軟件測試與可靠性研究

1、軟件測試與可靠性研究李英（江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學院計算機技術(shù)系， 江西南昌 330043）摘要：近年來，由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，軟件產(chǎn)品應(yīng)用到社會的各個領(lǐng)域，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量就成為了人們共同關(guān)注的焦點，這也導致了軟件測試在開發(fā)過程中的地位越來越重要。一個軟件工程的總體目標是充分利用有限的資源，高效率、高質(zhì)量地完成軟件開發(fā)項目，但是不足的軟件測試勢必使軟件帶著一些潛在的錯誤投入運行，用戶將承擔更大的風險；然而軟件測試是在軟件投入使用之前的一個執(zhí)行過程，目的是盡可能發(fā)現(xiàn)并改正被測試軟件中的錯誤，提高軟件的可靠性。軟件測試是軟件生命周期中一項非常重要且非常復雜的工作，對軟件的質(zhì)量與可靠性的保證具有極其

2、重要的意義。本文就軟件測試對軟件質(zhì)量的可靠性進行了闡述。關(guān)鍵詞 軟件測試 ，軟件工程，軟件質(zhì)量，可靠性一、引言軟件測試的定義是在1983年由IEEE在軟件工程標準術(shù)語中給出的：使用人工或自動手段來運行或評價某個系統(tǒng)或系統(tǒng)部件的過程，其目的在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求；或者是弄清預期結(jié)果和實際結(jié)果之間的差別。該定義可以從三個層面上來理解，第一是確認軟件的質(zhì)量，其一方面是確認軟件做了你所期望的事情，另一方面是確認軟件以正確的方式來做了這個事件。第二是提供信息，比如提供給開發(fā)人員或程序經(jīng)理的反饋信息，為風險評估所準備的信息。第三軟件測試不僅是在測試軟件產(chǎn)品的本身，而且還包括軟件開發(fā)的過程，如果一個軟

3、件產(chǎn)品開發(fā)完成之后發(fā)現(xiàn)了很多問題，這說明此軟件開發(fā)過程很可能是有缺陷的。因此軟件測試可以從三個層面來保證整個軟件過程是高質(zhì)量的。軟件可靠性測試是軟件測試過程中的一個重要階段和關(guān)鍵步驟。軟件可靠性測試的目的是對軟件的可靠性進行驗證，通過排除在軟件測試過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤和缺陷，可以有效實現(xiàn)軟件可靠性的增長。隨著軟件規(guī)模的不斷擴大，軟件功能的不斷增加，軟件測試的難度進一步提高，軟件產(chǎn)品的可靠性也更加難以度量。目前，軟件可靠性工程還處于不成熟的正在發(fā)展確立階段，還沒有建立起權(quán)威性的管理體系和規(guī)范，雖然建立的許多軟件可靠性模型在一定程度上描述了軟件可靠性，但均存在局限性，至今尚無哪一個模型能夠適合廣泛的應(yīng)

4、用。因此從事軟件可靠性測試與評估研究是一個具有理論價值和實際意義的工作。二、軟件測試軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程。它是根據(jù)軟件開發(fā)各階段的規(guī)格說明和程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而精心設(shè)計的一批測試用例，用這些測試用例去執(zhí)行程序、以發(fā)現(xiàn)程序錯誤的過程?？偠灾?，軟件測試就是在精心控制的環(huán)境下執(zhí)行程序，以發(fā)現(xiàn)程序中錯誤，給出程序可靠性的鑒定。就測試模式而言，可分為兩種：白盒測試和黑盒測試。這兩種測試方向是不同的，白盒測試以深度為主；而黑盒測試以廣度為主。2.1 白盒測試白盒測試也稱為結(jié)構(gòu)性測試，因為涉及到程序內(nèi)部，這種測試一般在公司內(nèi)部進行。白盒測試主要有兩大方面：數(shù)據(jù)流程面和控制流程面。數(shù)據(jù)流程面就

5、是測試資料進出系統(tǒng)的程序所經(jīng)過的流程；控制流程面就是測試程序在執(zhí)行過程中每個階段的流程。2.2 黑盒測試黑盒測試不需要測試人員對軟件的結(jié)構(gòu)有深層次的了解，所進行的測試著重于軟件的功能面，所以也稱為功能測試。黑盒測試需測試人員按照測試用例來進行，所以設(shè)計的測試用例的好壞會直接影響到測試結(jié)果。三、軟件可靠性3.1 軟件可靠性定義軟件可靠性是程序在給定的時間間隔以及給定的環(huán)境條件下，按照設(shè)計要求，程序執(zhí)行所要求的功能的能力。根據(jù)定義，軟件可靠性包含了以下3個要素：給定的時間、給定的條件以及所要求的功能。給定的時間：運行時間。給定的條件：軟件的運行環(huán)境。所要求的功能：規(guī)格說明書上明確的任務(wù)和功能。3.

6、2 軟件可靠性度量軟件可靠性度量是指對軟件產(chǎn)品具有可靠性程度的定量評價。運用應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)處理在系統(tǒng)測試和運行期間采集、觀察到的失效數(shù)據(jù)，以評估該軟件的可靠性。3.3 軟件可靠性測試在有使用代表性的環(huán)境中，為進行軟件可靠性估計對該軟件進行的功能測試。需要說明的是，"使用代表性"指的是在統(tǒng)計意義下該環(huán)境能反映出軟件的使用環(huán)境特性。（1）通過在具有使用代表性的環(huán)境中執(zhí)行軟件，以確認軟件需求是否被實現(xiàn)。（2）為進行軟件可靠性估計采集準確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集是整個軟件可靠性估計工作的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的準確與否關(guān)系到軟件可靠性評估的準確度。（3）通過軟件可靠性測試找出所有對軟件可靠性影響較大的錯

7、誤。軟件可靠性測試過程包括：測試用例、測試環(huán)境的準備、測試運行、可靠性數(shù)據(jù)收集、可靠性數(shù)據(jù)分析和失效糾正。測試用例：軟件可靠性測試采用的是按照軟件的實際使用情況對軟件進行可靠性的方法。因此，可靠性測試所用的測試用例是根據(jù)軟件的實際使用情況隨機選取到的。測試環(huán)境的準備：為了得到盡可能真實的可靠性測試結(jié)果，可靠性測試應(yīng)盡在真實的環(huán)境下進行，但是在很多情況下，在真實的環(huán)境下進行軟件的可靠性測試很不實際，因此需要仿真的測試環(huán)境。測試運行：即在真實的測試環(huán)境中或可靠性仿真測試環(huán)境中，用按照軟件的實際使用情況生成的測試用例對軟件進行測試。數(shù)據(jù)收集：在可靠性測試過程中收集到的數(shù)據(jù)，包括輸入數(shù)據(jù)、輸出結(jié)果，以

8、便進行失效分析和進行回歸測試。數(shù)據(jù)分析：主要包括失效分析和可靠性分析。失效分析是根據(jù)運行結(jié)果判斷軟件是否失效，以及失效的后果、原因等；而可靠性分析主要是根據(jù)失效數(shù)據(jù)，估計軟件的可靠性水平。失效糾正：如果軟件運行的結(jié)果與需求不一致，則軟件發(fā)生失效。通過失效分析，找到并糾正引起失效的程序中的缺陷，從而實現(xiàn)軟件可靠性的增長。3.3.4 軟件可靠性評估目前在軟件可靠性評價技術(shù)中，受到關(guān)注的主要有兩種評價方法：（1）基于軟件可靠性測試的評估方法軟件可靠性測試方法通常是采用可靠性驗證方法?？煽啃则炞C測試是為了驗證軟件當前的可靠性水平是否滿足用戶的要求而進行的測試，即用戶在接收軟件時，確定它是否滿足軟件規(guī)格說明書中規(guī)定的可靠性指標。該種方法一般是在軟件驗收階段進行的，在軟件需求方參與的情況下實施。圖3-1 介紹了基于軟件可靠性測試的評估方法的步驟。圖3-1 軟件可靠性測試的評估方法（2）基于軟件可靠性建模的評估方法軟件可靠性建模評估方法一般是用可靠性增長測試對軟件可靠性進行評估和預測。在可靠性增長測試中，測試以迭代的方式進行，根據(jù)測試期間跟蹤到的故障，使用基于軟件可靠性增長模型和統(tǒng)計推理的可靠性評估程序進行故障強度的估計，并用于跟蹤測試的進展情況。四、結(jié)論本文從軟件測試和軟件可靠性理論入手，對現(xiàn)在的軟件可靠性技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究，并總結(jié)出現(xiàn)有的可靠性評估的方法。誠然，最