軟件中錯(cuò)誤而導(dǎo)致失效的能力容錯(cuò)能力：在軟件失效或者違反規(guī)定的接口的情況下，軟件產(chǎn)品維持規(guī)定的性能級(jí)別的能力可恢復(fù)性：在發(fā)生故障的情況下，軟件重建規(guī)定的性能級(jí)別并恢復(fù)受直接影響的數(shù)據(jù)的能力軟件產(chǎn)品質(zhì)量屬性（3）可用性（usability）：在指定條件使用時(shí)，軟件產(chǎn)品被理解、學(xué)習(xí)、使用和吸引用戶的能力可理解性：完成特定任務(wù)的功能明顯性和適用性可學(xué)習(xí)性：軟件產(chǎn)品使用戶能學(xué)習(xí)它的應(yīng)用的能力可操作性：軟件產(chǎn)品使用戶能操作和控制它的能力*吸引性：軟件產(chǎn)品吸引用戶的能力軟件產(chǎn)品質(zhì)量屬性（4）效率（efficiency）：在規(guī)定條件下，相對(duì)于所用資源數(shù)量，軟件產(chǎn)品提供適當(dāng)性能的能力時(shí)間表現(xiàn)：在規(guī)定條件下，軟件產(chǎn)品執(zhí)行其功能時(shí)，提供適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)和處理時(shí)間以及吞吐量的能力資源表現(xiàn)：在規(guī)定條件下，軟件產(chǎn)品執(zhí)行其功能時(shí)，使用合適的數(shù)量和類型的資源的能力軟件產(chǎn)品質(zhì)量屬性（5）可維護(hù)性（maintainability）：軟件產(chǎn)品可被修改的能力，包括修正、改進(jìn)或軟件適應(yīng)環(huán)境、需求和功能規(guī)格說明中的變化可分析性：軟件診斷缺陷或失效原因以及判定修改部分的能力可變化性：軟件產(chǎn)品使指定的修改可以被實(shí)現(xiàn)的能力穩(wěn)定性：軟件產(chǎn)品避免由于軟件修改而造成意外結(jié)果的能力可測(cè)試性：軟件產(chǎn)品使已修改軟件能被確認(rèn)的能力軟件產(chǎn)品質(zhì)量屬性（6）可移植性（portability）：軟件產(chǎn)品從一種環(huán)境遷移到另外一種環(huán)境的能力適應(yīng)性：軟件產(chǎn)品無需采用手段就可能適應(yīng)不同的指定環(huán)境的能力易安裝性：軟件產(chǎn)品在指定環(huán)境中被安裝的能力一致性：軟件在公共環(huán)境中分享資源與其它獨(dú)立軟件共存的能力可替換性：在環(huán)境、目的相同的情況下替代另一個(gè)指定軟件的能力軟件產(chǎn)品質(zhì)量屬性14根據(jù)ISO/IECTR9126（2003）或ISO/IEC25000（2010）系列標(biāo)準(zhǔn)，軟件質(zhì)量可以分為：內(nèi)部質(zhì)量、外部質(zhì)量、使用質(zhì)量，三者關(guān)系如圖：軟件質(zhì)量模型內(nèi)部和外部質(zhì)量模型使用質(zhì)量模型16使用質(zhì)量有效性生產(chǎn)率安全滿意度軟件質(zhì)量的度量

17軟件質(zhì)量的度量主要是根據(jù)軟件生存周期中對(duì)軟件質(zhì)量的要求所進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)。它主要分為三方面：外部度量、內(nèi)部度量和使用度量。外部度量—測(cè)試和使用軟件產(chǎn)品過程中進(jìn)行內(nèi)部度量—軟件設(shè)計(jì)和編碼過程中進(jìn)行使用質(zhì)量的度量—在用戶使用過程中完成的2.1.2軟件缺陷的定義IEEE(1983)729軟件缺陷一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義：從產(chǎn)品內(nèi)部看，軟件缺陷是軟件產(chǎn)品開發(fā)或維護(hù)過程中所存在的錯(cuò)誤、毛病等各種問題；從外部看，軟件缺陷是系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的某種功能的失效或違背。軟件缺陷的現(xiàn)象功能、特性沒有實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理，存在缺陷實(shí)際結(jié)果和預(yù)期結(jié)果不一致運(yùn)行出錯(cuò)，包括運(yùn)行中斷、系統(tǒng)崩潰、界面混亂數(shù)據(jù)結(jié)果不正確、精度不夠用戶不能接受的其他問題，如存取時(shí)間過長(zhǎng)、界面不美觀軟件缺陷的產(chǎn)生技術(shù)問題算法錯(cuò)誤，語(yǔ)法錯(cuò)誤，計(jì)算和精度問題，接口參數(shù)傳遞不匹配團(tuán)隊(duì)工作溝通不充分，誤解軟件本身文檔錯(cuò)誤、用戶使用場(chǎng)合(userscenario)，時(shí)間上不協(xié)調(diào)、或不一致性所帶來的問題系統(tǒng)的自我恢復(fù)或數(shù)據(jù)的異地備份、災(zāi)難性恢復(fù)等問題軟件缺陷構(gòu)成需求41%初步設(shè)計(jì)12%設(shè)計(jì)24%代碼23%缺陷成本2.2軟件測(cè)試的分類（1）按照是否運(yùn)行程序劃分為：靜態(tài)測(cè)試、動(dòng)態(tài)測(cè)試（2）按照測(cè)試的方法劃分為：主動(dòng)測(cè)試、被動(dòng)測(cè)試（3）按照測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法劃分為：白盒測(cè)試、黑盒測(cè)試、灰盒測(cè)試（4）按照開發(fā)階段劃分為：?jiǎn)卧獪y(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試、α測(cè)試、β測(cè)試（5）按照測(cè)試中是否使用工具劃分手工測(cè)試、自動(dòng)化測(cè)試（6）按照實(shí)施測(cè)試的組織劃分為：開發(fā)方測(cè)試、用戶測(cè)試、第三方測(cè)試2.3靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試狹義的測(cè)試：（早期）將測(cè)試局限于對(duì)程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。廣義的測(cè)試：（現(xiàn)在）將需求和設(shè)計(jì)的評(píng)審納入測(cè)試范疇。靜態(tài)測(cè)試包括對(duì)軟件產(chǎn)品的需求和設(shè)計(jì)規(guī)格說明書的評(píng)審、對(duì)程序代碼的復(fù)審等。動(dòng)態(tài)測(cè)試是通過真正運(yùn)行程序發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，通過觀察代碼運(yùn)行過程，來獲取系統(tǒng)信息，對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行驗(yàn)證。靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試產(chǎn)品評(píng)審靜態(tài)分析驗(yàn)證和確認(rèn)靜態(tài)測(cè)試2.3.1

產(chǎn)品評(píng)審目的：通過軟件評(píng)審，可以更早地發(fā)現(xiàn)需求工程、軟件設(shè)計(jì)等各個(gè)方面的問題，大大減少大量的后期返工，將質(zhì)量成本從昂貴的后期返工轉(zhuǎn)化為前期的缺陷發(fā)現(xiàn)。定義：評(píng)審是對(duì)軟件元素或者項(xiàng)目狀態(tài)的一種評(píng)估手段，以確定其是否與計(jì)劃的結(jié)果保持一致，并使其得到改進(jìn)。檢驗(yàn)工作產(chǎn)品是否正確地滿足了以往工作產(chǎn)品中建立的規(guī)范。2.3.2

靜態(tài)分析兩種手段：人工檢測(cè)：人工檢測(cè)偏重于編碼風(fēng)格、質(zhì)量的檢驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)、代碼進(jìn)行分析，有效地發(fā)現(xiàn)邏輯設(shè)計(jì)和編碼錯(cuò)誤。計(jì)算機(jī)輔助靜態(tài)分析：利用靜態(tài)分析工具對(duì)被測(cè)程序進(jìn)行特性分析，從程序中提取一些信息，以便檢查程序邏輯的各種缺陷和可疑的程序構(gòu)造。2.3.3驗(yàn)證和確認(rèn)（V&V）Verification：是否正確地構(gòu)造了軟件？即是否正確地做事，驗(yàn)證開發(fā)過程是否遵守已定義好的內(nèi)容。驗(yàn)證產(chǎn)品滿足規(guī)格設(shè)計(jì)說明書的一致性Validation：是否構(gòu)造了正是用戶所需要的軟件？即是否正在做正確的事。驗(yàn)證產(chǎn)品所實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足用戶的需求2.4

主動(dòng)測(cè)試和被動(dòng)測(cè)試主動(dòng)測(cè)試方法：測(cè)試人員主動(dòng)向被測(cè)試對(duì)象發(fā)送請(qǐng)求、或借助數(shù)據(jù)、事件驅(qū)動(dòng)被測(cè)試對(duì)象的行為，從而驗(yàn)證被測(cè)試對(duì)象的反應(yīng)或輸出結(jié)果被動(dòng)測(cè)試方法：測(cè)試人員不干預(yù)產(chǎn)品的運(yùn)行，而是被動(dòng)地監(jiān)控產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中運(yùn)行，通過一定的被動(dòng)機(jī)制來獲得系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，包括輸入、輸出數(shù)據(jù)。2.5白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試功能測(cè)試數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試結(jié)構(gòu)測(cè)試邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試

客戶需求事件驅(qū)動(dòng)輸入輸出白盒測(cè)試黑盒測(cè)試被測(cè)軟件系統(tǒng)白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試2.6軟件測(cè)試級(jí)別調(diào)試組件功能

健壯性

效率組件之間的接口系統(tǒng)功能

安全性

健壯性

效率

功能及用戶界面

安全性

效率

用戶的可接受性組件測(cè)試集成測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試實(shí)現(xiàn)（編碼）驗(yàn)收測(cè)試單元測(cè)試單元測(cè)試單元測(cè)試：針對(duì)程序系統(tǒng)中的最小單元---模塊或組件進(jìn)行測(cè)試，一般和編碼同步進(jìn)行。主要采用白盒測(cè)試方法，從程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)測(cè)試用例，檢查程序模塊或組件的已實(shí)現(xiàn)的功能與定義的功能是否一致、以及編碼中是否存在錯(cuò)誤。通常要編寫驅(qū)動(dòng)模塊和樁模塊。單元測(cè)試一般由編程人員和測(cè)試人員共同完成，而以開發(fā)人員為主。單元測(cè)試包括代碼評(píng)審，代碼評(píng)審可以發(fā)現(xiàn)程序50%～70%代碼的缺陷。集成測(cè)試集成測(cè)試：也稱組裝測(cè)試、聯(lián)合測(cè)試，在單元測(cè)試的基礎(chǔ)上，將模塊按照設(shè)計(jì)要求組裝起來同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的模塊之間問題。兩種集成方式：一次性集成方式和增殖式集成方式。系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)功能測(cè)試：一般須在完成集成測(cè)試后進(jìn)行，而且是針對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。功能測(cè)試是基于產(chǎn)品功能說明書，是在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能，從用戶角度來進(jìn)行功能驗(yàn)證，以確認(rèn)每個(gè)功能是否都能正常使用系統(tǒng)非功能性測(cè)試：是將軟件放在整個(gè)計(jì)算機(jī)環(huán)境下，包括軟硬件平臺(tái)、某些支持軟件、數(shù)據(jù)和人員等，在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下進(jìn)行一系列的測(cè)試，包括：負(fù)載測(cè)試災(zāi)難恢復(fù)性測(cè)試可靠性測(cè)試性能測(cè)試安全測(cè)試……驗(yàn)收測(cè)試&安裝測(cè)試驗(yàn)收測(cè)試：目的是向未來的用戶表明系統(tǒng)能夠像預(yù)定要求那樣工作，驗(yàn)證軟件的功能和性能如同用戶所合理期待的那樣安裝測(cè)試：指按照軟件產(chǎn)品安裝手冊(cè)或相應(yīng)的文檔，在一個(gè)和用戶使用該產(chǎn)品完全一樣的環(huán)境中或相當(dāng)于用戶使用環(huán)境中，進(jìn)行一步一步的安裝操作性的測(cè)試α、β測(cè)試α測(cè)試：指軟件開發(fā)公司組織內(nèi)部人員開始使用新產(chǎn)品（稱為α版本），在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境和真實(shí)應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)測(cè)試階段所沒有發(fā)現(xiàn)的缺陷。經(jīng)過α測(cè)試調(diào)整的軟件產(chǎn)品稱為β版本。β測(cè)試：指公司外部的典型用戶試用，并要求用戶報(bào)告異常情況、提出批評(píng)意見，然后再對(duì)β版本進(jìn)行修正和完善，最終得到正式發(fā)布的版本。（常見的試用版本）2.7軟件測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試用例軟件測(cè)試工作范疇分兩個(gè)層次：軟件測(cè)試工作的組織與管理：制定測(cè)試策略、測(cè)試計(jì)劃，確認(rèn)所采用的測(cè)試方法與規(guī)范，控制測(cè)試進(jìn)度，管理測(cè)試資源。測(cè)試工作的實(shí)施：編制符合標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試文檔，搭建測(cè)試環(huán)境，開發(fā)測(cè)試腳本、與開發(fā)組織協(xié)作實(shí)現(xiàn)各階段的測(cè)試活動(dòng)測(cè)試工作流程測(cè)試計(jì)劃內(nèi)容目標(biāo)和范圍項(xiàng)目估算風(fēng)險(xiǎn)計(jì)劃進(jìn)度安排資源配置跟蹤和控制機(jī)制P30測(cè)試用例測(cè)試用例是測(cè)試人員在測(cè)試過程中的重要參考依據(jù)測(cè)試用例將有助于節(jié)約測(cè)試時(shí)間，提高測(cè)試效率。良好的測(cè)試用例不斷地被重復(fù)使用，使得測(cè)試過程事半功倍測(cè)試用例是一個(gè)知識(shí)積累的過程P302.8專業(yè)測(cè)試人員的責(zé)任與要求QA/測(cè)試經(jīng)理：人員管理，資源調(diào)配、測(cè)試方法改進(jìn)等；實(shí)驗(yàn)室管理人員：設(shè)置、配置和維護(hù)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試環(huán)境內(nèi)審員：審查流程，建立測(cè)試模板，跟蹤缺陷測(cè)試報(bào)告的質(zhì)量等；測(cè)試組長(zhǎng)：負(fù)責(zé)項(xiàng)目的管理、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試用例、任務(wù)安排等；測(cè)試設(shè)計(jì)人員/資深測(cè)試工程師：產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格說明書的審查、測(cè)試用例的設(shè)計(jì)、技術(shù)難題的解決、培訓(xùn)和指導(dǎo)、實(shí)際測(cè)試任務(wù)的執(zhí)行；一般（初級(jí)）測(cè)試工程師：執(zhí)行測(cè)試用例和相關(guān)的測(cè)試任務(wù)。對(duì)測(cè)試人員的要求技術(shù)，編程能力責(zé)任感、耐力

溝通能力、理解能力

分析問題能力（批判性思維）

項(xiàng)目管理能力