A-軟件工程課堂教學(xué)電子課件-第9課次

1、軟件工程(課堂教學(xué)-第九課次)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 張家銳 第8章 軟件測(cè)試o 一、測(cè)試的基本概念o 二、黑盒測(cè)試o 三、白盒測(cè)試o 四、開發(fā)過程測(cè)試一、測(cè)試的基本概念1、什么是軟件測(cè)試？ IEEE給出的軟件測(cè)試定義是：在特定的條件下運(yùn)行系統(tǒng)或構(gòu)件，觀察或記錄結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)的某個(gè)方面做出評(píng)價(jià)；或者是分析某個(gè)軟件系統(tǒng)項(xiàng)以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的和要求的條件之差別并評(píng)價(jià)此軟件項(xiàng)的特性。 G.J.Myers在軟件測(cè)試技巧一書中給出的軟件測(cè)試定義是：程序測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程。3/40一、測(cè)試的基本概念2、軟件測(cè)試的目的、任務(wù) 目的：發(fā)現(xiàn)程序的錯(cuò)誤。 任務(wù)：通過在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行程序，找出程序中潛在的錯(cuò)誤。3、

2、測(cè)試的特性(特點(diǎn)) (1)(1)挑剔性挑剔性 (2)(2)復(fù)雜性復(fù)雜性 (3)(3)不徹底性不徹底性 (4)(4)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性4/40一、測(cè)試的基本概念4、軟件測(cè)試的分類 軟件測(cè)試依據(jù)開發(fā)階段可劃分為單元測(cè)試單元測(cè)試、集成測(cè)集成測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試驗(yàn)收測(cè)試； 依據(jù)測(cè)試技術(shù)可劃分為白盒測(cè)試白盒測(cè)試、黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試及灰盒灰盒測(cè)試測(cè)試； 依據(jù)執(zhí)行狀態(tài)可劃分為靜態(tài)測(cè)試靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試動(dòng)態(tài)測(cè)試； 依據(jù)執(zhí)行主體可劃分為：開發(fā)方測(cè)試開發(fā)方測(cè)試、用戶測(cè)試及用戶測(cè)試及第三方測(cè)試第三方測(cè)試。5/40一、測(cè)試的基本概念5、測(cè)試的相關(guān)文檔 測(cè)試計(jì)劃：包括測(cè)試項(xiàng)目名稱，各項(xiàng)測(cè)試的

3、目的、步驟和進(jìn)度，以及測(cè)試用例的設(shè)計(jì)。 測(cè)試報(bào)告：包括測(cè)試項(xiàng)目名稱，實(shí)測(cè)結(jié)果與期望值的比較，發(fā)現(xiàn)的問題，以及測(cè)試達(dá)到的效果。-測(cè)試結(jié)果6、測(cè)試用例-測(cè)試時(shí)選用的例子 測(cè)試用例=測(cè)試數(shù)據(jù)+期望結(jié)果 測(cè)試結(jié)果=測(cè)試數(shù)據(jù)+期望結(jié)果+實(shí)際結(jié)果6/40二、黑盒測(cè)試1、黑盒測(cè)試含義 黑盒測(cè)試是軟件測(cè)試的主要方法之一。 黑盒測(cè)試也稱功能測(cè)試功能測(cè)試、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試、基基于規(guī)格說明的測(cè)試于規(guī)格說明的測(cè)試。 測(cè)試者不需具備應(yīng)用程序的代碼、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不需具備應(yīng)用程序的代碼、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程語言的專門知識(shí)和編程語言的專門知識(shí)，只需知道程序的輸輸入、輸出和系統(tǒng)的功能入、輸出和系統(tǒng)的功能，從用戶的角度針對(duì)軟件界面

4、、功能及外部表現(xiàn)進(jìn)行測(cè)試，而不考慮程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)。7/40二、黑盒測(cè)試2、黑盒測(cè)試能找出的錯(cuò)誤類型黑盒測(cè)試法注重于測(cè)試軟件的功能需求，主要試圖發(fā)現(xiàn)下列幾類錯(cuò)誤： 功能不正確或遺漏功能不正確或遺漏； 界面錯(cuò)誤界面錯(cuò)誤； 輸入和輸出錯(cuò)誤輸入和輸出錯(cuò)誤； 數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤； 性能錯(cuò)誤性能錯(cuò)誤； 初始化和終止錯(cuò)誤初始化和終止錯(cuò)誤等。8/40二、黑盒測(cè)試3、黑盒測(cè)試常用的用例設(shè)計(jì)方法： (1)等價(jià)分類法等價(jià)分類法 (2)邊界值分析法邊界值分析法 (3)錯(cuò)誤推測(cè)法 (4)因果圖法 (5)判定表驅(qū)動(dòng)法 (6)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法 (7)功能圖法等。9/40二、黑盒測(cè)試4、等價(jià)分類法-含義 等價(jià)分類法

5、是把程序的輸入域劃分成若干部分（子集），然后從每個(gè)部分中選取少數(shù)代表性數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例。每一類的代表性數(shù)據(jù)在測(cè)試中的作用等價(jià)于這一類中的其他值。 該方法是一種重要的，常用的黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法。10/40二、黑盒測(cè)試4、等價(jià)分類法-等價(jià)類 等價(jià)類是指某個(gè)輸入域的子集合輸入域的子集合。在該子集合中，各個(gè)輸入數(shù)據(jù)對(duì)于揭露程序中的錯(cuò)誤都是等效的，并合理地假定：測(cè)試某等價(jià)類的代表值就等于對(duì)這一類其它值的測(cè)試.因此，可以把全部輸入數(shù)據(jù)合理劃分為若干等價(jià)類，在每一個(gè)等價(jià)類中取一個(gè)數(shù)據(jù)作為測(cè)試的輸入條件，就可以用少量代表性的測(cè)試數(shù)據(jù)取得較好的測(cè)試結(jié)果。11/40二、黑盒測(cè)試4、等價(jià)分類法-等價(jià)類的劃分o 等

6、價(jià)類劃分包括：有效等價(jià)類有效等價(jià)類和無效等價(jià)類無效等價(jià)類。o 有效等價(jià)類：是指對(duì)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(jià)類可檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了規(guī)格說明中所規(guī)定的功能和性能。o 無效等價(jià)類：與有效等價(jià)類的定義恰巧相反。12/40二、黑盒測(cè)試4、等價(jià)分類法-等價(jià)類劃分的準(zhǔn)則在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個(gè)數(shù)的情況下，則可以確立一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類。在輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者規(guī)定了“必須如何”的條件的情況下，可確立一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。在輸入條件是一個(gè)布爾量的情況下，可確定一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值(假定n個(gè))，并

7、且程序要對(duì)每一個(gè)輸入值分別處理的情況下，可確立n個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則時(shí)，可確立一個(gè)有效等價(jià)類(符合規(guī)則)和若干個(gè)無效等價(jià)類(從不同角度違反規(guī)則)。在確知已劃分的等價(jià)類中各元素在程序處理中的方式不同的情況下，則應(yīng)再將該等價(jià)類進(jìn)一步的劃分為更小的等價(jià)類。13/40二、黑盒測(cè)試5、等價(jià)分類法-測(cè)試用例設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要同時(shí)考慮這兩種等價(jià)類。因?yàn)椋浖粌H要能接收合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn)，這樣的測(cè)試才能確保軟件具有更高的可靠性。 在確立了等價(jià)類后，可建立等價(jià)類表，列出所有劃分出的等價(jià)類。14/40二、黑盒測(cè)試o 5、等價(jià)分類法-測(cè)試用例設(shè)計(jì)o 輸入

8、條件 有效等價(jià)類 無效等價(jià)類15/40二、黑盒測(cè)試o 5、等價(jià)分類法-測(cè)試用例設(shè)計(jì)然后從劃分出的等價(jià)類中按以下三個(gè)原則設(shè)計(jì)測(cè)試用例： 為每一個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號(hào)。 設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋地有效等價(jià)類，重復(fù)這一步直到所有的有效等價(jià)類都被覆蓋為止。 設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其僅覆蓋一個(gè)尚未被覆蓋的無效等價(jià)類，重復(fù)這一步直到所有的無效等價(jià)類都被覆蓋為止。16/40二、黑盒測(cè)試o 6、等價(jià)類劃分法進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)舉例： 公司圣誕節(jié)獎(jiǎng)金發(fā)放計(jì)算程序：?jiǎn)T工在公司公司圣誕節(jié)獎(jiǎng)金發(fā)放計(jì)算程序：?jiǎn)T工在公司的工作年限超過的工作年限超過3 3年，發(fā)放工資的年，發(fā)放工資的50%50%

9、；在公；在公司的工作年限超過司的工作年限超過5 5年，發(fā)放工資的年，發(fā)放工資的75%75%；在；在公司的工作年限超過公司的工作年限超過8 8年，發(fā)放工資的年，發(fā)放工資的100%100%17/40二、黑盒測(cè)試18/40二、黑盒測(cè)試o 7、邊界值分析法-含義 邊界值分析是通過選擇等價(jià)類邊界的測(cè)試用例。邊界值分析法不僅重視輸入條件邊界，而且也必須考慮輸出域邊界。 它是對(duì)等價(jià)類劃分方法的補(bǔ)充。19/40二、黑盒測(cè)試o 8、邊界值分析法-理念o 長(zhǎng)期的測(cè)試工作經(jīng)驗(yàn)告訴我們，大量的錯(cuò)誤是發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上，而不是發(fā)生在輸入輸出范圍的內(nèi)部，因此針對(duì)各種邊界情況設(shè)計(jì)測(cè)試用例，可以查出更多的錯(cuò)誤。20

10、/40二、黑盒測(cè)試o 9、邊界值分析法-設(shè)計(jì)測(cè)試用例的一般思路 使用邊界值分析方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，首先應(yīng)確定邊界情況，通常輸入和輸出等價(jià)類的邊界，就是應(yīng)著重測(cè)試的邊界情況。應(yīng)當(dāng)選取正好等于，剛剛大于或剛剛小于邊界的值作為測(cè)試數(shù)據(jù)，而不是選取等價(jià)類中的典型值或任意值作為測(cè)試數(shù)據(jù)。21/40二、黑盒測(cè)試o 10、基于邊界值分析法設(shè)計(jì)測(cè)試用例的原則：1)如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則應(yīng)取剛達(dá)到這個(gè)范圍的邊界的值，以及剛剛超越這個(gè)范圍邊界的值作為測(cè)試輸入數(shù)據(jù)。2)如果輸入條件規(guī)定了值的個(gè)數(shù)，則用最大個(gè)數(shù)，最小個(gè)數(shù)，比最小個(gè)數(shù)少1，比最大個(gè)數(shù)多1的數(shù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)。3)根據(jù)規(guī)格說明的每個(gè)輸出條件，使用前面的

11、原則1)。4)根據(jù)規(guī)格說明的每個(gè)輸出條件，應(yīng)用前面的原則2)。5)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(gè)元素和最后一個(gè)元素作為測(cè)試用例。6)如果程序中使用了一個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當(dāng)選擇這個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界上的值作為測(cè)試用例。7)分析規(guī)格說明，找出其它可能的邊界條件。22/40二、黑盒測(cè)試o 11、邊界值分析法進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)舉例： 有函數(shù)有函數(shù)f(x,yf(x,y) )，其中，其中x100,200 x100,200，y1,10y1,10。請(qǐng)寫出該函數(shù)采用基本邊界值。請(qǐng)寫出該函數(shù)采用基本邊界值分析法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例。分析法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例。23/40二、黑盒測(cè)試答：

12、在邊界值分析法中獲取測(cè)試用例的方法是：(1)每次保留程序中一個(gè)變量，讓其余的變量取正常值，被保留的變量依次取min、 nom 、 max 、min-、max+；(2)對(duì)程序中的每個(gè)變量重復(fù)(1)。本題設(shè)計(jì)的測(cè)試用例是：(100,5)，(150,5)，(200,5)，(99,5)，(201,5)(150,1)，(150,5)，(150,10)，(150,0)，(150,11)24/40三、白盒測(cè)試o 白盒測(cè)試-含義：o 白盒測(cè)試（white-box testing）也稱透明盒測(cè)試（glass box testing）、結(jié)構(gòu)測(cè)試（structural testing）、邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試或基于程序本身的

13、測(cè)試；o 軟件測(cè)試的主要方法之一；o 測(cè)試應(yīng)用程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或運(yùn)作，而不是測(cè)試應(yīng)用程序的功能；o 在白盒測(cè)試時(shí)，以編程語言的角度來設(shè)計(jì)測(cè)試案例。測(cè)試者輸入數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)據(jù)流在程序中的移動(dòng)路徑，并確定適當(dāng)?shù)妮敵觯愃茰y(cè)試電路中的節(jié)點(diǎn)。測(cè)試者需要了解待測(cè)試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、算法等信息，這是從程序設(shè)計(jì)者的角度對(duì)程序進(jìn)行的測(cè)試。25/40三、白盒測(cè)試o 白盒測(cè)試-應(yīng)用： 白盒測(cè)試可以應(yīng)用于單元測(cè)試（unit testing）、集成測(cè)試（integration testing）和系統(tǒng)的軟件測(cè)試流程，可測(cè)試在集成過程中每一單元之間的路徑，或者主系統(tǒng)跟子系統(tǒng)中的測(cè)試。盡管這種測(cè)試的方法可以發(fā)現(xiàn)許多的錯(cuò)誤或問題，它

14、可能無法檢測(cè)未使用部分的規(guī)范。26/40四、開發(fā)過程測(cè)試 1、V模型及測(cè)試的層次性 2、單元測(cè)試 3、集成測(cè)試 4、確認(rèn)測(cè)試 5、系統(tǒng)測(cè)試 6、驗(yàn)收測(cè)試 7、其它專項(xiàng)測(cè)試27/401、V模型及測(cè)試的層次性o 單元測(cè)試o 集成測(cè)試o 系統(tǒng)測(cè)試o 驗(yàn)收測(cè)試28/402、單元測(cè)試o 工廠在組裝一臺(tái)電視機(jī)之前，會(huì)對(duì)每個(gè)元件都進(jìn)行測(cè)試，這就是單元測(cè)試。o 在一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化編程語言中，比如C，要進(jìn)行測(cè)試的單元一般是函數(shù)或子過程。在象C+/java這樣的面向?qū)ο蟮恼Z言中， 要進(jìn)行測(cè)試的基本單元是類。o 單元測(cè)試（模塊測(cè)試）是開發(fā)者編寫的一小段代碼，用于檢驗(yàn)被測(cè)代碼的一個(gè)很小的、很明確的功能是否正確。o 進(jìn)

15、行單元測(cè)試，就是為了證明這段代碼的結(jié)果和我們期望的一致。29/403、集成測(cè)試o 集成測(cè)試是指對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部件進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，以決定他們能否在一起共同工作而沒有沖突。部件可以是代碼塊、獨(dú)立的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)上的客戶端或服務(wù)器端程序。o 集成測(cè)試是在單元測(cè)試的基礎(chǔ)上，測(cè)試將所有的軟件單元按要求組裝成模塊、子系統(tǒng)或系統(tǒng)的過程中各部分工作是否達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)及要求的活動(dòng)。o 在集成測(cè)試之前，單元測(cè)試應(yīng)該已經(jīng)完成，集成測(cè)試中所使用的對(duì)象應(yīng)該是已經(jīng)經(jīng)過單元測(cè)試的軟件單元。o 集成測(cè)試(組裝測(cè)試，聯(lián)合測(cè)試)是單元測(cè)試的邏輯擴(kuò)展。30/403、集成測(cè)試31/403、集成測(cè)試o 常見的集成測(cè)試方案： 自底向上集

16、成測(cè)試 自頂向下集成測(cè)試 Big-Bang集成測(cè)試 三明治集成測(cè)試 核心集成測(cè)試 分層集成測(cè)試 基于使用的集成測(cè)試等32/404、系統(tǒng)測(cè)試o 是對(duì)完整集成后的產(chǎn)品和解決方案進(jìn)行測(cè)試，用來評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)具體需求規(guī)格說明的功能和非功能的符合性的測(cè)試。o 其測(cè)試的目的是發(fā)現(xiàn)可能難以直接與模塊或接口關(guān)聯(lián)的缺陷，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、體系和代碼的基礎(chǔ)問題（產(chǎn)品級(jí)缺陷）。34/405、驗(yàn)收測(cè)試o 驗(yàn)收測(cè)試是部署軟件之前的最后一個(gè)測(cè)試操作。在軟件產(chǎn)品完成了功能測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試之后、產(chǎn)品發(fā)布之前所進(jìn)行的軟件測(cè)試活動(dòng)它是技術(shù)測(cè)試的最后一個(gè)階段,也稱為交付測(cè)試。驗(yàn)收測(cè)試的目的是確保軟件準(zhǔn)備就緒，并且可以讓最終用戶將其用于執(zhí)行軟

17、件的既定功能和任務(wù)。o 驗(yàn)收測(cè)試是向未來的用戶表明系統(tǒng)能夠像預(yù)定要求那樣工作。經(jīng)集成測(cè)試后，已經(jīng)按照設(shè)計(jì)把所有的模塊組裝成一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)，接口錯(cuò)誤也已經(jīng)基本排除了，接著就應(yīng)該進(jìn)一步驗(yàn)證軟件的有效性，這就是驗(yàn)收測(cè)試的任務(wù)，即軟件的功能和性能如同用戶所合理期待的那樣。35/406、其它專項(xiàng)測(cè)試o 性能測(cè)試：是通過自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。o 負(fù)載測(cè)試和壓力測(cè)試是典型的性能測(cè)試。o 性能測(cè)試包括的測(cè)試內(nèi)容豐富多樣。中國軟件評(píng)測(cè)中心將性能測(cè)試概括為三個(gè)方面：應(yīng)用在客戶端性能的測(cè)試、應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上性能的測(cè)試和應(yīng)用在服務(wù)器端性能的測(cè)試。通常情況下，

18、三方面有效、合理的結(jié)合，可以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)性能全面的分析和瓶頸的預(yù)測(cè)。36/406、其它專項(xiàng)測(cè)試o 負(fù)載測(cè)試(Load testing)： 通過測(cè)試系統(tǒng)在資源超負(fù)荷情況下的表現(xiàn)，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤或驗(yàn)證系統(tǒng)的負(fù)載能力。 在這種測(cè)試中，將使測(cè)試對(duì)象承擔(dān)不同的工作量，以評(píng)測(cè)測(cè)試對(duì)象在不同工作量條件下的性能行為，以及持續(xù)正常運(yùn)行的能力。 負(fù)載測(cè)試的目標(biāo)是確定并確保系統(tǒng)在超出最大預(yù)期工作量的情況下仍能正常運(yùn)行。此外，負(fù)載測(cè)試還要評(píng)估性能特征，例如，響應(yīng)時(shí)間、事務(wù)處理速率和其他與時(shí)間相關(guān)的方面。37/406、其它專項(xiàng)測(cè)試o 容量測(cè)試：o 容量可以看作系統(tǒng)性能指標(biāo)中一個(gè)特定環(huán)境下的一個(gè)特定性能指標(biāo)，即設(shè)定的界限或極限值。o 容量測(cè)試目的是通過測(cè)試預(yù)先分析出反映軟件系統(tǒng)應(yīng)用特征的某項(xiàng)指標(biāo)的極限值（如最大并發(fā)用戶數(shù)、數(shù)據(jù)庫記錄數(shù)等），系統(tǒng)在其極限值狀態(tài)下沒有出現(xiàn)任何軟件故障或還能保持主要功能正常運(yùn)行。容量測(cè)試還將確定測(cè)試對(duì)象在給定時(shí)間內(nèi)能夠持續(xù)處理的最大負(fù)載或工作量。o 容量測(cè)試能讓開發(fā)商或用戶了解該系統(tǒng)的承載能力或提供服務(wù)的能力。如某個(gè)電子商務(wù)網(wǎng)站所能承受的、同時(shí)進(jìn)行交易或結(jié)算的在線用戶數(shù)。知道了系統(tǒng)的實(shí)際容量，如果不能滿足設(shè)計(jì)要求，就應(yīng)該尋求新的技術(shù)解決方案，以提高系統(tǒng)的容量。38/40