软件测试的基本知识

第2章软件测试的基本知识2.1软件测试贯穿于整个的软件开发生命周期2.2测试模型2.3软件测试的分类2.4软件测试的原则2.5软件测试策略2.6软件测试流程2.7测试的成功经验2.1软件测试贯穿于整个的软件开发生命周期2.1.1软件测试中使用的各种术语①软件错误②软件缺陷③软件故障④软件失效2.1.2软件测试贯穿于整个的软件开发生命周期20世纪70年代中期以来，形成了软件开发生命周期的概念。测试工作应该着眼于整个软件开发生命周期，特别是着眼于编码以前各开发阶段的工作来保证软件的质量。也就是说，测试应该从软件开发生命周期的第一个阶段开始，并贯穿于整个的软件开发生命周期。谈到测试，首先是为什么要进行测试的问题。所有的测试都是为了发现和消除软件的缺陷。明确为什么要进行软件测试的问题之后，就需要明确测试什么的问题。软件的开发有其自己的生命周期，在整个软件生命周期中，软件都有各自的相对于各生命周期的阶段性的输出结果，其中也包括需求分析、概要设计、详细设计及程序编码等各阶段所产生的文档，包括需求规格说明、概要设计规格说明、详细设计规格说明以及源程序，而所有这些输出结果都应成为被测试的对象。随着人们对软件工程化的重视以及软件规模的日益扩大，软件分析、设计的作用越来越突出，而且有资料表明，60%以上的软件错误并不是程序错误，而是分析和设计错误。因此，做好软件需求和设计阶段的测试工作就显得非常重要。这就是传统的测试概念的扩大化，从而提出了软件全生命周期测试的概念。测试过程包括了软件开发生命周期的每个阶段。在需求阶段，重点要确认需求定义是否符合用户的需要；在设计和编程阶段，重点要确定设计和编程是否符合需求定义；在测试和安装阶段，重点是审查系统执行是否符合系统规格说明；在维护阶段，要重新测试系统，以确定更改的部分和没有更改的部分是否都正常工作。2.1.3软件测试的手段1．验证和确认通常在测试中，使用验证来检查中间可交付的结果，使用确认来评估可执行代码的性能。一般来说，验证回答这样的问题：“是否建立了正确的系统？”，而确认回答的问题是：“建立的系统是否正确？”。所谓验证，是指如何决定软件开发的每个阶段、每个步骤的产品是否正确无误，并与其前面的开发阶段和开发步骤的产品相一致。验证工作意味着在软件开发过程中开展一系列活动，旨在确保软件能够正确无误地实现软件的需求。所谓确认，是指如何决定最后的软件产品是否正确无误。2．功能和结构测试当测试人员测试项目小组的解决方案时，将利用验证和确认技术完成功能和结构测试。功能测试通常也被称为黑盒测试，因为测试案例中都不涉及系统的内部逻辑。相反，结构测试通常被称为白盒测试，因为系统的内部逻辑常被用于假想的测试案例。结构测试主要使用验证技术。如上所述，测试人员用验证技术，通过评审系统的结构和逻辑来确认系统的合理性。而确认要严格应用于物理测试，来确定是否产生了预期的结果。执行结构测试将主要使用验证技术，而执行功能测试则主要使用确认技术。2.2测试模型就像软件开发有过程模型一样，测试也有测试模型。描述以上测试过程的就是测试模型。最具有代表意义的测试模型称为V模型。V模型如图2-1所示。（检查）过程（执行）过程测试执行开始执行开始测试完成纠错验证确认图2-1V模型示意图在开发过程中，从需求阶段到编码阶段，主要是采用验证手段进行测试，如需求评审、设计评审、代码走查以及代码审查等，从而完成对开发的中间结果的正确性的评估。编码完成并经过代码审查等测试之后，此时的测试主要在软件的可执行模式下进行，即利用确认手段进行测试，确认测试包括单元测试、集成测试、系统测试以及用户验收测试等，其相应的关系如图2-2所示。确认需求分析概要设计详细设计编码验收测试系统测试集成测试单元测试验证图2-2V模型中的测试2.3软件测试的分类按照不同的分类方法，软件测试可分为以下几种类型。1．按照开发阶段划分按照开发阶段划分，软件测试可分为单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。2．按照测试实施组织划分按照测试实施组织划分，软件测试可分为开发方测试、用户测试（β测试）和第三方测试。3．按照测试技术划分按照测试技术划分，软件测试可分为白盒测试和黑盒测试，也可分为静态测试和动态测试。2.4软件测试的原则软件测试的原则尚没有标准的说法，大多是经验之谈，一般有下面几条可作为测试的基本原则。（1）所有的测试都应追溯到用户需求。（2）应当把“尽早地和不断地进行软件测试”作为软件测试者的座右铭。（3）设计时应完成测试计划，详细的测试用例定义可在设计模型确定后开始，测试可在代码产生之前进行计划和设计。（4）pareto原则：测试发现的错误中80%很可能起源于20%的模块中。应孤立这些疑点模块，进行重点测试。（5）完全测试是不可能的，测试需要终止。（6）应由独立的第三方来构造测试。（7）充分注意测试中的群集现象。（8）要尽量避免测试的随意性。（9）兼顾合理的输入和不合理的输入数据。（10）程序修改后要回归测试（11）应长期保留测试用例，直至系统废弃。2.5软件测试策略软件测试策略描述软件测试活动的总体方法和目标。为了检验开发的软件能否符合规格说明书的要求，测试活动可以采用各种不同的策略。这些策略的区别在于它们表明了不同的出发点、不同的思路以及采用不同的手段和方法。具体地说，包括要使用的测试技术和工具；测试完成标准；影响资源分配的特殊考虑等。通常，制定软件测试策略要考虑如下的内容。（1）要使用的测试方法。（2）确定质量风险。（3）测试完成和测试成功所采用的评价标准。（4）有关资源要求或涉及进度的特殊考虑。（5）测试类型、评估标准以及测试方法。（6）确定资源。在软件测试策略所包含的内容中最主要的部分有两个，一是要进行的测试过程，另外一个就是要执行的测试类型。1．测试过程共分为以下4个过程。①单元测试②集成测试③系统测试④验收测试2．测试类型对于测试类型的说法多种多样，最多的能有30多种测试类型。而实际工作中很多测试是互相包含的。按照企业中实际工作需要，测试主要包含下面的类型。①功能测试②健壮性测试③接口测试④强度测试⑤压力测试⑥性能测试⑦用户界面测试⑧安全测试⑨可靠性测试⑩安装/反安装测试11.文档测试12.恢复测试13.兼容性测试14.α测试15.β测试2.6软件测试流程软件测试工作必须要通过制定测试计划、设计测试、实施测试、执行测试、评估测试几个阶段来完成。其流程如图2-4所示。回归测试制定测试计划设计测试实施测试执行测试评估测试图2-4软件测试流程2.6.1制定测试计划测试计划是对每个产品，或是对各个开发阶段的产品开展测试的策略。计划的目的是用来识别任务、分析风险、规划资源和确定进度。计划并不是一张时间进度表，而是一个动态的过程，最终以系列文档的形式确定下来。拟定软件测试计划需要测试项目管理人员的积极参与，这是因为主项目计划已经确定了整体项目的一个时间框架，软件测试作为阶段工作必须服从计划和资源上的约定。一般来说，一个完整的测试计划应该包含以下几个方面。（1）对测试范围（即测试活动需要覆盖的范围）的界定（2）风险的确定（3）资源的规划（4）时间表的制定2.6.2设计测试设计测试阶段要设计测试用例和测试过程，要保证测试用例完全覆盖测试需求。设计测试阶段最重要的是如何将测试需求分解，如何设计测试用例。1．如何对测试需求进行分解对测试需求进行分解需要反复检查并理解各种信息，和用户交流，理解他们的要求。可以按照以下步骤执行。（1）确定软件提供的主要任务。（2）对每个任务，确定完成该任务所要进行的工作。（3）确定从数据库信息引出的计算结果。（4）对于对时间有要求的交易，确定所要的时间和条件。（5）确定会产生重大意外的压力测试，包括内存、硬盘空间、高的交易率。（6）确定应用需要处理的数据量。（7）确定需要的软件和硬件配置。（8）确定其他与应用软件没有直接关系的商业交易。（9）确定安装过程。（10）确定没有隐含在功能测试中的用户界面要求。2．如何设计测试用例测试用例一般指对一项特定的软件产品进行测试任务的描述，体现测试方案、方法、技术和策略。值得提出的是，测试数据都是从数量极大的可用测试数据中精心挑选出具有代表性或特殊性的。测试用例是软件测试系统化、工程化的产物，而测试用例的设计一直是软件测试工作的重点和难点。设计测试用例即设计针对特定功能或组合功能的测试方案，并编写成文档。测试用例应该体现软件工程的思想和原则。传统的测试用例文档编写有两种方式。一种是填写操作步骤列表：将在软件上进行的操作步骤一步一步详细记录下来，包括所有被操作的项目和相应的值。另一种是填写测试矩阵：将被操作项作为矩阵中的一个字段，而矩阵中的一条条记录，则是这些字段的值。评价测试用例的好坏有以下两个标准。①是否可以发现尚未发现的软件缺陷？②是否可以覆盖全部的测试需求？2.6.3实施测试实施测试是指准备测试环境、获得测试数据、开发测试规程，以及为该过程挑选和准备辅助测试工具的过程。1．准备测试环境（1）测试技术准备（2）配置软件、硬件环境（3）人员2．获得测试数据需要测试的常见情形如下。（1）正常事务的测试（2）使用无效数据的测试创建测试数据时主要考虑如下步骤。①识别测试资源②识别测试情形③排序测试情形④确定正确的处理结果⑤创建测试事务确定实际的测试数据时，必须说明处理测试数据的以下4个属性。（1）深度（2）宽度（3）范围（4）结构3．测试脚本概要所谓脚本，是完整的一系列相关终端的活动。一般测试脚本有5个级别，分别是：单元脚本，用于测试特定单元/模块的脚本；并发脚本，用于当两个或多个用户同时访问同一文件时测试的脚本；集成脚本，用于确定各模块是否可以前当连接；回归脚本，用于确定系统未改变的部分在系统改变时是否改变；强度/性能脚本，用于验证系统在被施加大量事务时的性能。（1）测试脚本的结构为了提高测试脚本的可维护性和可复用性，必须在执行测试脚本之前对它们进行构建。（2）记录技术为使测试脚本获得更高的可维护性，应该以最不易受测试对象变化影响的方式来记录测试脚本。（3）数据驱动的测试许多测试过程包括在给定的数据输入屏幕内输入几组字段数据，检查字段确认功能、错误处理等。（4）测试脚本同步和时间安排当进行重点测试时，通常需要同步测试脚本以便它们在预先确定的时间启动。（5）测试和调试测试脚本在记录测试脚本的同一测试软件上执行这些最近记录的测试脚本时，不应该发生任何错误。4．辅助测试工具为了实施高效的测试工作，还需要有高效、好用的辅助工具，做软件测试通常需要以下一些基本工具。①优秀的办公处理软件②秒表③错误跟踪系统④自动测试工具⑤软件分析工具⑥好的操作系统⑦多样化平台2.6.4执行测试执行测试是执行所有的或选定的一些测试用例，并观察其测试结果的过程。尽管为执行测试所做的准备和计划工作会贯穿于软件开发生命周期之中，但是执行测试往往都会在软件开发生命周期的末期，或者接近末期进行，即在编码完成之后进行。由于测试过程一般分成代码审查、单元测试、集成测试、系统测试和验收测试几个阶段，尽管这些阶段在实现细节方面都不相同，但其工作流程方面却是一致的。执行测试的过程由以下4个部分组成。①输入。要完成工作所必须的入口标准或可交付的结果。②执行过程。从输入到输出的过程或工作任务。③检查过程。确定输出是否满足标准的处理过程。④输出。推出标准或工作流程产生的可交付的结果。执行测试过程如图2-5所示。产品输入产品输出执行测试检查测试工作工具是图2-5执行测试过程2.6.5评估测试软件测试的主要评测方法包括测试覆盖和质量评测。测试覆盖是对测试完全程度的评测，它是由测试需求和测试用例的覆盖或已执行代码的覆盖表示的。质量评测是对测试对象（系统或测试的应用程序）的可靠性、稳定性以及性能的评测，它建立在对测试结果的评估和对测试过程中确定的变更请求（缺陷）分析的基础上。1．覆盖评测覆盖指标提供了“测试的完全程度如何”这一问题的答案。最常用的覆盖评测是基于需求的测试覆盖和基于代码的测试覆盖。简而言之，测试覆盖是就需求（基于需求的）或代码的设计/实施标准（基于代码的）而