软件测试及其案例分析第四章软件测试过程.ppt

第四章 软件测试过程,4.1 软件测试阶段 4.2 软件测试生命周期和软件测试的流程 4.3 软件测试步骤 4.4 单元测试(模块测试、逻辑测试、结构测试) 4.5 集成测试(组装测试、联合测试) 4.6 系统测试本章小结,软件测试贯穿于整个软件生命周期，是对软件产品(包括阶段性产品)进行验证和确认的全过程。测试工作渗透到从分析、设计、编程、使用等生命周期的各个阶段中。本章简单介绍软件测试的过程和步骤。,软件开发经过制定计划、需求分析、设计阶段之后，就进入编程阶段。程序中的Bug，并不一定由编码所引起，很可能是由详细设计、概要设计阶段，甚至是由需求分析阶段的问题引起，即使针对源程序进行测试，所发现Bug的根源也可能在软件开发前期的各个阶段。定位、解决、排除Bug也可能需要追溯到前期的工作。因此，测试应贯穿于软件定义和开发的整个生命周期中。,4.1 软件测试阶段,1软件测试的工作流程 测试的工作流程与公司的整体工作流程、项目的测试要求等因素相关。图4.1为软件测试的一般工作流程。从图4.1可以看出软件测试经历了5个过程。,图4.1 软件测试的工作流程,2测试过程中的数据 测试过程中所用的数据可分为正常数据、错误数据和边缘数据： (1) 正常数据：在测试中所用的正常数据的量是最大的，而且也是最关键的。人们要从中提取出一些具有高度代表性的数据作为测试数据，以减少测试时间。 (2) 错误数据：错误数据是编写与程序输入规范不符的数据，从而检测程序输入、筛选、错误处理等程序的分支。,(3) 边缘数据：介于正常数据和错误数据之间的一种数据。它可以针对某一种编程语言、编程环境或特定的数据库而专门设定。如若使用SQL Server数据库，则可把SQL Server关键字(如：; AS;Join等)设为边缘数据。其他边缘数据如：HTML的HTML ; 等关键字以及空格、负数、超长字符等。边缘数据要靠测试人员的丰富经验来制订。,3测试过程中的信息流 图4.2为测试过程中的信息流。其中， 软件配置：软件需求规格说明、软件设计规格说明、源代码等。 测试配置：测试计划、测试用例、测试程序等。 测试工具：测试数据自动生成程序、静态分析程序、动态分析程序、测试结果分析程序以及驱动测试的测试数据库等。 测试结果分析：比较实测结果与预期结果，评价Bug是否发生。,排错(调试)：对已经发现的Bug进行Bug定位和确定出错性质，并改正这些Bug，同时修改相关的文档。 回归测试：修正Bug后再测试，直到通过测试为止。 可靠性：通过收集和分析测试结果数据，对软件建立可靠性模型。利用可靠性分析评价软件质量，即软件的质量和可靠性达到可以接受的程度。 如果测试发现不了Bug，就可以肯定测试配置考虑得不够细致充分，Bug仍然潜伏在软件中，则所做的测试不足以发现严重的Bug。,图4.2 测试信息流,4测试阶段划分 按照测试流程，将测试工作划分为计划(指进行测试计划)、设计(指进行测试设计)和执行(含评价、执行测试并判别结果、评价测试效果和被测试软件)等几个阶段。 可以从三个不同的角度将测试划分为多个阶段： (1) 面向测试操作类型的划分：调试、集成、确认、验证、组装、验收、操作等。 (2) 面向测试对象粒度的划分：语句、结构、单元、部件、配置项、子系统、系统、大系统等。 (3) 面向测试实施者的划分：开发者、测试者、验收者、使用者等。,每个测试阶段一般都要经历以下步骤：测试需求分析、测试过程设计、测试实现和实施、测试评价、测试维护。详细叙述如下： 测试需求分析：测试需求是整个测试过程的基础，主要确定测试对象以及测试工作的范围和作用。 测试过程设计：包括测试计划、测试策略制定、测试时间安排、测试用例编写等。 测试实现：包括配置环境、制作新的版本、培训测试人员等。, 测试实施：已经按照测试计划进行展开，如手工测试、自动化测试等。 测试评价：对版本测试覆盖率、测试质量、人员测试工作以及前期的一些工作制定情况进行评价、评估。 测试维护：对测试用例库、测试脚本、Bug库等进行维护、保证延续性等。 测试工作的组织与管理：制定测试策略、测试计划，确认所采用的测试方法与规范、控制测试进度、管理测试资源。 测试工作的实施：编制符合标准的测试文档，搭建测试环境，开发测试脚本，与开发组织协作实现各阶段的测试活动。,5角色和职责 1) 测试设计员 制定和维护测试计划。 设计测试用例及测试过程。 评估测试，生成测试分析报告。 2) 测试员 执行集成测试和系统测试。 记录测试结果。,3) 设计员：设计测试需要的驱动程序和稳定桩。 4) 编码员 编写测试驱动程序和稳定桩。 执行单元测试。 6软件测试的基本活动 软件测试是一个极为复杂的工作，通常包括以下基本测试活动： 拟定测试计划和编制测试大纲。, 确定和建立必要的测试环境。 设计和生成测试用例，按照所写的测试用例，编写测试脚本。 根据测试对象和目的，构造测试用例集合。 运行测试脚本或手工按测试用例进行。 记录测试结果。 结果比较分析，找出软件Bug。 跟踪和管理软件Bug。 将软件Bug记录到Bug数据库，清楚描述该Bug。 验证被处理的软件Bug，并进行回归测试。, 对测试过程进行管理，保证测试工作执行的准确性，实现资源调拨和相关合作方的协调，对测试中的问题进行全程跟踪。 生成测试报告。,7软件测试的主要过程 一般软件测试的主要过程为计划配置开发测试执行。其中， 配置：指软、硬件资源的设置。 开发：指构造或配置测试工具、创建测试套件和测试方案库、准备适当的报告工具并记录测试系统如何运行。 测试执行：指进行测试、记录测试条件和Bug以及报告结果。,8动态测试的一般过程 软件动态测试的一般过程如图4.3。其中，测试过程有两类输入：软件配置和测试配置。 软件配置包括软件需求规约、设计规约、源代码等。 测试配置包括测试计划、测试用例、测试工具等。最核心的过程是生成测试用例、运行程序(测试)和验证程序的运行结果(评估)。,图4.3 软件动态测试过程示意图,一般而言，软件测试的全过程指测试工作从项目确立时就开始，贯穿于软件生命周期，前后要经过以下主要过程： 需求分析测试计划测试设计测试场景设计测试执行测试报告Bug管理评估RTM软件系统组成总结和维护 说明： (1) 以上流程各过程并未包含测试过程的全部，如根据实际情况还可以实施一些测试计划评审、用例评审、测试培训等。在软件正式发行后，还需要进行一些后续维护测试等。当遇到一些严重Bug时，需要召开审查会等。,(2) 以上各过程并不是独立的，实际工作千变万化，各过程之间有一些交织、重叠在所难免，如编写测试用例的同时就可以进行测试环境的搭建工作，当然也可能由于一些需求不清楚而重新进行需求分析等。在实际测试过程中要做到具体问题具体分析、具体解决。 (3) 一般而言，需求分析、测试用例编写、测试环境搭建、测试执行等属于测试开发人员工作范畴，而测试执行以及Bug提交等属于普通测试人员的工作范畴，测试负责人负责整个测试各个过程的Bug的跟踪、测试实施和管理等。,下面详细介绍软件测试的全过程。 1) 需求调研、分析 一般而言，需求分析包括软件功能需求分析、测试环境需求分析、测试资源需求分析等，其中最基本的是软件功能需求分析。经过需求调研分析后编写需求规格说明书，它是整个开发过程的基线。当系统分析员完成了需求分析，他将提交需求规格说明书。测试人员根据在需求调研阶段获取的对需求的理解审查整个文档，检查文档是否覆盖了所有需求。,2) 测试计划 测试计划一般由测试负责人来编写。测试计划的依据主要由项目开发计划和测试需求分析结果而制定。测试过程与整个软件开发过程基本上是平行进行。测试计划早在需求分析阶段就应开始制定。其他相关工作，包括测试大纲的制定、测试数据的生成、测试工具的选择和开发等也应在测试阶段之前进行。充分的准备工作可以有效克服测试的盲目性，缩短测试周期，提高测试效率，并且可以起到开发文档与测试文档互查的作用。,3) 测试设计 测试设计主要包括测试大纲、审查设计文档、测试用例编写： (1) 测试大纲。测试大纲是测试的依据，它明确、详尽规定了在测试中针对系统的每一项功能或特性所必须完成的基本测试项目和测试完成的标准。无论是自动测试还是手动测试，都必须满足测试大纲的要求。 (2) 审查设计文档。在系统设计阶段，测试人员要理解系统是怎样实现的。这个阶段的开发文档包括概要设计、数据库设计、功能说明以及详细设计等。测试人员审查这些文档，检查这些计划与设计是否合理。如果不合理，问题在哪里、怎样改进等。,(3) 设计和生成测试用例。在计划测试时，需要将整个系统分解。正确划分子系统可以降低测试的复杂性，减少重复与冗余，更加方便设计测试用例。 设计测试用例是一件非常细致的工作。通常每个用例需要包括：序号和标题、用例说明、测试优先级、测试输入及测试步骤、期望输出与实际输出(当执行测试时，它被用来记录测试的结果)。测试用例设计要考虑以下几点：覆盖率(要达到最大覆盖软件系统功能的功能点)、数量(一个多于半年的开发周期，用例不得少于4000个)、使用管理工具软件等。,4) 测试场景设计 测试场景设计主要是测试环境问题。测试环境对测试很重要，为了测试软件，人们可能根据不同的需求使用很多不同的测试环境。有些测试环境人们可以搭建，有些环境人们无法搭建或者搭建的成本很高。不同软件产品对测试环境有着不同的要求，符合要求的测试环境能够帮助人们准确的找出软件Bug，并且做出正确的判断。 测试环境是一个确定、可以明确说明的条件，不同的测试环境可以得出对同一软件的不同测试结果，这说明测试并不完全是客观的行为，任何一个测试的结果都是建立在一定的测试环境之上。,测试环境中特别需要明确说明的是测试人员的水平，包括专业上、计算机操作的能力以及与被测试程序的关系，这种说明还要在评测人员对评测对象做出的判断的权值上有所体现。这就要求测试机构建立测试人员档案库，并对其参与测试的工作业绩不断做出评价。 测试计划是可以变动的。一份计划做得再好，当实际实施时就会发现往往很难按照原有计划开展。如在软件开发过程中资源匮乏、人员流动等都会对测试过程和测试结果造成一定的影响。所以，就要求测试负责人能够从宏观上来实时调控和修改测试计划。,5) 测试实施、执行 当以上的准备工作完成后，系统开发也进入到尾期。测试人员可以根据前面的测试计划和测试用例逐个实施测试。每一个独立的软件部分要接受单元测试，若干个部分组合起来接受集成测试。当所有的软件产品完成后要接受系统测试，系统测试是保证整个系统符合用户需求。而性能测试也是必不可少的，保证软件的各个部分满足需求的性能标准。 测试执行阶段是由一系列不同的测试类型的执行过程组成，每种测试类型都有其具体的测试目标和支持技术，,每种测试类型都只侧重于对测试目标的一个或多个特征、或属性进行测试，准确的测试类型可以给测试带来事半功倍的效果。具体的测试实施过程分为四个阶段：单元测试集成测试系统测试出厂测试，其中每个阶段还要进行回归测试等。 从测试的角度而言，实施测试包括一个量和度的问题，也就是测试范围和测试程度的问题。比如一个版本需要测试哪些方面？每个方面要测试到什么程度等？,从管理的角度而言，在有限的时间、有限人员甚至短缺的情况下，要考虑如何分工，如何合理地利用资源来开展测试。还要考虑以下问题： 当测试人员执行测试不到位、测试不认真时该如何解决？ 怎样提高测试效率； 根据版本的不同特点是只做验证测试还是采取冒烟测试，或是系统全面测试？ 当测试过程中遇到一些偶然性、随机性问题该怎样处理？ 当版本中出现很多新问题时该怎样对待？ 测试停止标准是什么？,总之，测试执行过程中可能会遇到很多复杂的问题，要具体问题具体解决。 6) 测试记录 生成测试报告，即Bug记录，分为软件Bug报告和测试结果报告。一般测试Bug报告中要包含对项目的概述、测试的功能点(可以目录形式列出)、Bug在功能点的分布(可用柱状或饼状图表示)、Bug按严重等级划分的百分比，以及是否通过本次测试的结论。,Bug记录一般包括两方面：由谁提交和Bug描述。一般而言，Bug都是谁测试谁提交。当然有些公司为了保证所提交Bug的质量，还会在提交前进行Bug评估，以确保所提交的Bug的准确性。Bug记录格式见表4.1。,表4.1 Bug记录格式,在实际提交Bug时可以根据实际情况进行补充，如可以附上图片、log文件等。另外，一个版本测试完毕还要根据测试情况给出测试报告。,7) Bug管理、测试维护和软件评估 (1) Bug管理：很多公司都利用Bug管理工具来进行管理。常见Bug管理工具有Test Director、Bugfree等。 (2) 测试维护。由于实际测试的不完全性，当软件正式发布后，客户发现的问题需要修改，修改后需要进行回归测试，再次对软件进行测试、评估、发布。 (3) 软件评估。软件评估指软件经过一轮又一轮测试后，确认软件无重大问题或者问题很少的情况下，,对准备发给客户的软件进行评估，以确定是否能够发行给客户或投放市场。软件评估小组一般由项目负责人、营销人员、部门经理等组成，也可能由客户指定的第三方人员组成。 主要的三类评估： 测试工作估计。测试工作估计包括对工作量、资源和成本的估计。估计一般使用类比法、经验法、模型法等。项目负责人可以根据被测试软件的需求规格说明或者详细设计计划，进行工作量估计。也可以根据选用的测试方法、测试环境、被测试软件的工作特性以及对工作量的估计提出资源需求。, 设计评审。从测试的视角看，设计评审非常重要，通过全面评审软件设计内容，可以在软件开发的早期发现一些潜在与性能和安全性有关的Bug。如果这些Bug在编程阶段才被发现，则修正Bug耗费的时间将比设计阶段修改Bug长得多。 实现代码评审。在实现代码评审阶段，从详细测试计划文档中执行测试用例，对软件的代码进行审阅，这是单元测试的重要步骤。通过代码评审，可以在软件开发的早期发现Bug。,(4) 测试系统组成。让软件测试趋于规范建立测试管理体系。测试系统主要由下面六个相互关联、相互作用的过程组成：测试规划、测试设计、测试实施、配置管理、资源管理、测试管理。测试实施阶段是由一系列的测试周期组成。在每个测试周期中，测 试工程师将依据预先编制好的测试方案和准备好的测试用例，对被测试软件进行完整测试。 (5) 测试总结。每个版本有各自的测试总结，每个阶段有各自的测试总结。,当项目完成后，一般要对整个项目作回顾总结，检查有哪些做得不足的地方，有哪些经验可以对今后的测试工作起借鉴作用等。测试总结没有严格格式和字数限制等。 (6) 测试维护。由于测试的不完全性，当软件正式发布后，客户在使用过程中，难免遇到一些问题，有的甚至是严重性的问题，这就需要修改有关问题，修改后需要再次对软件进行测试、评估、发布，这个过程就是测试维护。,9. 测试与软件开发各阶段的关系 软件开发过程是一个自顶向下、逐步细化的过程。软件计划阶段定义软件作用域。软件需求分析建立软件信息域、功能和性能需求、约束等。软件设计是把设计结果用某种程序设计语言转换成程序代码。测试过程是依相反顺序安排的自底向上，逐步集成的过程(见图4.4)。,图4.4 软件测试与软件开发各阶段之间的关系,软件测试在软件生存周期中横跨两个阶段： (1) 通常在编写完成每一个模块之后就对它进行必要的软件测试(即单元测试)，编码和单元测试属于软件生存期中的同一个阶段；,4.2 软件测试生命周期和软件测试的流程,(2) 在结束这个阶段后对软件系统还要进行各种综合测试，这是软件生存期的另一个独立阶段，即软件测试阶段。,4.2.1 软件测试的生命周期 软件测试生命周期归纳为7个阶段：计划、分析、设计、构建、周期测试、测试与实施以及实施后期。 1计划(即产品定义阶段) 高层次的测试计划(包含多重测试周期)。 质量保证计划(质量目标，测试标准等)。 确定计划评审的时间。 报告问题过程。 确定问题的分类。 确定项目质量度量。, 确定验收标准提供给质量保证员和用户。 确定衡量标准，如Bug数量/严重程度和Bug起源等。 建立应用程序测试数据库。 开始制定项目整体测试时间表(包括时间、资源等)。 评审产品定义文档，在文档中加入质量保证标准，作为工程改善进程的一部分。 数据库管理所有测试用例，包括手工方面或自动化方面。 大约每月要花费510小时。,2分析(外部文档阶段) 根据业务需求开发功能验证矩阵。 制定测试用例格式，包括估计时间和分配优先级等。 制定测试周期矩阵与时间线。 根据功能验证矩阵开始编写测试用例。 根据业务需求，计划测试用例基准数据。 确定用于自动化测试的测试用例。 自动化团队开始在测试工具中创建变量文件和高层次的测试脚本。 为自动化系统中的跟踪组件设置路径和自动化引导。, 界定压力和性能测试的范畴。 按照每个测试用例的数据，要求开始建立基准数据库。 定义维护基准数据库的过程，即备份、恢复、验证。 建立反馈机制并录入文档。 规划项目所需的测试周期数和回归测试次数。 文档复查，如功能设计文档、业务需求文档、产品规格说明书、产品外部文档等。, 审查测试环境和实验室，前端与后端系统都要审查。 准备使用McCabe工具，以支持白盒测试中代码的研发和复杂性分析。 必需阶段审查外部文件。 该文档中加入质量保证标准，作为工程改善进程的一部分。 根据群体执行反馈编写测试用例。 开始研制测试用例估计数目、每个用例的执行时间和用例是否自动化这些方面度量。, 为每个测试用例确定基准数据。 大约每月要花25小时。,3设计(即文档架构阶段) 根据变更修改测试计划。 修改测试周期矩阵和时间线。 核实测试计划和用例用到的数据并输入到数据库。 修改功能验证矩阵。 继续编写测试用例，根据变化添加新的用例。 规范自动化测试和多用户测试的细节。 挑选出一套用于自动化测试的测试用例，并且把这些用例脚本化。, 规范压力测试和性能测试的细节。 最终确定测试周期。根据测试用例的估计时间和优先权确定每个周期所用的测试用例数。 制定风险评估标准。 最终确定的测试计划。 估计单元测试所需资源。 必需阶段，审查架构文件。 该文档中加入质量保证标准，作为工程改善进程的一部分。, 确定要进行编码的实际组件或模块。 定义单元测试标准，通过/失败准则等。 列出所有要进行单元测试的模块。 单元测试报告，报告进行单元测试后的模块质量如何，白盒测试和黑盒测试都要包括输入/输出数据和所有决定点。,4构建(单元测试阶段) 完成所有计划。 完成测试周期矩阵和时间线。 完成所有测试用例。 完成第一套自动化测试用例的测试脚本。 完成压力和性能测试的计划。 开始压力和性能测试。 McCabe工具支持：提供度量。 测试自动化测试系统，并修复Bug。 运行质量保证验收测试套件，以确保软件已经可以交给中心测试。,5周期测试/Bug修正(重复/系统测试阶段) 测试周期一，执行第一套的测试用例(包括前端和后端)。 报告Bug。 Bug审核。 根据需求修改、增加测试用例。 测试周期二、测试周期三等。,6测试和实施(代码冻结阶段) 执行所有前端测试用例：人工和自动化。 执行所有后端测试用例：人工和自动化。 执行所有压力和性能测试。 提供对正在进行的Bug跟踪度量。 提供对正在进行的复杂性和设计的度量。 更新测试用例和测试计划的估计时间。 文件测试周期，回归测试，并更新相应文档。,7实施后期 召开实施后评估会议以回顾整项工程。 准备最终的Bug报告和相关度量。 制定战略以防止类似的问题在今后的项目中重复出现。 创建如何改进流程的计划目标和里程碑，使用McCabe工具制作最后的报道和分析。自动化测试组： 审查测试用例以评估其他可用于自动化回归测试的用例； 清理自动化测试用例和变量； 审查自动化测试和手工测试结果的整合过程； 测试实验室和测试环境-清理测试环境，标记和存档用过测试用例和数据，恢复测试仪器到原始状态等。,4.2.2 软件测试的流程 软件测试是一个涉及软件开发周期各阶段的很多活动，其过程是循环的、周而复始的，并不是单一、有顺次的。它的大致流程如下： 测试之初(原始状态)测试需求测试设计测试设计故障管理测试计划测试复查测试执行测试报告单元测试自动化测试性能测试提高测试技能总结回到起点。 为了详细说明软件的测试过程，图4.5给出了软件开发和处理整个流程。,图4.5 软件开发和处理流程,在软件测试的整个流程中，每个阶段都很重要。 下面3个图都是描述软件测试的生命周期流程图。其中，图4.6(a)为传统的软件测试生命周期，直到编码结束以后才开始测试活动；图4.6(b)为传统并行的软件测试生命周期，执行测试在编码之后开始，测试计划和设计与开发同步；图4.7为软件测试生命周期的全过程。,图4.6 测试生命周期,图4.7 软件测试生命周期的全过程,测试时，每执行一次“输入”，就要根据软件的可靠性需求，对被测系统所表现出的“状态”是否符合预期的“状态”做出判断。 软件测试可以分为若干步骤(或阶段)。,4.3 软件测试步骤,1按流程顺序将其分为6个步骤 (1) 文档、代码测试：由项目小组完成； (2) 单元测试：由项目小组完成； (3) 集成测试：由项目小组完成； (4) 系统测试：由专业测试小组完成； (5) 验收测试：由用户和开发商共同完成； (6) 安装维护：由用户和开发商共同完成。 这几个步骤完全逆向检测了软件开发的各个阶段。文档代码测试是对软件文档和代码进行检查和审阅，,此测试应贯穿于整个软件开发生命周期中，尤其在开发早期，其作用比较显著。单元测试主要测试程序代码；集成测试主要对设计检测；系统测试主要测试软件功能；验收测试主要对用户需求检测。但是，每个测试阶段仍要对其他测试阶段的测试内容加以测试，只是测试重点不同。 软件项目一开始，测试就开始了，从产品的需求分析审查到最后的验收测试、安装测试结束，整个测试过程的步骤如图4.8所示。,图4.8 软件测试步骤,2测试过程的螺旋图表示 由于测试贯穿于软件整个开发生命周期中，而且测试的各个阶段是交叉的，为了说明测试过程，可以把软件开发与测试过程表示成一个螺旋图，如图4.9所示。,图4.9 软件开发与测试全过程,3测试过程的一般表示 从螺旋线图上可以把测试阶段从系统中分离开来分析研究。用螺旋线表明的测试过程可以分成4个阶段：单元测试、集成测试、确认测试和系统测试，见图4.10。,图4.10 软件测试的4个阶段,首先分别完成每个单元(模块)的测试任务，以确保每个模块能正常工作。单元测试大量地采用白盒测试方法，尽可能发现模块内部的程序Bug。 然后，把已测试过的模块组装起来，进行集成测试。其目的在于检验与软件设计相关的程序结构问题。这时较多的采用黑盒测试方法来设计测试用例。 完成集成测试后，要对开发工作初期制定的确认准则进行检验。确认测试是检验所开发的软件能否满足所有功能和性能需求的最后手段，通常均采用黑盒测试方法。,完成确认测试后，给出合格的软件产品。但为了检验它能否与系统的其他部分(如硬件、数据库及操作人员)协调工作，还需要进行系统测试。,4不同测试过程的代价 很多研究成果表明，无论何时做出修改都要进行完整的回归软件测试，在软件生命周期中尽早地对软件产品进行软件测试将使效率和质量得到最好的保证。Bug发现的越晚，修改它所需的费用就越高，因此应该尽可能早的查找和修改Bug。美国质量保证研究所对软件测试的研究结果表明，越早发现软件中存在的Bug，开发费用就越低；在编码后修改软件Bug的成本是编码前的10倍；在产品交付后修改软件Bug的成本是交付前的10倍。图4.11为不同测试阶段软件测试的代价。,图4.11 不同测试阶段的软件测试费用,图4.11摘自实用软件度量，1991，它列出了准备软件测试、执行软件测试和修改Bug所花费的时间(以一个功能点为基准)，这些数据显示：单元测试的成本效率大约是集成测试的两倍，是系统测试的三倍(参见条形图)。域软件测试意思是在软件投入使用后，针对某个领域所作的所有软件测试活动。图4.11说明尽可能早的排除尽可能多的Bug可以减少后期阶段软件测试的费用。,5测试过程的总体流程图及不同阶段的流程图 按测试执行阶段划分主要包括：单元测试、集成测试、确认测试、系统测试、业务测试、压力测试、性能测试、安装测试、验收测试等。其中，单元测试着重于软件以源代码形式实现的各个单元；集成测试着重于对软件的体系结构的设计和构造；系统测试着重于把软件、硬件和其他的系统元素集成在一起，根据软件需求说明对已经建造好的系统进行测试；回归测试着重于软件的更改、更新后的测试。这四种测试是软件全生命周期持续不断的事情，而不是一个阶段性的事情，并且要把测试概念的外延进一步扩大。,图4.12为测试执行阶段总体流程图，特别集成测试和系统测试的反馈意见可能导致设计文档(需求或数据库)的修改。图4.13为需求阶段流程图，图4.14为设计编码阶段流程图。其他阶段的流程图类似，这里就不介绍了。,图4.12 软件测试工作总体流程,图4.13 需求阶段流程图,图4.14 设计编码阶段工作流程,下面按照软件测试步骤，对单元测试、集成测试、确认测试和系统测试作进一步说明。,单元测试的要点是进行单元模块所有数据项的正确性、完善性测试，主要关注模块的算法细节和模块接口间流动的数据。单元测试可看作是编码工作的一部分，应该由程序员完成。一般以白盒测试为主，辅以黑盒测试。单元级测试易于发现程序的Bug，易于达到完全代码覆盖率，减少测试费用与开发时间。,4.4 单元测试(模块测试、逻辑测试、结构测试),单元测试需求所确定的是单元测试的内容，根据概要设计、详细设计和软件单元获取。进行单元测试主要采用编程人员之间相互交叉测试，因为通常编程人员比较容易发现其他人员编写代码中的Bug，所以必须采用交叉测试。,1测试单元 测试单元定义是一个包括一个或多个计算机程序模块及相应控制数据(如表格)、调用过程、操作过程的模块集合，且该集合成员满足下面条件： 所有模块属于同一个计算机程序系统。 集合中至少有一个模块(新的或改变过的模块)尚未完成单元测试。 所有模块及相应数据和过程的集合是一个测试过程的唯一对象。,2单元测试定义 为了更清晰的了解单元测试，在单元测试前，先要明白以下几个问题： 单元测试的目标：确保模块被正确地编码。 由谁去做：通常由程序人员测试。 怎样去测试：功能测试可以用黑盒测试方法，代码测试可用白盒测试方法。 什么时候可以停止：当程序员感到代码没有Bug时。 记录：通常没有记录，人们在清楚以上问题后就可以编写测试用例了。,单元测试是针对软件设计中用源代码实现的每一个基本单元程序模块，进行正确性检验的测试工作，检查各个程序模块是否正确地实现了规定的功能，它所测试的内容包括单元的内部结构(如逻辑和数据流)以及单元的功能和行为。目的在于发现各个模块内部可能存在的各种Bug。单元测试需要从程序内部结构出发设计测试用例，多个模块可以平行、独立地进行测试。,3单元测试采取的方法 单元测试一般运用白盒测试(控制流、数据流测试)，以路径覆盖为最佳测试准则，验证单元实现的功能，而不需要知道程序是如何实现它们；有时也采用黑盒测试(等价类划分、因果图、边值分析)等多种测试技术。黑盒测试关注的是单元的输入与输出，不是白盒测试的替代品，而是辅助白盒测试发现其他类型的Bug。,4单元测试要解决的问题 进行单元测试是为了证明这段代码的行为和人们期望是否一致。单元测试在程序编码中就已经进行。其内容包括：设计测试用例要测试哪几方面的问题，针对这几方面问题各自测试什么内容、测试的具体步骤、实用测试策略。,图4.15 单元测试,通常单元测试由编码人员自己来完成，因而有人认为编码与单元测试合为一个开发阶段。单元测试大多从程序的内部结构出发设计测试用例，即多采用白盒测试。多个程序单元可以并行地独立开展测试工作。下面介绍单元测试要解决的问题和单元测试的步骤。 单元测试是要针对每个模块的程序，解决以下五个问题，见图4.15。,(1) 模块接口测试：模块接口测试是单元测试的基础，只有在数据能正确流入、流出模块的前提下，其他测试才有意义。在开始单元测试时，应对通过被测试模块的数据流进行测试。在模块接口测试时，进行内外存交换时要考虑下列问题： 文件属性是否正确。 OPEN与CLOSE语句是否正确。 缓冲区容量与记录长度是否匹配。 在进行读写操作之前是否打开了文件。 在结束文件处理时是否关闭了文件。, 正文书写/输入错误。 I/O的Bug是否检查并做了处理。 (2) 局部数据结构测试：在模块工作过程中，其内部的数据能否保持其完整性，包括内部数据的内容、形式及相互关系不发生错误。主要检查： 不正确或不一致的数据类型说明。 使用尚未赋值或尚未初始化的变量。 上、下溢出或地址Bug。 错误的初始值或错误的缺省值。 变量名拼写Bug或书写Bug。 全局数据对模块的影响。,(3) 路径测试：路径条件指模块的运行能否做到满足特定的逻辑覆盖。 在单元测试中，最主要的测试是针对路径的测试。测试用例必须能够发现由于计算错误、不正确的判定或不正常的控制流等产生的Bug。单元测试中常见的Bug有： 误解的或不正确的算术优先级。 混合模式的运算Bug。 错误的初始化。 精确度不够精确。 表达式的不正确符号表示。,针对判定和条件覆盖，设计测试用例要能够发现如下Bug： 不同数据类型的比较。 不正确的逻辑操作或优先级。 应当相等的地方由于精确度的Bug而不能相等。 正确的判定或不正确的变量。 不正确或不存在的循环终止。 当遇到分支循环时不能退出。 不适当的修改循环变量。 给出三点建议： 选择适当的测试用例，对模块中重要的执行路径进行测试。, 应设计测试用例查找由错误的计算、不正确的比较或不正常的控制流而导致的Bug。 对基本执行路径和循环进行测试可以发现大量的路径Bug。 (4) Bug处理：在测试中，Bug处理的重点是模块在工作中发生了Bug，其中的Bug处理方法是否有效。检验程序中的Bug处理可能面对的情况有： 对运行发生的Bug描述难以理解。 所报告的Bug与实际遇到的Bug不一致。 出错后，在Bug处理之前就引起系统的干预。 对错误条件的处理正确与否。, 提供的Bug信息不足，以至于无法找到Bug的原因。 出错的描述是否能够对Bug定位。 (5) 边界测试：边界测试是单元测试的最后一步，采用边界值分析法来设计测试用例，认真仔细地在为限制数据处理而设置的边界处进行测试，看模块是否能够正常工作。 一些可能与边界有关的数据类型，如数值、字符、位置、数量、尺寸等，还要注意这些边界的首个、最后一个、最大值、最小值、最长、最短、最高、最低、等于、大于或小于确定的比较值。对这些地方要仔细地选择测试用例，认真加以测试。,在边界条件测试中，应设计测试用例检查以下情况： 在n次循环的第0次、第1次、第n次是否有Bug。 运算或判断中取最大值、最小值时是否有Bug。 数据流、控制流中等于、大于、小于确定的比较值是否出现Bug。 如果对模块运行时间有要求的话，还要专门进行关键路径测试，以确定最坏情况下和平均意义下影响模块运行时间的因素。,5单元测试环境 由于被测模块并不是一个独立可运行的程序，因此需要构造该模块的测试环境，要考虑它和外界的联系，用一些辅助模块去模拟与所测模块相联系的其他模块。这些辅助模块分为两种: (1) 驱动模块：用以模拟被测模块的上级模块。相当于被测模块的主程序，它接收测试数据，把这些数据传送给所测模块，最后再输出实测结果。 (2) 桩模块(存根模块)：用以代替所测模块工作过程中调用的子模块，,由被测模块调用，它们仅作很少的数据处理，例如打印入口和返回，以便检验被测模块与其下级模块的接口。桩模块可以做少量的数据操作，不需要把子模块所有功能都带进来，但不允许什么事情也不做。被测模块、与它相关的驱动模块和桩模块共同构成了一个“测试环境”，如图4.16所示。 图4.16中设置了一个驱动模块和3个桩模块。驱动模块在单元测试中接受测试数据，把相关数据传送给被测模块，启动被测模块，并打印出相应的结果。,图4.16 单元测试工作环境,6单元测试步骤 单元测试步骤见图4.17和表4.2。其中图4.17(b)是采用白盒测试时的工作流程图。,图4.17 单元测试步骤,表4.2 单元测试步骤描述,7单元测试阶段的主要数据流 在每个阶段，每个基本活动都有其自身的输入集和输出集，其内容由一系列任务组成。所有活动的输出集应当包含足够的信息来创建至少以下两个文件：测试设计说明和测试总结报告。图4.18为单元测试阶段的数据流。,图4.18 单元测试阶段的主要数据流,8执行单元测试 编程人员进行单元测试主要采用程序员之间交叉测试，因为通常编码人员比较容易发现其他人员编写代码中的Bug，所以必须采用交叉测试。软件测试工作由产品评测部担任，需要项目组相关人员配合完成。 在模块中应对每一条独立执行路径进行测试，单元测试的基本任务是保证模块中每条语句至少执行一次。此时设计测试用例是为了发现因错误计算、不正确的比较和不适当的控制流造成的Bug。此时基本路径测试和循环测试是最常用且最有效的测试技术。,在单元测试过程中，一般认为单元测试应紧接在编码后，当源程序编制完成并通过复审和编译检查，便可开始单元测试。测试用例的设计应与复审工作相结合，根据设计信息选取测试数据，将增大发现各类Bug的可能性。在确定测试用例的同时，应给出期望结果。,9单元测试产生的工件清单 工件清单包括：软件单元测试计划、单元测试用例、测试过程、测试脚本、测试日志、测试评估摘要等。,10单元测试人员职责 软件测试工作由产品评测部担任，需要项目组相关人员配合完成。测试人员及其职责见表4.3。,表4.3 测试人员职责,11单元测试中测试工具的选择 在结构化程序编程中，测试的对象主要是函数或者子程序过程；在面向对象的编程中，如Java/C+等语言，测试的对象可能是类，也可能是类的成员函数，或者是被典型定义的一个菜单、屏幕显示界面或者对话框等等。由于单元测试的本质是针对代码进行测试，所以，不同语言的程序需要选择适合本身的单元测试工具。其实，有很多测试工具都支持单元测试。,如果能借助这些工具，可以极大地减少工作量，减少测试的盲目性，提高单元测试的覆盖率和准确度。例如针对C和C+ 代码，Logiscope、C+ Test、QA C+ 及Klocwork等测试工具可以很好地满足测试要求；对于汇编语言，可以用AsmTester单元测试工具；对于Java 语言的单元测试过程，可以借助Junit单元测试包来完成。,在实际中，软件的每个模块都能单独工作，但这些模块集成在一起之后却不能正常工作。主要原因是模块相互调用时接口会引入许多新问题。如数据经过接口可能丢失；一个模块对另一模块可能造成不应有的影响；,4.5 集成测试(组装测试、联合测试),几个子功能组合起来不能实现主功能；误差不断积累达到不可接受的程度；全局数据结构出现Bug等。解决的办法是在每个模块完成单元测试后，需要按照设计时做出的结构图，把它们连接起来，将所有模块按照设计要求组装成系统，进行集成测试。,1集成测试概念 集成测试是将已测试过的所有模块按设计要求(如根据结构图)集成为子系统或系统，主要对与设计相关的软件体系结构的构造进行测试，以检验总体设计中各模块之间的接口设计问题、模块之间的相互影响、上层模块存在的各种差错及全局数据结构对系统的影响等方面，发现并排除在模块连接中可能出现的Bug，最终构成要求的软件系统。由于单元测试不能穷尽，单元测试又会引入新Bug，单元测试后肯定会隐藏Bug，集成一般不可能一次成功，必须经测试后才能成功。,实践表明，一些模块虽然能够单独的工作，但并不能保证集成起来也能正常工作。程序在某些局部反映不出来的Bug，在全局上很可能暴露出来，影响功能的实现。 在集成测试中需要考虑的问题是： (1) 在把各个模块连接起来时，穿越模块接口的数据是否会丢失； (2) 一个模块的功能是否会对另一个模块的功能产生不利的影响；,(3) 各个子功能组合起来，能否达到预期要求的父功能； (4) 全局数据结构是否有问题； (5) 单个模块的误差累积起来，是否会放大，是否到了不能接受的程度。 在单元测试的同时可进行集成测试，发现并排除在模块连接中可能出现的Bug，最终构成要求的软件系统。,2所采取的方法 集成测试主要采用黑盒测试中的等价类划分、边值分析，白盒测试中的数据流测试、域测试、调用、覆盖等测试技术。集成测试的策略指进行单元组装的方法和步骤。集成测试的策略分为一次集成测试和渐增式集成测试。 1) 一次性集成方式 一次性集成方式是一种非增式组装方式(又称为整体拼装)。在配备辅助模块的条件下，对所有模块进行单元测试。然后，把所有模块组装在一起进行测试，最终得到满足要求的软件系统。一次性集成过程见图4.19。,图4.19 一次性集成测试过程示意图,2) 渐增式集成方式(也称为增式集成) 增式集成测试与一次性集成测试方式有所不同。它的集成是逐步实现的，集成测试也是逐步完成的。首先对每个模块进行模块测试，然后将这些模块逐步组装成较大的系统。在集成的过程中边连接边测试，以发现连接过程中产生的Bug，通过增量逐步组装成为要求的软件系统。 一次性集成测试方法是先分散测试，再集中起来一次完成集成测试。如果在模块的接口处存在差错，只会在最后的集成时一下子暴露出来。,与此相反，增式集成测试的逐步集成和逐步测试的办法，把可能出现的差错分散暴露出来，便于找出问题和修改。其次，增式集成测试使用了较少的辅助模块，也就减少了辅助性测试工作。并且一些模块在逐步集成的测试中，得到了较为频繁的考验，因而可能取得较好的测试效果。总的说来，增式集成测试比一次性集成测试具有一定的优越性。 渐增式集成测试可按不同的次序实施，分为自底向上、自顶向下和混合渐增式测试。,3) 自顶向下测试 自顶向下增式测试表示逐步集成和逐步测试是按结构图自上而下进行的。这种集成方式将模块按系统程序结构，沿控制层次自顶向下进行组装。在测试过程中较早地验证了主要的控制和判断点。选用按深度方向组装的方式，可以首先实现和验证一个完整的软件 功能。图4.20为按深度方向组装的例子。,图4.20 按深度方向组装测试示意图,4) 自底向上的渐增式 这种集成方式是从程序模块结构的最底层的模块开始集成和测试。因为模块是自底向上进行组装，对于一个给定层次的模块，它的子模块(包括子模块的所有下属模块)已经组装并测试完成，所以不再需要桩模块。在模块的测试过程中需要从子模块得到的信息可以通过直接运行子模块得到(见图4.21)。,图4.21 自底向上渐增式测试示意图,自顶向下增量的方式和自底向上增量的方式各有优缺点。一般来说，一种方式的优点可能是另一种方式的缺点。,5) 混合渐增式测试 即衍变的自顶向下的增量测试：首先对输入/输出模块和引入新算法模块进行测试；然后自底向上组装成功能相当完整且相对独立的子系统；再由主模块开始自顶向下进行增量测试。,3集成测试需求 集成测试需求所确定的是对某一集成测试版本的测试内容，即测试的具体对象。集成测试需求主要来源于设计模型和集成构件计划，归纳如下： (1) 集成测试版本应分析其类协作与消息序列，从而找出该测试版本的外部接口。 (2) 由集成测试版本的外部接口确定集成测试用例。 (3) 测试用例应覆盖工作版本每一外部接口的所有消息流序列。 集成测试着重于集成版本的外部接口的行为。因此，测试需求应具有可观测、可测评性。,注意：一个外部接口和测试用例的关系是多对多，部分集成工作版本的测试需求可映射到系统测试需求，因此对这些集成测试用例可采用重用系统测试用例技术。,4集成测试步骤 集成测试步骤见表4.4。,表4.4 集成测试步骤,5集成测试全过程和流程图 集成测试用图来描述：图4.22和图4.23分别为集成测试的全过程和流程图。,图4.22 集成测试全过程,图4.23 集成测试流程图,6集成测试产生的工件清单 软件集成测试计划； 集成测试用例； 测试过程； 测试脚本和测试日志； 测试评估摘要。,系统测试是在实际使用环境下，对计算机系统进行一系列综合全面的组装测试和确认测试，对系统的准确性及完整性等方面进行测试。具体来说就是把已经经过确认的软件产品放入整个实际的计算机系统中，与其他系统成分，包括计算机硬件、外设、网络、支持软件、数据、使用人员等其他元素，甚至还可能包括受计算机控制的执行机构结合在一起，进行系统的各种安装测试、功能测试、确认测试等相结合的综合测试。,4.6 系 统 测 试,下面给出系统测试进入条件。 (1) 具有软件技术规格书、软件需求规格说明、软件设计文档、用户手册、操作手册及单元测试、软部件测试、配置项测试的测试用例、测试报告和全部软件问题报告。 (2) 配置项必须通过测试，所有软件配置项纳入配置管理。 (3) 有经过审批并纳入系统试验大纲的测试用例。 系统测试的测试人员由测试组成员(质量保证人员)或测试组成员与用户共同组成。,系统测试在整个系统开发完成，即将交付用户使用前进行。在这一阶段，完全采用黑盒法对整个系统进行测试。软件在系统中毕竟占有相当重要的位置，软件的质量如何，软件的测试工作进行得是否扎实与能否顺利、成功地完成系统测试密切相关。系统测试实际上是针对系统中各个小的组成部分进行的综合性检验。尽管每一个检验有着特定的目标，然而所有的检测工作都要验证系统中每个部分均已得到正确集成，并能完成指定的功能。 系统测试过程如下： 制订系统测试计划设计系统