關(guān)于面向軟件測試過程的知識管理方法的研究與實現(xiàn)

關(guān)于面向軟件測試過程的知識管理方法的研究與實現(xiàn)

作者：柳永坡鄒磊金茂忠劉雪梅

論文關(guān)鍵詞：軟件測試，知識管理模型，知識地圖

論文摘要：在軟件測試組織中，對測試過程中的知識進行有效的管理，是提升組織整體測試水平的關(guān)鍵。一個重要的研究問題是怎樣將知識管理過程與軟件測試過程有效集成，從而促進知識資產(chǎn)在軟件測試組織中的傳播與重用。給出了軟件測試領(lǐng)域知識管理子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、主要功能以及使用流程，對一些關(guān)鍵技術(shù)進行了探討。最后，給出了知識地圖模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，驗證了本文所實現(xiàn)的軟件測試領(lǐng)域知識管理系統(tǒng)的合理性和有效性。

知識管理的本質(zhì)是一個管理問題，但是知識管理的各種功能及服務(wù)最終都還得依靠知識管理技術(shù)來實現(xiàn)?？梢哉f，沒有強大的知識管理技術(shù)支持，企業(yè)將很難有效實施知識管理，它是構(gòu)建知識管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)知識管理的強大推動力。從廣義的角度看，知識管理技術(shù)并不局限于IT技術(shù)，但現(xiàn)代信息技術(shù)才是知識管理得以有效實現(xiàn)的基本前提。十多年的知識管理研究使得相當(dāng)一部分的知識管理IT工具已經(jīng)推向商業(yè)市場，但是這些已有的產(chǎn)品并不都是和企業(yè)的具體需求結(jié)合在一起，特別是在特定領(lǐng)域的應(yīng)用，這種脫節(jié)表現(xiàn)尤為突出。

軟件測試是一個知識密集型的活動，測試人員都屬于知識工作者，他們的工作不僅僅是依據(jù)測試計劃對軟件進行測試，與測試相關(guān)的知識、技巧、經(jīng)驗和靈感在測試過程中有著重要的作用，測試人員如果沒有開闊的思路，沒有豐富的測試經(jīng)驗與測試技巧，測試的質(zhì)量將無法保證。此外技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷出現(xiàn)的新的待測軟件產(chǎn)品，常使軟件測試人員感到壓力重重，力不從心，他們有探尋新的測試知識和技術(shù)的緊迫需求。而知識管理的出現(xiàn)為我們提供了一種新思路和解決問題的新方法，但是軟件測試有其自身的特點，雖然現(xiàn)有的通用知識管理理論及技術(shù)已或多或少觸及了某些問題，但我們更需要用一種與本領(lǐng)域結(jié)合更緊密的理論和技術(shù)，來重新思考和審視我們的問題，以便尋找出一種解決問題的更有效的方法。

本系統(tǒng)是目前北航軟件所的一個軟件測試管理平臺QESuite2．0項目中的一個子系統(tǒng)，該項目是北航軟件所承擔(dān)的某型號任務(wù)的一個子課題。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)完成了原型系統(tǒng)的構(gòu)建，全部模塊及功能已經(jīng)實現(xiàn)，并在實際工作中試用，達到了預(yù)期的效果。

1軟件測試領(lǐng)域的知識管理

1．1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外在軟件測試領(lǐng)域內(nèi)實施知識管理的相關(guān)研究很少，迄今為止并沒有找到在軟件測試中實施知識管理的實例。國內(nèi)知識管理的研究起步晚，同時專門從事軟件測試的企業(yè)又很少，在測試領(lǐng)域內(nèi)實施知識管理的需求剛剛出現(xiàn)。

到目前為止，雖然沒有發(fā)現(xiàn)國外針對軟件測試領(lǐng)域?qū)嵤┲R管理的研究和案例，但是從事各領(lǐng)域通用的知識管理的研究已有了很多年的歷史，像IBM，Microsoft這樣居于軟件行業(yè)領(lǐng)先地位的公司，已經(jīng)投入了相當(dāng)規(guī)模的資金與人力來進行知識管理的研究，提出了一整套的知識管理理論并開發(fā)出相應(yīng)的軟件產(chǎn)品。

此外，國外在與軟件測試最相近的軟件工程領(lǐng)域?qū)χR管理也有比較深入的相關(guān)研究，已經(jīng)發(fā)表了相當(dāng)數(shù)量的論文并開發(fā)出了一系列的軟件支持工具。目前，每年都舉行專門的基于知識的軟件工程年會(KBSEKnowledge-BasedSoftwareEngineeringConference)，探討知識管理在軟件工程領(lǐng)域的最新進展。

進行軟件測試領(lǐng)域知識管理的研究實際上是一個知識管理思想在軟件測試領(lǐng)域的IT實現(xiàn)問題，也就是開發(fā)出一個軟件平臺來支持軟件測試中的知識管理活動。根據(jù)Gallupe在2000年對現(xiàn)有知識管理系統(tǒng)平臺、理論、案例等相關(guān)信息的較大范圍的研究，現(xiàn)有知識管理系平臺要真正實現(xiàn)有效的知識獲取、編碼、存儲和搜索還有相當(dāng)長的一段路要走。

1．2存在的主要問題

根據(jù)作者在北航軟件所參與的軟件測試項目工作經(jīng)驗，同時結(jié)合知識管理的基本原理分析國際上主流軟件測試過程，認為目前在軟件測試過程中存在五大問題：

1)軟件測試知識重用率低。目前，軟件測試過程中公共測試知識的積累未能有意識地大規(guī)模開展，雖然企業(yè)內(nèi)部有一些用于測試知識和經(jīng)驗積累的數(shù)據(jù)庫，但大多數(shù)員工忽視其存在，造成測試知識資源的閑置，導(dǎo)致測試知識和經(jīng)驗的重用率低。

2)軟件測試知識傳遞不暢。現(xiàn)有測試知識的保管模式使得知識的傳遞不暢，測試知識被動地等人來閱讀，而使用者則在知識海洋中苦苦尋覓他所需要的知識，員工無法快速掌握新的測試知識。

3)軟件測試知識共享環(huán)境差。企業(yè)內(nèi)部尚沒有正式的、專用的、有組織的知識共享場所，員工之間缺乏相互溝通與交流的機會，溝通與交流的體制也沒有建立起來，軟件測試過程中的知識共享氛圍也有待于培養(yǎng)形成。

4)軟件測試知識流失嚴重。許多專門經(jīng)驗和技能只是少數(shù)人所擁有，沒有真正成為企業(yè)的公共知識，這不僅使測試知識傳遞不暢，而且在人員變動時，這些測試知識會隨之流失，使企業(yè)的整體競爭力因人員流動而發(fā)生波動，給企業(yè)帶來嚴重損失。

5)無法快速實現(xiàn)測試組織中人力資源優(yōu)化配置。知識管理是人、過程、技術(shù)的有機集成，其中人是最主要的，企業(yè)的管理者無法對組織中的人員技術(shù)特長、知識分布了如指掌，在遇到新的測試項目時，無法根據(jù)員工特長，快速搭建出最優(yōu)的項目團隊，從而無法實現(xiàn)組織中人力資源的優(yōu)化配置。

由于上述問題的存在，造成了軟件測試企業(yè)的生產(chǎn)效率不高，對市場的整體響應(yīng)速度慢，應(yīng)變能力不強。本人認為以上問題的出現(xiàn)是源于在當(dāng)前的軟件測試過程中缺乏對知識的科學(xué)管理，因此在該領(lǐng)域內(nèi)實施知識管理就顯得很有必要。

2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及工作流程

北航軟件所(SEI／BUAA)在多年從事軟件測試領(lǐng)域的研究與實踐的基礎(chǔ)上，對知識管理在測試領(lǐng)域中的應(yīng)用進行了大量深入的調(diào)查、研究，提出了一套針對軟件測試領(lǐng)域?qū)嵤┲R管理的思想和方法。

由于軟件測試領(lǐng)域的知識管理目前的研究甚少，特別是現(xiàn)成的軟件測試知識管理系統(tǒng)更是一片空白，因此本課題的研究只能參照通用的或相關(guān)領(lǐng)域的已有研究進行。觀察國內(nèi)外知識管理平臺的研究，盡管提出的模式紛繁復(fù)雜，但基本上每個模式中都包含著諸如知識產(chǎn)生、分類、積累、共享、重用這樣的基本流程。

2．1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

QESuite2．0在結(jié)構(gòu)上采用的c／s方式，可支持群組協(xié)同工作，其中數(shù)據(jù)收集和分發(fā)的部分使用EJB實現(xiàn)，容器使用JBoss。QESuite2．0的框架基于插件開發(fā)的思想創(chuàng)建，利用多態(tài)特性聲明可擴展的接口?？蚣芘c插件的連接、子類別的實例化過程則利用解釋引擎(也稱作連接器)在運行時動態(tài)完成，框架即可根據(jù)模板進行統(tǒng)一調(diào)用，具有良好的封裝性和可擴展性。基于測試管理平臺的以上特點，軟件測試過程知識管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。本系統(tǒng)基于J2EE開放式架構(gòu)，是一個面向軟件測試過程的架構(gòu)彈性的知識管理平臺。系統(tǒng)依循知識生命周期管理，利用軟件測試組織中的知識文檔，有效幫助企業(yè)存儲、管理、搜尋、分享各種知識，并通過組織中的知識地圖，有效地評估員工的知識程度，使知識地圖成為知識型員工的地位象征，并通過統(tǒng)計工具對擁有知識的員工進行肯定，從而促進知識共享的企業(yè)文化。

2．2系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)的工作流程主要包括以下幾個方面，如圖2所示。

(1)首先對本子系統(tǒng)進行初始化，在本系統(tǒng)預(yù)定義的基礎(chǔ)上，允許用戶對軟件測試知識分類、知識程度、組織職位定義、項目規(guī)模進行自定義。

(2)在交流庫中添加文檔，用戶可以直接編寫文檔提交交流庫，或者在交流庫中提出問題，交流庫是整個系統(tǒng)的知識文檔來源。交流庫中篩選出的技術(shù)含量較高文檔，由知識分析員進行知識分類后，提交知識庫。

(3)用戶可以自行對知識庫中的知識文檔進行評估，同時根據(jù)知識分析員對文檔的評定，以及作者的知識程度、文檔的鏈接程度等加權(quán)實現(xiàn)對文檔的評定。

(4)知識分析員可以根據(jù)組織討論的結(jié)果直接設(shè)定組織成員的知識等級，也可以通過編輯組織成員的項目經(jīng)歷，來自動設(shè)置成員的知識等級，或者通過成員在組織中發(fā)表的知識文檔來自動設(shè)置成員的知識等級。

(5)知識檢索，主要包括知識文檔檢索和專家檢索，通過知識文檔元數(shù)據(jù)可以任意檢索知識文檔，當(dāng)用戶無法找到需要的知識文檔，可以通過專家檢索來告訴用戶組織中能夠解決問題的人。

3幾個關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用

3．1基于本體的軟件測試領(lǐng)域知識表示方法

本體(ontology)起源于哲學(xué)，是關(guān)于存在及其本質(zhì)和規(guī)律的學(xué)說。在近一二十年，本體被計算機及建模領(lǐng)域所采用，用于