軟件測(cè)試課件第1章 軟件測(cè)試概述

第1章軟件測(cè)試概述

軟件測(cè)試概述

軟件測(cè)試就是按照測(cè)試方案和流程對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能和非功能性測(cè)試，甚至根據(jù)需要編寫不同的測(cè)試工具，設(shè)計(jì)和維護(hù)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試方案可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和評(píng)估。1.1

軟件測(cè)試背景著名軟件錯(cuò)誤案例迪斯尼的獅子王，1994-1995美國(guó)航天局火星極地登陸者號(hào)探測(cè)器，1999北京奧運(yùn)會(huì)票務(wù)系統(tǒng)，2007軟件的定義計(jì)算機(jī)軟件是由專業(yè)人員開發(fā)并長(zhǎng)期維護(hù)的軟件產(chǎn)品。完整的軟件產(chǎn)品包括了在各種不同容量和體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)上的可執(zhí)行的程序，運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種結(jié)果，以及以硬復(fù)制和電子表格等多種方式存在的軟件文檔。軟件的特點(diǎn)軟件是一種邏輯實(shí)體，而不是具體的物理實(shí)體，因而它具有抽象性。軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制造過程。要提高軟件的質(zhì)量，必須在軟件開發(fā)方面下工夫。在軟件的運(yùn)行和使用期間，不會(huì)出現(xiàn)硬件中所出現(xiàn)的機(jī)械磨損、老化問題。然而它存在退化問題，必須要對(duì)其進(jìn)行多次修改與維護(hù)。計(jì)算機(jī)的開發(fā)與運(yùn)行常常受到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制約，它對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有著不同程度的依賴性。為了解除這種依賴性，在軟件開發(fā)中提出了軟件移植的問題。軟件的特點(diǎn)軟件的開發(fā)至今尚未完全擺脫人工的開發(fā)方式。軟件本身是復(fù)雜的。軟件的復(fù)雜性可能來自它所反映的實(shí)際問題的復(fù)雜性，也可能來自程序邏輯結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。軟件成本相當(dāng)昂貴。軟件的研制工作需要投入大量的、復(fù)雜的、高強(qiáng)度的腦力勞動(dòng)，它的成本是比較高的。相當(dāng)多的軟件工作涉及社會(huì)因素。許多軟件的開發(fā)和運(yùn)行涉及機(jī)構(gòu)、體制及管理方式等問題，他們直接決定項(xiàng)目的成敗。軟件的分類方法按照在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所處的應(yīng)用層次的不同系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件按照軟件本身規(guī)模的不同微型、小型、中型、大型和超大型軟件按照軟件運(yùn)行平臺(tái)的不同個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件、嵌入式軟件、基于Web的軟件軟件工程IEEE對(duì)軟件工程的定義為：將系統(tǒng)化、嚴(yán)格約束的、可量化的方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)，即將工程化應(yīng)用于軟件。對(duì)上述方法的研究。具體說來，軟件工程是以借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，以提高質(zhì)量、降低成本為目的指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。軟件測(cè)試與軟件工程軟件測(cè)試在軟件工程過程中一直占據(jù)著核心活動(dòng)的地位在瀑布模型中，軟件測(cè)試作為一個(gè)重要步驟被執(zhí)行，并花費(fèi)整個(gè)軟件開發(fā)近40%的時(shí)間和工作量?？梢哉f在早期的軟件工程活動(dòng)中，軟件質(zhì)量主要是通過測(cè)試活動(dòng)保證的。軟件質(zhì)量RogerS.Pressman對(duì)軟件質(zhì)量的定義為：軟件要符合顯式聲明的功能和性能需求，顯式文檔化的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及專業(yè)人員開發(fā)的軟件所應(yīng)具有的所有隱含特性。軟件的質(zhì)量屬性，按其在運(yùn)行時(shí)是否可見分為：運(yùn)行時(shí)可觀察到的，包括性能、安全性、可用性、易用性；運(yùn)行時(shí)不可觀察到的，包括可修改性、可移植性、可測(cè)試性、可集成性、可重用性等。軟件質(zhì)量軟件工程的目標(biāo)是生產(chǎn)出高質(zhì)量的軟件正確性：軟件能夠做正確的事情，并且能夠正確的運(yùn)行；性能：系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和硬件資源的占用率；安全性：在對(duì)合法用戶提供服務(wù)的同時(shí)，阻止未授權(quán)用戶的使用企圖；可用性：能長(zhǎng)時(shí)間正確的運(yùn)行并快速的從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到正確狀態(tài)；易用性：最終用戶容易使用和學(xué)習(xí)；可修改性：系統(tǒng)很容易的被修改從而適應(yīng)新的需求或采用新的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力；可移植性：軟件可以很簡(jiǎn)單地在平臺(tái)間移植；可測(cè)試性：軟件能夠被測(cè)試的容易程度；可集成性：讓分別開發(fā)的組件在一起正確工作；可重用性：能夠在新系統(tǒng)中應(yīng)用已有的組件。軟件質(zhì)量保證活動(dòng)在現(xiàn)代軟件工程中，將軟件質(zhì)量保證作為一個(gè)單獨(dú)的活動(dòng)執(zhí)行，以確保軟件質(zhì)量在軟件開發(fā)的全過程中都受到重視和驗(yàn)證，稱之為軟件質(zhì)量保證活動(dòng)（SQA）。SQA包含：一種質(zhì)量管理方法，有效的軟件工程技術(shù)，在整個(gè)軟件過程中采用的正式技術(shù)評(píng)審，一種多層次的測(cè)試策略，對(duì)軟件文檔及其修改的控制，保證軟件遵從軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)程、度量和報(bào)告機(jī)制。1.2

軟件缺陷軟件缺陷的定義軟件缺陷，常常又被叫做Bug。所謂軟件缺陷，即為計(jì)算機(jī)軟件或程序中存在的某種破壞正常運(yùn)行能力的問題、錯(cuò)誤或者隱藏的功能缺陷。IEEE對(duì)缺陷有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義：從產(chǎn)品內(nèi)部看，缺陷是軟件產(chǎn)品開發(fā)或維護(hù)過程中存在的錯(cuò)誤、毛病等各種問題；從產(chǎn)品外部看，缺陷是系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的某種功能的失效或違背。在軟件開發(fā)生命周期的后期，修復(fù)檢測(cè)到的軟件錯(cuò)誤的成本較高。1.2

軟件缺陷軟件缺陷至少滿足下列5個(gè)規(guī)則之一：軟件未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)格說明所要求的功能。軟件中出現(xiàn)了產(chǎn)品規(guī)格說明指明不應(yīng)該出現(xiàn)的錯(cuò)誤。軟件實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品規(guī)格說明未提到的功能。軟件未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)格說明雖未明確提及但應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。軟件難以理解，不容易使用，運(yùn)行緩慢，或從測(cè)試員的角度看，最終用戶會(huì)認(rèn)為不好。1.2

軟件缺陷軟件缺陷出現(xiàn)的原因說明書設(shè)計(jì)編碼其他軟件測(cè)試的定義概括說來，軟件測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程。或者說，軟件測(cè)試是根據(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(jì)一批測(cè)試用例，并利用這些測(cè)試用例去執(zhí)行程序，以發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤的過程。IEEE對(duì)軟件測(cè)試的定義為：使用人工和自動(dòng)手段來運(yùn)行或測(cè)試某個(gè)系統(tǒng)的過程，其目的在于檢測(cè)它是否滿足規(guī)定的需求或弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。軟件測(cè)試的定義軟件測(cè)試可以簡(jiǎn)單的理解成下圖這個(gè)過程：1.3

軟件測(cè)試的目的軟件測(cè)試的目的，就是要發(fā)現(xiàn)軟件中存在的缺陷和系統(tǒng)不足，定義系統(tǒng)的能力和局限性，提供組件、工作產(chǎn)品和系統(tǒng)的質(zhì)量信息；提供預(yù)防或減少可能錯(cuò)誤的信息，在過程中盡早檢測(cè)錯(cuò)誤以防止錯(cuò)誤傳遞到下一階段，提前確認(rèn)問題和識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)；最終獲取系統(tǒng)在可接受風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)可用的信息，確認(rèn)系統(tǒng)在非正常情況下的功能和性能，保證一個(gè)工作產(chǎn)品是完整的并且是可用的或者可被集成的。軟件測(cè)試的目的軟件缺陷可能在軟件開發(fā)的各個(gè)階段被引入，如果沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正，就會(huì)傳遞到軟件開發(fā)的下一階段。如圖所示。軟件測(cè)試的原則不可能進(jìn)行完全測(cè)試測(cè)試中有風(fēng)險(xiǎn)存在軟件測(cè)試只能表明缺陷的存在，而不能證明產(chǎn)品已經(jīng)沒有缺陷軟件產(chǎn)品中所存在的缺陷數(shù)與已發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)成正比要避免軟件測(cè)試的殺蟲劑現(xiàn)象及早的和不斷的進(jìn)行軟件測(cè)試進(jìn)行回歸測(cè)試軟件測(cè)試應(yīng)該有計(jì)劃、有組織的進(jìn)行1.4

軟件測(cè)試的分類按測(cè)試階段單元測(cè)試、集成測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試。1.4

軟件測(cè)試的分類按是否需要執(zhí)行被測(cè)試軟件靜態(tài)測(cè)試靜態(tài)測(cè)試又稱靜態(tài)分析，是不實(shí)際運(yùn)行被測(cè)軟件，而是直接分析軟件的形式和結(jié)構(gòu)，查找缺陷。主要包括對(duì)源代碼、程序界面和各類文檔及中間產(chǎn)品（如產(chǎn)品說明書、技術(shù)設(shè)計(jì)文檔等）所做的測(cè)試。動(dòng)態(tài)測(cè)試動(dòng)態(tài)測(cè)試又稱動(dòng)態(tài)分析，是指需要實(shí)際運(yùn)行被測(cè)軟件，通過觀察程序運(yùn)行時(shí)所表現(xiàn)出來的狀態(tài)、行為等發(fā)現(xiàn)軟件缺陷，包括在程序運(yùn)行時(shí)，通過有效的測(cè)試用例（對(duì)應(yīng)的輸入、輸出關(guān)系）來分析被測(cè)程序的運(yùn)行情況或進(jìn)行跟蹤對(duì)比，發(fā)現(xiàn)程序所表現(xiàn)的行為與設(shè)計(jì)規(guī)格或客戶需求不一致的地方。1.4軟件測(cè)試的分類

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靜態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)試靜態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)試之間既具有一定的協(xié)同性，同時(shí)又具有相對(duì)的獨(dú)立性。程序靜態(tài)分析的目標(biāo)不是證明程序完全正確，而是作為動(dòng)態(tài)測(cè)試的補(bǔ)充，在程序運(yùn)行前盡可能多的發(fā)現(xiàn)代碼中隱含的缺陷。靜態(tài)測(cè)試是不能完全代替動(dòng)態(tài)測(cè)試的。測(cè)試方法是否需要運(yùn)行軟件是否需要測(cè)試用例是否可以直接定位缺陷測(cè)試實(shí)現(xiàn)難易程度靜態(tài)測(cè)試否否是容易動(dòng)態(tài)測(cè)試是是否困難1.4

軟件測(cè)試的分類按是否需要查看代碼白盒測(cè)試白盒測(cè)試是指已知軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，通過驗(yàn)證每種內(nèi)部操作是否符合設(shè)計(jì)規(guī)格的要求來進(jìn)行測(cè)試。黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試是指已知軟件產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)規(guī)格，測(cè)試每個(gè)實(shí)現(xiàn)了的功能是否滿足要求?；液袦y(cè)試灰盒測(cè)試是介于白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試之間的測(cè)試，是對(duì)兩種測(cè)試的一種折中。1.4

軟件測(cè)試的分類按測(cè)試執(zhí)行時(shí)是否需要人工干預(yù)手工測(cè)試手工測(cè)試是完全由人工完成測(cè)試工作，包括測(cè)試計(jì)劃的制定，測(cè)試用例的設(shè)計(jì)和執(zhí)行，以及測(cè)試結(jié)果的檢查和分析。傳統(tǒng)的測(cè)試工作都是由人工來完成的。自動(dòng)測(cè)試自動(dòng)測(cè)試指的是通過軟件測(cè)試工具，按照測(cè)試人員的預(yù)定計(jì)劃對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)的測(cè)試。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生可靠的系統(tǒng)；改進(jìn)測(cè)試工作質(zhì)量；提高測(cè)試工作效率1.4

軟件測(cè)試的分類按測(cè)試實(shí)施組織開發(fā)方測(cè)試開發(fā)方測(cè)試也叫做α測(cè)試，是指在軟件開發(fā)環(huán)境下，由開發(fā)方提供檢測(cè)和提供客觀證據(jù)，驗(yàn)證軟件是否滿足規(guī)定的要求。用戶測(cè)試用戶測(cè)試是指在用戶的應(yīng)用環(huán)境下，由用戶通過運(yùn)行和使用軟件，驗(yàn)證軟件是否滿足自己預(yù)期的需求。第三方測(cè)試第三方測(cè)試也叫做獨(dú)立測(cè)試，是指介于軟件開發(fā)者和軟件用戶之間的測(cè)試組織對(duì)軟件進(jìn)行的測(cè)試。1.4

軟件測(cè)試的分類其他測(cè)試類型冒煙測(cè)試冒煙測(cè)試在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)問題，找到缺陷，然后開發(fā)人員會(huì)來修復(fù)這個(gè)缺陷。隨機(jī)測(cè)試隨機(jī)測(cè)試是根據(jù)測(cè)試說明書執(zhí)行樣例測(cè)試的重要補(bǔ)充手段，是保證測(cè)試覆蓋完整性的有效方式和過程。1.5

軟件測(cè)試的歷史回顧自從計(jì)算機(jī)作為強(qiáng)大的計(jì)算工具在20世紀(jì)出現(xiàn)以來，程序的編寫與程序的測(cè)試課題就同時(shí)出現(xiàn)在人們面前。早在20世紀(jì)50年代，英國(guó)著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家圖靈就曾給出程序測(cè)試的原始定義。他認(rèn)為，測(cè)試是正確性確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方法的一種極端形式。測(cè)試工作在當(dāng)時(shí)考慮不足的另一個(gè)原因是人們的心理因素。從軟件系統(tǒng)開發(fā)者的角度看，研制工作的目標(biāo)是使其可以運(yùn)轉(zhuǎn)起來，這是富有刺激性和創(chuàng)造性的任務(wù)，當(dāng)付出相當(dāng)?shù)木χ饾u變?yōu)槌晒麜r(shí)，他們往往充滿信心。20世紀(jì)70年代中期，軟件測(cè)試技術(shù)的研究達(dá)到高潮。而在軟件測(cè)試?yán)碚撗杆侔l(fā)展的同時(shí)，程序插裝、符號(hào)測(cè)試方法、耦聯(lián)效應(yīng)假設(shè)、域測(cè)試方法等各種高級(jí)的軟件測(cè)試方法也將軟件測(cè)試技術(shù)提高到了初期的原始方法無法比擬的高度。軟件測(cè)試的現(xiàn)狀近兩年來，隨著軟件市場(chǎng)的成熟，軟件行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，已從過去的賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的買方市場(chǎng)，軟件的質(zhì)量、性能、可靠性等方面正逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為提高自身的競(jìng)爭(zhēng)能力，軟件企業(yè)必須重視和加強(qiáng)軟件測(cè)試。歐美軟件項(xiàng)目中，軟件測(cè)試的工作量和費(fèi)用已占到項(xiàng)目總工作量的53%~87%。國(guó)外成熟軟件企業(yè)，如微軟，軟件開發(fā)人員與測(cè)試人員的比例約為1:2，而國(guó)內(nèi)軟件企業(yè)，平均8個(gè)軟件開發(fā)工程師才對(duì)應(yīng)1個(gè)軟件測(cè)試工程師，比例嚴(yán)重失衡。軟件測(cè)試的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)軟件測(cè)試工程師的缺口為30萬之多。目前，國(guó)內(nèi)軟件測(cè)試工程師的來源主要有3個(gè)方面：一是以前專業(yè)做軟件開發(fā)的人員后來轉(zhuǎn)行做軟件測(cè)試，二是從大學(xué)招聘的學(xué)生，三是通過培訓(xùn)機(jī)構(gòu)招聘的專業(yè)學(xué)員。近幾年以來，我國(guó)軟件測(cè)試行業(yè)發(fā)展極為迅速，軟件測(cè)試評(píng)測(cè)中心發(fā)展迅速。2005年6月2日，由14家成員單位組成的“中國(guó)軟件測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)聯(lián)盟”在京成立。目前，我國(guó)已有近2000家軟件評(píng)測(cè)中心，軟件測(cè)試從業(yè)人員達(dá)到數(shù)萬人，軟件測(cè)試產(chǎn)值達(dá)到數(shù)億元。軟件測(cè)試的前景軟件測(cè)試學(xué)科軟件測(cè)試是一門非常嶄新的學(xué)科，目前仍然處在研究探索階段，還沒有完全上升到理論層次。軟