（计算机应用技术专业论文）基于web的多媒体网络教学系统的测试与研究.pdf

基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 摘要 随着社会的不断进步和计算机科学技术的飞速发展，w 曲正以其 广泛性、交互性、快捷性和易用性等特点越来越受到青睐，并已经对 商业、工业、金融、教育等各个领域产生了深远影响。w e b 应用程序 日益复杂，规模也逐渐增大，人们对w e b 应用程序的质量和可靠性 也更为关注。 软件测试是保证软件质量和可靠性的重要手段。在w e b 应用系 统的开发过程中，为了追求准确、高效和完善的w e b 系统，w e b 测 试成为w e b 软件工程的一个重要环节。但是和传统软件测试不一样， 它不仅需要检查和验证系统是否按照设计的要求运行，而且还要测 试系统在不同用户的浏览器端的显示是否合适。具体的讲，包括用户 测试、功能测试、客户兼容性测试、性能测试、安全性测试等内容。 然而由于w - e b 具有分布、异构、并发和平台无关的特性，使得基于 w e b 的测试比普通测试的复杂性更强、困难更大。 本文主要阐述了如何利用有效的测试技术对多媒体网络教学系 统进行测试。根据该系统的特点，结合w e b 测试方法，研究合适的 测试模型，有针对性的选择测试工具以及测试方法，设计测试用例并 执行测试，致力于研究出适用于w e b 系统的测试方案并提供合适的 测试用例生成方法。 论文首先综述了软件测试发展过程和国内外软件测试发展现状， 接着介绍了w e b 应用软件的特点和其对测试的影响，分析w r e b 应用 系统的测试方法。然后通过对w e b 应用测试模型的研究，针对多媒 体网络教学系统提出测试方案。通过对该系统进行功能、性能、可用 性、客户端兼容性和安全性等方面的测试，阐述了w e b 应用软件的 测试过程和测试方法。最后总结整个测试过程，研究测试中遇到的关 键问题，形成一套适合w e b 测试的项目测试流程。 关键词：w e b 软件测试测试模型测试用例 s o f t 、入厂a r et e s t i n gs t u d ya n di t s i l e 庄烈t a t i o ni n t i m e d i an e t w o r k t e a c h i n gs y s t e m a bs t r a c t w i t hs o c i a lp r o g r e s sa n dt h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e r s c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , t h ew - e bi sw i d e l yu s e df o ri t se x t e n s i v e ， i n t e r a c t i v e ，f a s ta n de a s y - t o - u s ef e a t u r e s ，a n dt h ew e bt e c h n o l o g y h a sh a daf a r - r e a c h i n gi m p a c to nt h et r a d e ，t h ei n d u s t r y , t h ef i n a n c i a l ， e d u c a t i o na n do t h e rf i e l d s w b ba p p l i c a t i o n sa r eb e c o m i n gm o r ea n d m o r ec o m p l e x ，t h es c a l ei sg r a d u a l l yi n c r e a s i n g ，a n dp e o p l ea r em o r e c o n c e r n e da b o u tw e b a p p l i c a t i o n sq u a l i t ya n dr e l i a b i l i t y t h es o f t w a r et e s t i n gi sa ni m p o r t a n tm e a n st og u a r a n t e et h a tt h e i s s u eo fs o f t w a r eq u a l i t ya n dr e l i a b i l i t y i nt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s s o fw - e ba p p l i c a t i o ns y s t e m ，aw 曲t e s t i n gi sa ni m p o r t a n tp a r tf o rt h e p u r s u i to ft h ew r e b sa c c u r a t e e f f i c i e n c y , a n di m p r o v e m e n ti nw r e b s o f t w a r ee n g i n e e r i n g b u tu n l i k et h et r a d i t i o n a ls o f t w a r et e s t i n g t e c h n o l o g y , w e bt e s t i n gn o to n l yn e e dt oc h e c ka n dv a l i d a t ei ft h e s y s t e mi sr u n n i n ga c c o r d i n gt ot h ed e s i g n e di n s t r u c t i o n s ，b u ta l s o n e e dt ot e s tw h e t h e ri ti ss u i t a b l et h a tt h es y s t e mi sd i s p l a y e da t d i f f e r e n tc l i e n t s i ns p e c i f i c ，w e bt e s t i n gi n c l u d e su s e rt e s t i n g ， f u n c t i o n a l t e s t i n g ，c u s t o m e rc o m p a t i b i l i t yt e s t i n g ，p e r f o r m a n c e t e s t i n g ，s e c u r i t yt e s t i n g ，a n d f o ro n h o w e v e r , w i t ht h ew e b s c h a r a c t e r i s t i c so fd i s t r i b u t i o n ，h e t e r o g e n e o u s ，a n d p l a t f o r m - i n d e p e n d e n t ，w 曲- b a s e dt e s t i n gi s m o r ec o m p l e x i t yo ft h e s t r o n g e r , e v e nm o r ed i m c u l tt h a no r d i n a r yt e s t i n g t h i sp a p e rm a i n l yi l l u s t r a t e sh o wt ou s et h ee f f e c t i v et e s tt e c h n o l o g y t ot e s tt h em u l t i m e d i an e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m a c c o r d i n gt ot h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h i ss y s t e mc o m b i n i n gw e bt e s t i n gm e t h o d ，w e f o c u so nt h es t u d yo ft h es u i t a b l et e s t i n gm o d e l ，t h ec h o i c eo ft e s t i n g t o o l sa n dt e s t i n gm e t h o d o l o g y , t h et e s t i n g c a s e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o no ft e s t i n gc a s e s w ea r ec o m m i t t e d t oc o m eu pw i t h t h es u i t a b l ew e ba p p l i c a t i o nt e s t i n gp r o g r a ma n dt h ep r o v i s i o no f a p p r o p r i a t e t e s tc a s e s i nt h ef i r s tp a r tt h i sp a p e rs u r n m a r yt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so f s o f t w a r et e s t i n ga n dt h ed e v e l o p m e n to fd o m e s t i ca n df o r e i g n s o f t w a r et e s t i n g t h e ni t i n t r o d u c e st h ew e ba p p l i c a t i o n s c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e i m p a c t o fi t s t e s t i n g ，a n a l y s i s w 曲 a p p l i c a t i o ns y s t e mt e s t i n gm e t h o d s a f t e rt h er e s e a r c ho ft h et e s t m o d e lo fw 曲a p p l i c a t i o n s ，f o r m a t t i n gt h es u i t a b l et e s t i n gp l a no ft h e m u l t i m e d i an e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m t h i st e s t i n gp l a nc o n t a i n st h e s y s t e mf u n c t i o nt e s t i n g ，p e r f o r m a n c et e s t i n g ，c u s t o m e rc o m p a t i b i l i t y t e s t i n g ，s e c u r i t yt e s t i n g i nt h el a s tp a r tw es u m m a r yt h e e n t i r e t e s t i n gp r o c e s s ，r e s e a r c ht h ef o r m a t i o no f as u i t a b l et e s tw e bp r o je c t m a n a g e m e n tp r o c e s s e s k e yw o r d s ：w e bs o f t w a r et e s t i n g t e s t i n gm o d e lt e s t i n gc a s e s 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：塑：量墨 本人承担一切相关责任。 e t 期：塑l ：生羔 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论 文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文 ( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：麴：里星 导师签名：丝军盔缝， 日期：竺蔓：生兰 日期：2 必8 ：厶苎 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 1 1 论文背景 第一章绪论 随着社会的不断进步和计算机科学技术的飞速发展，w e b 正以其广泛性、交 互性、快捷性和易用性等特点迅速风靡世界，网页数量正以指数级飞速增长。w e b 已经对商业、工业、金融、教育等各个领域产生了深远影响。无论是企业、机构 的内部计算机应用系统，还是在互联网上的网上应用服务系统，基于w e b 的应用 系统都发挥着越来越重要的作用，逐渐成为计算机应用系统的主流模型和下一代 软件开发的主流。如何利用软件测试来提高w e b 系统的可靠性和可用性，已成为 急需解决的问题。一方面是软件规模不断扩大，软件复杂性日益增加，但激烈的 商业竞争使软件开发周期缩短，测试时间紧张又资源溃乏，另一方面是产品的高 质量要求，因此，只有合理有效的利用和发展软件测试技术，才能解决这些问题。 多媒体网络教学系统是一个基于国产基础软硬件的产品。该系统整合我国先 进的网络教育关键技术的研究成果，重点突破运行在w i n d o w s 上的网络教学系统 向l i n u x 操作系统上移植的关键技术，服务器和桌面操作系统均支持l i n u x 。多 媒体远程教学系统软件提供了丰富的学习资源和交流工具，实现了师生之间及时 交互，提供个性化的界面和指导，实现在线答疑，提高学生的学习效率，同时还 能满足教学及其管理的需要，可以向中小学提供教学资源和技术支持。本系统是 一种实用、易用、可靠、成本低廉的中小学网络教学系统。这样一个基于w e b 的多媒体教学系统需要通过系统的测试来保证系统的运行质量与应用价值。 与传统的软件相比，w e b 系统具有异构、分布、并发和平台无关的特性，使 得对w e b 应用软件的测试要比传统程序的测试更加困难，从而在软件测试领域提 出了新的挑战。尽管传统的过程式程序( p r o c e d u r a lp r o g r a m ) 测试技术( 如黑盒 测试、白盒测试以及变异测试) 仍然可以应用于w e b 系统局部测试之中，但远远 不能满足w e b 软件测试的要求。因此结合多媒体网络教学系统研究w e b 应用软件 测试，仍具有实用的价值和意义。 1 2 国内外发展现状 本课题所研究的多媒体网络教学系统是基于b s 架构开发的，因此本文研究 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 内容实质上是对基于w e b 应用的系统进行测试。在对多媒体教学系统进行测试研 究前，首先有必要强调一下w e b 测试对软件开发乃至整个软件测试行业中的举足 轻重的重要角色。下面将从w e b 应用软件系统的发展状况和国内外测试行业市场 分析两方面进地描述。 y o g e s hd e s h p a n d e 和s t e v eh a n s e n 在1 9 9 8 年就提出了w e b 工程的概念。 w e b 工程作为一门新兴的学科，提倡使用一个过程和系统的方法来开发高质量的 w e b 应用系统，使用合理的、科学的工程和管理原则，用严密的和系统的方法来 开发、发布和维护w e b 应用系统。在w e b 工程过程中，w e b 应用的测试、确认和 验收是一项重要而富有挑战性的工作。然而，i n t e r n e t 和w e b 媒体的不可预见 性使w e b 应用的测试变得困难。 1 2 1 国外软件测试发展现状 软件测试作为软件工程学科的一个重要分支，随着软件的发展而发展。自从 2 0 世纪7 0 年代以来，国内外许多学者和组织在软件测试方面进行了大量的研究 工作，形成了许多经典的软件测试技术和软件测试流程管理规范。 美国的i e e e ，a c m 等组织制定了一系列软件测试规范，国外的许多大学( 如 c a r n e g i em e l l o n g e o r g em o s a n 等) 、研究机构( 如n a t i o n a ls o f t w a r e t e s t i n g l a b 简称为n s t l 等) 和公司( 如：s o f t w a r er e s e a r c h ，r a t i o n a l c o r p o r a ti o n ，l d r a 以及a u t o t e s t e r 等) 进行了大量软件测试的研究和应用工作。 其中c a r n e g i em e l l o n 大学侧重于回归测试和c l i e n t s e r v e r 测试技术的研究， g e o r g em o s a n 侧重于基于规范的测试自动生成和面向对象测试技术的研究，n s t l 主要从事测试规范和标准的制定。比较流行的软件测试工具集有 s o f t w a r e r e s e a r c h 的t e s t w o r k s ，r a ti o n a l 的r a ti o n a l 系列工具包， m e r c u r y i n t e r a c t i v e 的w i n r u n n e r x r u n n e r 和l d r a 的t e s t b e d 等u 1 。 在软件业较发达的国家，软件测试不仅早已成为软件开发的一个有机组成部 分，而且在整个软件开发的系统工程中占据着相当大的比重。以美国的软件开发 和生产的平均资金投入为例，通常是：“需求分析”和“规划确定一各占百分之 三，“设计 占百分之五，“编程 占百分之七，“测试”占百分之十五，“投 产和维护占百分之六十七。测试在软件开发中的地位，由此可见一斑口m 。 在微软内部，软件测试人员与软件开发人员的比率一般为1 5 - 2 5 左右，这 可能远远超出了大家对测试人员的理解，但微软软件开发的实践过程已经证明了 这种人员结构的合理性。微软e x c h a n g e 2 0 0 0 和w i n d o w s 2 0 0 0 系统的开发团队人 员结构( 这里只分析三类主要的人员，即项目经理、开发人员及测试人员) 中测试 4 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 人员占了绝对多数。为打造w i n d w o s 2 0 0 0 ，微软用了2 5 0 多个项目经理、1 7 0 0 多 个开发人员，而测试人员则用了3 2 0 0 人! 几乎是开发人员的两倍。而且，每修改 一个错误，都要花费大量时间确保没有新错误产生啼1 。 1 2 2 国外软件测试发展现状 国内软件测试研究进行的比较少，北京大学、北京航空航天大学进行了一系 列的软件分析和测试工具的研究和开发，研制了一系列的程序理解工具和测试工 具，比较具有代表性的工具有s a f e p r oc c + + ，s a f e p r o j a v a o 。航空计算机研 究所、南京大学在嵌入式系统测试方面做了较多的工作，开发了一些静态分析工 具和测试用例自动生成工具。西北工业大学在航空软件仿真测试、并行软件综合 测试平台以及c s 系统的测试方面进行了许多研究工作并取得了一些成果。 目前，国内外对w e b 应用软件的测试进行了一系列研究，在基本测试技术、 测试模型和测试工具开发等方面都取得了一些具有价值性的研究成果，主要包括 以下几个方面： 1 w e b 测试的主要方面 为了确保w e b 应用软件功能的正确，并能同时处理大量的并发用户的访问， 而且兼容不同的浏览器、不同浏览器版本和操作系统，从而使w e b 应用软件的设 计达到预期的功能需求同时又具有良好的性能，必须进行以下不同类型的测试， 包括：功能测试，压力和强度测试，兼容性测试、可用性测试、安全测试和回归 测试等。w e b 应用测试贯穿于设计、开发、运行乃至维护的整个生存周期。在生 命周期的各个阶段，测试的方面有所不同，但对于保证w e b 应用的质量及可靠性 至关重要。 2 w e b 测试的主要方法 w e b 应用测试可以采用传统的测试方法，比如代码审查、代码走查等静态测 试，也包括基于规约的测试( 黑盒测试) 、基于程序的测试( 白盒测试) 以及程 序与规约相结合测试( 灰盒测试) 这些动态的测试。尽管技术与传统测试技术大 致一样，但由于w e b 的特殊性，使得这些技术在实际应用中呈现出新的特点。另 外对于w e b 应用有一些专用的测试方法，比如性能基准测试s p e c w e b 9 9 ，t p c - c ， t p c w 等，基于日志文件的统计分析方法，面向对象的方法等。 3 w e b 测试的模型 最先对w e b 站点演化和w e b 维护进行系统研究的是d u r h a m 大学的p w a r r e n 、c b o l d y r e f f 和m m u n r o t ，他们指出w e b 站点开发过程中产生各种问 题的根源在于没有按照软件工程的规律办事，强调了w e b 维护的重要性，提出用 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 度量技术来表征w e b 站点的演化。为了充分地了解w e b 应用软件的静态结构、动 态交互和功能行为，支持w e b 应用的维护、演化，并有效地测试w e b 应用软件， 必须对其进行分析并进行建模。目前比较有影响的测试模型有c o n a l l e n 等提出 的可以用u m l 形式化描述的w e b 模型，f r i c c a 等提出的强调链接与交互等动态 内容的结构模型以及d c k u n g 、c 一h l i u 等提出的w e b 应用测试模型等h 1 。 4 w e b 测试工具 由于w e b 应用页面数目巨大并且变动频繁，对其采用单纯人工执行测试的 成本太大，而且测试者的工作通常比较机械和单调，只有在系统出现异常状况时 才能体现人工测试的优势，因而需要提高测试执行的自动化、智能化水平，将测 试者从繁重的测试工作中解放出来。这一过程的实现需要结合一些工具和技术， 如捕捉回放工具和智能a g e n t 等技术。这些工具和技术在保障w 曲应用的功能、 性能等方面起到了重要作用。 总之，国内外已经开始对w e b 应用软件测试进行研究并取得一些研究成果， 同时我国的一些大学的博士、硕士学位论文也开始以w 曲应用软件测试为题进 行研究，这些成果都推动了w e b 应用测试的研究的向前发展，保证w e b 应用软 件的质量。 1 3 论文研究内容和安排 论文通过对w e b 应用测试模型的研究，针对多媒体网络教学系统提出测试方 案。通过对该系统进行功能、性能、可用性、客户端兼容性和安全性等方面的测 试，阐述了w e b 应用软件的测试过程和测试方法。本文的研究工作和组织结构如 下： 第一章是绪论部分，简单介绍了w e b 应用测试的现状、论文的选题依据、 研究内容和结构安排。 第二章介绍w e b 应用和w e b 应用测试的基本概念和基础知识，包括w e b 应 用的定义、w e b 应用的特点、w e b 应用测试与传统软件测试的不同，随后阐述了 测试的基本理论，介绍w e b 应用测试的策略、类型和测试方法，介绍了w e b 测试 的过程模型，在模型的基础上可以指导组织整个系统测试过程。 第三章介绍多媒体教学系统的基本情况和特点，比如系统的架构、开发环 境、运行环境和系统的主要功能和测试的要求，结合测试过程模型，制订合适的 测试计划，确定测试的范围和重点。 第四章在, e b 测试理论的指导下对多媒体教学系统进行测试方案的设计， 6 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 主要研究各种不同类型的测试方法和策略的应用，研究测试用例的生成和执行， 完成系统的整体测试，包括功能、性能、可用性、兼容性和安全性的测试。通过 对该系统进行多方面的测试，阐述了w e b 应用软件的测试过程和测试方法。 第五章总结整个测试过程，针对测试中几个关键问题进行研究。主要是针 对测试用例的生成以及如何选择合适的测试用例而研究，结合测试实践总结一套 新的测试流程模型。 第六章是结束语，总结本文的工作，提出了下一步的工作方向。 1 4 作者在研究生阶段所做工作 在研究生阶段主要参与了三个课题的研究工作。最早参与的课题是国家“十 五 重大科技攻关项目“面向中小学的远程教育关键技术及示范 的“国产基础 软件技术培训系统研制与课程开发一。在这个项目组中，从项目最初的需求分析 到最后的产品验收都有参与。在前期主要参与了需求分析，资料收集，调研工作， 为项目前期准备做出一定的贡献。在项目开发中，在开发小组长的领导下，参于 系统的设计，先后做过实验管理平台，虚拟实验实验平台两大平台的开发。对系 统有较深的理解。在师兄师姐的指导下对j a v a 开发有了较深的理解，编程技术 也有很大提高。最主要的工作体现在虚拟实验培训系统的管理平台的开发和维护 上。 参与的的第二个课题就是国家“十五科技攻关项目“面向中小学的远程教 育关键技术及示范 的“基于国产基础软件的多媒体网络教学及远程支持系统 的测试工作。在这个项目组中，主要从事系统的测试工作，也是本文的主要选题 来源和研究对象。做的主要工作就是对该系统进行各个方面的测试，最主要的事 前期的功能测试。在测试组中做了大量的工作，比如测试用例的研究，测试计划 的制定，测试规范的制定，一些表单规范的制定。为保证测试顺利执行做出一定 的贡献。也做了大量的测试工作，积累的大量实战经验。探索了多种测试方法和 测试用例。由于长期对系统进行测试对系统比较熟悉，最后有幸参与该项目的西 安验收工作，为项目的验收尽自己的微薄之力。 第三个项目的是北邮网络教育学院的网上办公系统的测试，在这个任务中， 我做的工作也是根据需求说明设计测试用例，执行测试用例，找出系统中的不足 和缺陷，反复进行回归测试。最后参与用户手册的编写工作。在实际的测试中加 深了对测试的理解，特别是该系统已经运行好几年才进行测试以求优化，所以大 部分模块没有需求用例，这就给我的研究提供了来源。 7 北京邮电大学硕士论文 基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 第二章w e b 应用的特点和测试方法 2 1 w e b 应用的特点 2 1 1w e b 应用的定义 w e b 的全称是w o r l dw i d ew e b ，简记为w e b 。自产生以来，w e b 已经得到广 泛的发展，在逻辑上形成了一个遍布全球的巨大信息网络。人们的日常生活都和 w e b 息息相关，人们利用w e b 上网浏览新闻、在线购物、收发电子邮件等等，可 以说，w e b 已经成为工作和生活中必不可少的一个部分。那么，什么是w e b 呢? 很多研究者都有着自己不同的定义。其中之一是这样的：w e b 应用由h t m l 页面 和运行在服务器、客户端的程序组成，使用h t t p 协议实现浏览器和w e b 服务器 之间的通讯，服务器和数据库服务器之间使用o d b c 或j d b c 等数据库访问协议进 行连接。 2 1 2w e b 应用的特点 w e b 应用有些新特点，例如w e b 的平台无关性、分布性、交互性。本节从测 试的角度来分析w e b 的特性。 w e b 应用的特点主要有以下这些方面： 不同种类的实体：w e b 实体包括很多不同种类的实体，比如h t m l ，j s p ，j a v a 组件。 嵌入的脚本：w e b 应用使用各种脚本来处理数据，而且不通过编译检查，这 些脚本引起的数据交互需要彻底检查。 超链接：超链接通常不受线性文本约束，部分或全部文本可能是非线性的， 可以从一个位置跳到另一个位置，轻易的从一个主题转到另一个主题。超链接造 成的导航行为需要测试，以确定所有的网页都可以正确的到达。 编程和表达逻辑的混合：h t m l ，a s p ，j s p 页面可以以嵌入式脚本的形式混合 到h t m l 语句中，这就使得h t m l 页面难以理解和测试。 动态生成的w e b 页面：w e b 应用可以根据用户的输入在运行时动态生成页 8 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 面，这些页面需要认真的测试。 会话( s e s s i o n ) ：为了保存用户交互的路径，一些w e b 应用的服务器端实体 在一个会话内存在。确定这些实体在对应不同的导航情景时能够正确的运行。 分布式结构：w e b 中大量图形、音频和视频信息会占用相当大量的磁盘空 间，甚至无法预知信息的多少。没有必要把所有信息都放在一起，信息可以放 在不同的节点上，用户只需在浏览器中指明这些节点就可以，是在物理上并不同 一在一个节点上的信息在逻辑上一体化。从用户的角度来看，并不会体会到w e b 的分布性。 并发用户和多线程：w e b 允许并发用户同时访问。对于w e b 应用中共享信息 的并发访问，需要严格的测试，验证数据访问的正确性。 多平台和多版本：在进行w e b 应用测试时，w e b 应用必须在多种版本的浏览 器和多种平台下运行。 2 1 3w e b 应用对传统测试影响 w e b 应用软件系统和传统的软件系统不同，是由相互协作而又彼此之间相对 独立的软件子系统构成，各个子系统之间通过通信协议通信，子系统内部通过消 息进行通信。从体系结构上来讲，w e b 应用软件系统由多层软件体系结构构成， 一般由浏览器、应用服务子系统和数据库服务子系统构成。从数据存储来讲，w e b 应用软件系统的数据存储一般通过大型的关系式数据库管理系统( o r a c l e ， s q l s e r v e r ，d b 2 等) 进行存储，s e r v e r 子系统通过数据库引擎访问数据库中的数 据。从实现技术上讲，w e b 应用软件系统综合使用a s p ，j s p ，s e r v l e t ，j a v a 等多 项技术。从运行的平台来讲系统既可以运行在相同的平台上，也可以运行在不同 的平台上。尽管传统的测试技术仍然可以应用于w e b 应用软件系统的局部测试之 中，但远远不能满足w e b 应用软件测试的要求，因此，传统的测试技术必须经过 改造才能适用于w e b 应用软件的测试，同时，还需要专门研究针对w e b 应用软件 特点的测试理论和技术。 由于w e b 应用系统具有多层体系结构，涉及到的问题更多，客户、数据通信、 硬件以及服务器之间的依赖关系又非常复杂，使得在每层内以及各层间都有可能 发生故障，极大地影响了w e b 应用软件的质量。在客户机端，由于浏览器的型号、 版本有很大的不同，以及对应的显示技术各不相同，使得有些信息往往不能正常 地显示，从而产生兼容性问题以及显示故障：在服务器端，可能存在超链接不可 达或者根本不存在的问题，影响用户的使用和评价；服务器、数据库的负载能力 有限，在用户访问达到高峰时，响应时问太长甚至不接受用户的访问；并发用户 9 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 的行为会影响到与站点交互的情况，用户之间也可能相互干扰。因此，对于w e b 应用系统的测试也需要一些新的方法。下面列举了除了传统的测试之外，对w e b 应用系统进行的测试还要包括以下几个主要方面： 1 ) 配置与兼容性。客户端浏览器有很多，同一种浏览器但版本也可能不一 样，w e b 服务器、应用服务器和数据库服务器的兼容问题，不同厂家产品的配 置问题。 2 ) 安全性。通过i n t e r n e t ，各种用户都可以访问w e b 应用系统，对于网上 各种交易系统、机密性要求强的系统，安全性要充分的测试。 3 ) 性能、负载和强度。强度测试检查程序对异常情况的抵抗能力，它总是 迫使系统在异常的资源配置下运行。软件部分既满足功能要求，也能够满足性能 要求，性能测试是为了完成这一任务。 4 ) 服务器端和客户端的安装。掌握运行安装程序的操作系统和环境的潜在 问题和一般错误知识，将有助于进行有效的测试用例设计。 与传统软件相比，w e b 应用软件有很多独特的地方，其中对测试有影响的方 面主要有以下几点：其一w e b 应用的用户数量巨大，并要求能提供对w e b 资源的 跨平台全局访问，需要有并发处理事务的能力，因而需要进行多用户的性能测试。 其二，使用环境不尽相同，硬件设备、网络连接、操作系统、中间件、服务端支 持、浏览器等都有所不同，形成了异构、自治的工作环境，这就需要考虑兼容性 测试。其三，着重于信息的发布，大多数传统软件强调的是运算的功能，而在 w e b 上，信息的搜索和获取占据了很大的一部分，需要通过测试来保证信息的正 确显示。总之，w e b 应用软件具有分布、异构、并发和平台无关的特点，传统的 测试方法己经不能完全胜任对w e b 应用软件的测试，因此需要一套独特的测试体 系来支持w e b 应用软件的测试。 2 2 软件测试概念和方法 2 2 1 软件测试概念 1 9 8 3 年，i e e e 提出的软件工程标准术语中，软件测试的定义为：“使用人 工或自动手段来运行或测定某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的 需求或是弄清预期结果与实际结果之间的差别 。该定义明确地提出了软件测试 以检验是否满足需求为目标【5 1 。 i o 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 软件测试是一项测量、评估软件产品特点和能力的活动，是一种保证软件产 品质量的手段。在软件投入运行前，对软件需求分析、设计规格说明和编码的最 终复审，是软件质量保证的关键步骤。软件测试是在受控条件下对软件系统或应 用程序进行操作并评估操作的结果，所谓受控制的条件应该包括正常条件和非正 常条件，例如为了故意去造成错误发生而人为创造的测试条件。现在比较主流的 测试阶段按流程顺序分为下表2 1 所示： 测试阶段操作人员目的 单元测试由项目小组完成测试程序代码 集成测试由项目小组完成 对设计的检测 系统测试由专业测试小组完成软件的功能 交接测试用户和开发商共同完成检测用户需求 2 2 2 软件测试基本方法 表2 - 1 测试阶段表 1 黑盒测试 也称功能测试或数据驱动测试，它关注软件外部属性和行为， 已知产品所应具有的功能，通过测试来检测每个功能是否都能正常使用。黑盒测 试从用户角度观察软件预期的行为。 在测试时，把程序看作一个不能打开的黑盒子，在完全不考虑程序内部结构 和内部特性的情况下，测试者在程序接口进行测试，它只检查程序功能是否按照 需求规格说明书的规定正常使用，程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的 输出信息，并且保持外部信息( 如数据库或文件) 的完整性。 黑盒测试方法主要有等价类划分、边值分析、因果图、错误推测等，主要用 于软件确认测试。 采用黑盒测试的目的主要是：检查功能是否实现或遗漏；在接口处，能否正 确地接受输入数据，能否产生正确地输出信息；检查人机界面是否错误，是否美 观；数据结构或外部数据库访问错误；性能等其它特性要求是否满足；初始化和 终止错误。 2 白盒测试也称结构测试或逻辑驱动测试，它是知道产品内部工作过程， 可通过测试来检测产品内部动作是否按照规格说明书的规定正常进行，按照程序 内部的结构测试程序，检验程序中的每条通路是否都有能按预定要求正确工作， 而不顾它的功能，白盒测试从开发者的角度来看待测试。 白盒测试的主要方法有语句覆盖、分支( 判定) 覆盖、条件覆盖、路径覆盖 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 ( 或条件组合覆盖) 、基路测试等主要用于软件验证。 白盒测试全面了解程序内部逻辑结构、对所有逻辑路径进行测试。白盒测试 是穷举路径测试。在使用这一方案时，测试者必须检查程序的内部结构，从检查 程序的逻辑着手，得出测试数据。贯穿程序的独立路径数是天文数字。但即使每 条路径都测试了仍然可能有错误。第一，穷举路径测试决不能查出程序违反了设 计规范，即程序本身是个错误的程序。第二，穷举路径测试不可能查出程序中因 遗漏路径而出错。第三，穷举路径测试可能发现不了一些与数据相关的错误。 3 灰盒测试灰箱测试就像黑箱测试一样是通过用户界面测试，但是测试 人员已经有所了解该软件或某种软件功能的源代码程序具体是怎样设计的。甚至 于还读过部分源代码。因此测试人员可以有的放矢地进行某种确定的条件功能 的测试。这样做的意义在于：如果你知道产品内部的设计和对产品有透过用户界 面的深入了解，你就能够更有效和深入地从用户界面来测试它的各项性能。 2 2 3 测试数据的选择方法 我们不可能进行穷举每个测试数据，为了节省时间和资源、提高测试效率， 必须要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数 据来进行测试。一般有以下几种数据：( 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。少量的测试数据不能完全覆盖需求，但我们 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 ) 边缘数据：边缘测试是界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。例如若使用s q ls e r v e r 数据库，则可把s q ls e r v e r 关键字设为边缘数据。其它边缘数据还有：h t m l 的 h t m l ： 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 富经验来制定；( 3 ) 错误数据：显而易见，错误数据就是编写与程序输入规范不 符的数据从而检测输入筛选、错误处理等程序的分支。 2 3w e b 应用系统测试方法 对于基于w e b 的系统，在开发过程中，常常遇到很多的问题，在开发、发 布、实施和维护w e b 的过程中，如果过程的严格性不足，有可能会导致项目失 败。考虑到w e b 系统的复杂程度，项目的失败将会引起很多问题。 在项目的实施的各个阶段中，基于w e b 系统的测试阶段不可忽略，是一个 讲究技巧而且充满挑战的阶段。与传统的软件测试相比，w e b 测试除了需要检 1 2 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 查项目是否满足设计的要求之外，还要测试是否满足客户端的不同浏览器要求， 最终，还要用户的角度进行安全性和可用性测试。考虑到以上原因，我们需要为 测试和评估w e b 的系统研究新的方法和技术。 2 3 1 功能测试 功能测试主要是验证w e b 应用是否满足功能需求说明书中的功能需求，保 证功能准确无误。它可以分为客户端测试和服务器端测试两个层面。客户端测试 包括：链接测试、表单测试、c o o k i 懿测试。服务器端测试包括：设计语言测试、 数据库测试。下面具体介绍各种测试的目的以及方法。 1 链接测试链接是在网页之间切换并且引导用户去其它地址的页面的主 要手段，它是w e b 的一个主要特征。链接测试可以分为三个步骤：( 1 ) 确认是 否能够到达链接页面；( 2 ) 确认被链接页面是否存在；( 3 ) 确认每一个页面至少 被一个其它页面链接。只有在集成测试完成以后，也就实说所有页面开发完成之 后，才能进行链接测试。链接测试可以手动测试，也有许多工具可以采用。 2 表单测试当用户进行注册、登陆、信息提交时，需要使用表单操作。 在使用表单操作的时候，需要有一个完整的操作，以验证提交给服务器的信息是 否正确。比如，身份证号码与出生日期是否匹配。有时候，表单只能接受指定的 某些值，这也需要进行测试。比如，只能接受英文输入法的标点符号，测试输入 中文的标点符号，看系统是否报错。 3 、c o o k i 髂测试c o o k i e s 的作用是存储用户信息和用户在某应用系统的操 作，当用户使用c o o k i e s 访问了某一个应用程序时，w e b 服务器就会发送有关 用户的信息，并且存储以c o o k i e s 的形式将该信息存储在客户端计算机上，用来 创建动态和自定义页面或者存储登陆等信息。测试的内容包括c o o k i e s 是否起作 用，是否按预定的时间进行保存，刷新对c o o k i e s 有什么影响。 4 、设计语言测试由于在分布式环境中开发人员都不在一起，所以w e b 设计语言版本的差异引起的客户端或服务器端的问题很严重。常见的问题是 h t m l 版本不同，当然，不同的脚本语言，例如j a v a 、j a v a s c r i p t 、 a c t i v e x 、 v b s c r i p t 或p 甜等也要进行验证。 5 、数据库测试对于基于w e b 的系统，数据库为系统的管理、运行、查 询和实现用户对数据存储的请求等提供空间。其中最常用的是关系型数据库，它 可以使用s q l 语言对信息进行处理。一般情况下，数据库可能发生两种错误， 分别是数据一致性错误和输出错误。一致性错误主要是因为用户提交的表单内容 北京邮电大学硕士论文基于w e b 的多媒体网络教学系统的测试与研究 信息不正确而引起的。输出错误主要是因为网络速度或程序设计问题等引起的。 在测试的时候，要根据这两种情况，分别进行测试。 2 3 2 性能测试 在基于w e b 的系统中，有时满足功能要求，也未必能够满足性能要求。系 统性能测试的目的就是验证是否能够满足性能要求。只有在系统真正集成之后， 在真实环境中才能全面、可靠地测试运行性能。性能测试有时与强度测试相结合， 经常需要其他软硬件的配套支持。