測(cè)試周期和模型筆記

1、軟件測(cè)試周期和測(cè)試模型目標(biāo)：了解軟件生命周期及常見開發(fā)模型掌握常見測(cè)試模型的原理及基本概念了解測(cè)試模型的使用內(nèi)容提要：第一節(jié)：軟件生命周期軟件危機(jī)軟件工程簡(jiǎn)介軟件生命周期簡(jiǎn)介軟件生命周期的主要階段第二節(jié)：軟件開發(fā)模型軟件開發(fā)模型簡(jiǎn)介瀑布模型漸進(jìn)原型模型螺旋模型RUP軟件開發(fā)過程第三節(jié)：軟件測(cè)試模型軟件測(cè)試模型簡(jiǎn)介V模型W模型H模型其他測(cè)試模型測(cè)試模型的使用第一節(jié)危機(jī) 實(shí)例（回顧）愛國(guó)者導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，1991千年蟲問題首都機(jī)場(chǎng)離港電腦系統(tǒng)，2002英特爾奔騰浮點(diǎn)除法軟件缺陷，1994（證券交易所、航空公司等等熊貓燒香，黑色星期五）危機(jī) 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)1997年，美國(guó)公司花在軟件項(xiàng)目上的經(jīng)費(fèi)為￥2500

2、億到￥3000億（為什么80%的時(shí)間都用在修改錯(cuò)誤和返工上了呢？）危機(jī) 表現(xiàn)開發(fā)預(yù)算 再突破開發(fā)進(jìn)度 拖再拖軟件產(chǎn)品質(zhì)量不可靠軟件難以維護(hù)用戶對(duì)“已完成的”軟件系統(tǒng)不滿意軟件工程 提出消除軟件危機(jī)的途徑 技術(shù)措施（方法和工具） 組織管理措施軟件工程正是從管理和技術(shù)兩方面研究如何更好地開發(fā)和維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件的一門新興學(xué)科1968年NATO學(xué)術(shù)會(huì)議上提出軟件工程的概念軟件工程就是為了經(jīng)濟(jì)地獲得可靠的且能在實(shí)際機(jī)器上有效地運(yùn)行的軟件，而建立和使用完善的工程原理軟件工程 基本目標(biāo)降低軟件開發(fā)和生產(chǎn)的成本達(dá)到要求的軟件功能獲得較好的軟件性能需要較低的軟件維護(hù)費(fèi)用開發(fā)的軟件易于重用能按時(shí)完成開發(fā)工作，及時(shí)交

3、付使用軟件工程 一般視圖定義階段：做什么開發(fā)階段：如何做支持階段：變化軟件工程 軟件生命周期生命周期 人的生命周期：嬰兒、幼兒、兒童、少年、軟件生命周期軟件從用戶需求開始，經(jīng)過開發(fā)、交付使用，在使用中不斷增補(bǔ)修訂，直到退役的全過程軟件定義軟件開發(fā)軟件支持問題定義可行性分析需求分析概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)編 碼測(cè) 試軟件發(fā)布軟件運(yùn)行維護(hù)或退役軟件生命周期的主要階段軟件需求分析軟件實(shí)現(xiàn)軟件集成軟件驗(yàn)收交付軟件維護(hù)系統(tǒng)分析與軟件定義系統(tǒng)分析與軟件定義主要工作分析系統(tǒng)要求和使用環(huán)境擬定軟件任務(wù)書和明確軟件驗(yàn)收方法確定軟件關(guān)鍵程度等級(jí)完成標(biāo)志制定軟件研制任務(wù)書主要質(zhì)量控制手段評(píng)審軟件研制任務(wù)書擬定軟件質(zhì)量保證大

4、綱開始問題定義可行性研究可行否終止項(xiàng)目的建議項(xiàng)目實(shí)施的計(jì)劃停止轉(zhuǎn)開發(fā)期軟件需求分析主要工作確定軟件的功能、性能和接口要求，編寫需求規(guī)格說(shuō)明制定軟件可靠性、安全型設(shè)計(jì)準(zhǔn)則擬定軟件的系統(tǒng)測(cè)試計(jì)劃完成標(biāo)志提交軟件需求規(guī)格說(shuō)明提交項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃主要質(zhì)量控制手段評(píng)審軟件需求規(guī)格說(shuō)明制定軟件質(zhì)量保證大綱實(shí)施計(jì)劃，并選定適當(dāng)?shù)囊?guī)范軟件設(shè)計(jì)主要工作進(jìn)行軟件概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)對(duì)關(guān)鍵、重要的軟件進(jìn)行可靠性、安全性分析擬定軟件的集成測(cè)試計(jì)劃完成標(biāo)志提交軟件概要設(shè)計(jì)說(shuō)明提交軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明主要質(zhì)量控制手段評(píng)審軟件概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明軟件配置管理軟件實(shí)現(xiàn)主要工作編寫程序?qū)Τ绦蜻M(jìn)行代碼復(fù)審、靜態(tài)分析和單元測(cè)試編寫軟件使用

5、說(shuō)明完成標(biāo)志提交源程序提交程序單元測(cè)試規(guī)程、用例和報(bào)告提交軟件使用說(shuō)明（初稿）主要質(zhì)量控制手段源程序的代碼復(fù)審、靜態(tài)分析和單元測(cè)試軟件配置管理軟件集成主要工作進(jìn)行軟件的集成與測(cè)試完成軟件使用說(shuō)明的編制完成標(biāo)志提交通過測(cè)試的軟件系統(tǒng)提交軟件集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試分析報(bào)告提交軟件使用說(shuō)明主要質(zhì)量控制手段對(duì)軟件集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試的計(jì)劃、規(guī)程、用例和報(bào)告進(jìn)行評(píng)審，對(duì)測(cè)試過程進(jìn)行監(jiān)控軟件配置管理軟件驗(yàn)收交付主要工作進(jìn)行軟件的驗(yàn)收測(cè)試和審計(jì)組織軟件的交付完成標(biāo)志通過驗(yàn)收測(cè)試主要質(zhì)量控制手段對(duì)軟件驗(yàn)收測(cè)試和交付過程進(jìn)行監(jiān)控和審核第二節(jié)軟件開發(fā)生命周期模型 概念主要功能確定項(xiàng)目計(jì)劃、需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試或其

6、它相關(guān)活動(dòng)的次序，使得這些活動(dòng)能夠有序的進(jìn)行作用借助已有的經(jīng)驗(yàn)一致的工作框架專心自己的工作考慮因素由于軟件項(xiàng)目各不相同，所需的模型也有差異缺乏通用模型時(shí)，組織或項(xiàng)目必須定義滿足特定需求的模型用于給定項(xiàng)目時(shí)，必須考慮人員經(jīng)驗(yàn)水平、產(chǎn)品當(dāng)前狀態(tài)和可用的工具和設(shè)施軟件開發(fā)生命周期模型 類別瀑布模型漸進(jìn)原型模型螺旋模型RUP軟件開發(fā)過程瀑布模型 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)嚴(yán)格、應(yīng)用廣泛、提供了模板缺點(diǎn)實(shí)際的項(xiàng)目很少按照該模型給定的順序進(jìn)行軟件運(yùn)行版本要等到開發(fā)周期的晚期才能得到，如有重大問題，后果是災(zāi)難性的客戶常常難以給出所有需求，但瀑布模型卻要求如此，缺乏適應(yīng)需求變化的靈活性瀑布模型可能會(huì)導(dǎo)致過多的文檔，更新文檔成

7、為一項(xiàng)專門的工作因等待造成“阻塞”瀑布模型 使用時(shí)機(jī)存在一個(gè)穩(wěn)定的產(chǎn)品定義對(duì)一個(gè)定義得很好的版本進(jìn)行維護(hù)將一個(gè)產(chǎn)品移植到一個(gè)新的平臺(tái)上很容易理解但很復(fù)雜質(zhì)量需求高于成本和進(jìn)度需求開發(fā)隊(duì)伍實(shí)力不強(qiáng)技術(shù)力量比較薄弱缺乏足夠的工程經(jīng)驗(yàn)需求不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)1987年美國(guó)國(guó)防部的關(guān)于軍用軟件的研究報(bào)告中指出“作用復(fù)雜的硬件系統(tǒng)，最困難的是搞清軟件任務(wù)的需求”，“沒有技術(shù)和方法建立詳細(xì)的需求，對(duì)于需求的錯(cuò)誤判斷嚴(yán)重的影響效率、費(fèi)用和進(jìn)度”“我們相信，沒有在真實(shí)的操作環(huán)境下測(cè)試并對(duì)需求反復(fù)迭代，用戶無(wú)論怎樣努力和聰明，也不可能說(shuō)清操作需求”美國(guó)國(guó)防部的報(bào)告對(duì)軟件界產(chǎn)生深刻的影響，加速了從順序到迭代方法的發(fā)展?jié)u進(jìn)

8、原型模型 特征漸進(jìn)原型模型是為確定需求而提出的一種機(jī)制開發(fā)者和用戶共同定義軟件的總體目標(biāo)，標(biāo)識(shí)出已知的需求，并規(guī)劃出進(jìn)一步定義的區(qū)域，然后快速設(shè)計(jì)出原型，原型重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)軟件中那些用戶可見部分（輸入方式、輸出格式）。原型由用戶評(píng)估并進(jìn)一步細(xì)化待開發(fā)的軟件需求。逐步調(diào)整原型使其滿足用戶的要求，同時(shí)也是開發(fā)者對(duì)將要做的事情有更好的理解通過原型確定正確的軟件需求后，進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)原型模型 圖示計(jì)劃需求分析原型開發(fā)原型評(píng)價(jià)最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)最終系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)原型模型 使用時(shí)機(jī)用戶定義了軟件的一組一般型目標(biāo)，但無(wú)法確定詳細(xì)的輸入、處理和輸出需求開發(fā)者不能確定算法的有效性、操作系統(tǒng)的適應(yīng)性、人機(jī)交互的

9、形式漸進(jìn)原型模型 風(fēng)險(xiǎn)管理不切實(shí)際的進(jìn)度和預(yù)算項(xiàng)目可控性降低缺乏最終用戶或客戶的反饋產(chǎn)品性能不佳不切實(shí)際的性能期望設(shè)計(jì)不佳可維護(hù)性差目標(biāo)偏移原型開發(fā)階段效率低下漸進(jìn)原型模型 如何成功在開始就決定要開發(fā)的原型是要保留的還是要丟棄的，并確保管理者和開發(fā)者都明確明確客戶的期望與項(xiàng)目進(jìn)度、預(yù)算及產(chǎn)品性能之間的關(guān)系控制客戶與原型間的交流，減少對(duì)項(xiàng)目的影響使用有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員在每個(gè)階段使用代碼質(zhì)量檢查表，確保原型系統(tǒng)的質(zhì)量和可維護(hù)性盡早考慮產(chǎn)品的性能螺旋模型 特征螺旋模型是一種以風(fēng)險(xiǎn)為導(dǎo)向的生命周期模型，主要基礎(chǔ)是迭代式的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。把一個(gè)軟件項(xiàng)目分解成若干個(gè)小項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都表示一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，直到

10、所有主要風(fēng)險(xiǎn)因素都被確認(rèn)為止在螺旋模型中，軟件開發(fā)是一系列的增量發(fā)布，這些增量可能是文檔化的模型或快速實(shí)現(xiàn)的原型，也可能是軟件產(chǎn)品的部分實(shí)現(xiàn)，隨著迭代的進(jìn)行更完善的版本逐漸產(chǎn)生螺旋模型 迭代步驟確定目標(biāo)、方案和約束條件識(shí)別并解決風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)備選方案開發(fā)本次迭代可共交付的內(nèi)容，并檢查其正確性如果需要，規(guī)劃下一個(gè)迭代過程，開始新的迭代過程螺旋模型 圖示P33截取圖螺旋模型 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)險(xiǎn)管理過程靈活性缺點(diǎn)：使用該模型需要具有相當(dāng)豐富的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和專門知識(shí)目前，國(guó)內(nèi)軟件公司還未能及時(shí)掌握和運(yùn)用，有待進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)RUP是什么（Rational Unified Process）RUPRational公

11、司的改進(jìn)過程的規(guī)范給出了最完善的團(tuán)隊(duì)建設(shè)解決方案它又是文檔化的軟件工程產(chǎn)品，所有RUP的實(shí)施細(xì)節(jié)及方法導(dǎo)引均以Web文檔的方式集成在一張光盤上，由Rational公司開發(fā)、維護(hù)并銷售RUP又是一套軟件工程方法的框架，各個(gè)組織可根據(jù)自身的實(shí)際情況，以及項(xiàng)目規(guī)模對(duì)RUP進(jìn)行裁剪和修改，以制定出合乎需要的軟件工程過程與統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Model Language，以下簡(jiǎn)稱UML）的良好集成、多種CASE工具的支持、不斷的升級(jí)與維護(hù)、迅速得到業(yè)界廣泛的認(rèn)同，越來(lái)越多的組織以它作為軟件開發(fā)模型框架截圖P39如所示：時(shí)間維從組織管理的角度描述整個(gè)軟件開發(fā)生命周期，是RUP的動(dòng)態(tài)組成部分。它可

12、進(jìn)一步描述為周期（Cycle）、階段（phase）、迭代（Iteration）。核心工作流從技術(shù)角度描述RUP的靜態(tài)組成部分，它可進(jìn)一步描述為行為（activities）、工作流（workflow）、產(chǎn)品（artifact）、工人（worker）RUP是采用Usecase的概念RUP采用迭代的思想把系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分布在四個(gè)階段，風(fēng)險(xiǎn)越大的迭代越要放在靠前的階段做理解和掌握RUP需要一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的過程課堂練習(xí)軟件生命周期模型主要解決什么問題？有哪幾種常見的生命周期模型，其優(yōu)缺點(diǎn)是什么？測(cè)試過程在模型中有哪些體現(xiàn)呢？第三節(jié)在軟件開發(fā)幾十年的實(shí)踐過程中，人們總結(jié)了很多的開發(fā)模型，對(duì)軟件開發(fā)過程具有很好的

13、指導(dǎo)作用開發(fā)模型中沒有充分強(qiáng)調(diào)測(cè)試的價(jià)值，也沒有給測(cè)試以足夠的重視，利用這些模型無(wú)法很好地指導(dǎo)測(cè)試實(shí)踐顯然軟件測(cè)試也需要測(cè)試模型去指導(dǎo)實(shí)踐非常可喜的是軟件測(cè)試專家通過測(cè)試實(shí)踐總結(jié)出了很多的測(cè)試模型軟件測(cè)試V模型 概述V模型是最具有代表意義的測(cè)試由Paul Rook在20世紀(jì)80年代后期提出在英國(guó)國(guó)家計(jì)算中心文獻(xiàn)中發(fā)布，旨在改進(jìn)軟件開發(fā)的效率和效果在傳統(tǒng)的開發(fā)模型中，認(rèn)為測(cè)試只是收尾工作，而不是主要的過程，V模型的推出就是對(duì)此種認(rèn)識(shí)的改進(jìn)軟件測(cè)試V模型 圖示P45軟件測(cè)試V模型 應(yīng)用V模型是軟件開發(fā)瀑布模型的變種明確地標(biāo)明了測(cè)試過程中存在的不同級(jí)別清楚地描述了測(cè)試階段和開發(fā)過程各階段的對(duì)應(yīng)關(guān)系測(cè)

14、試策略既包括低層測(cè)試又包括高層測(cè)試指出：?jiǎn)卧图蓽y(cè)試應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)；系統(tǒng)測(cè)試應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)；確認(rèn)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證軟件需求說(shuō)明書軟件測(cè)試V模型 局限性容易使人理解為測(cè)試是軟件開發(fā)的最后階段需求分析階段隱藏的問題一直是后期的驗(yàn)收測(cè)試才被發(fā)現(xiàn)軟件測(cè)試W模型 建立V模型的局限性沒有明確地說(shuō)明早期的測(cè)試不能體現(xiàn)“盡早地和不斷地進(jìn)行軟件測(cè)試”的原則在V模型中增加軟件各開發(fā)階段應(yīng)同步進(jìn)行的測(cè)試，被演化為一種W模型基于“盡早地和不斷地進(jìn)行軟件測(cè)試”的原則，在軟件的需求和設(shè)計(jì)階段的測(cè)試活動(dòng)應(yīng)遵循IEEE std 1012-1998軟件驗(yàn)證和確認(rèn)（V&V）的原則軟件測(cè)試W模型 圖示P52軟件測(cè)

15、試W模型 應(yīng)用W模型由Evolutif公司提出是V模型自然而然的發(fā)展強(qiáng)調(diào)測(cè)試伴隨著整個(gè)軟件開發(fā)周期測(cè)試對(duì)象不僅僅是程序，需求、功能和設(shè)計(jì)同樣要測(cè)試測(cè)試與開發(fā)同步進(jìn)行，有利于盡早發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)項(xiàng)目?jī)?nèi)部的質(zhì)量，顯著減少測(cè)試時(shí)間，加快項(xiàng)目進(jìn)度軟件測(cè)試W模型 局限性W模型和V模型都把軟件的開發(fā)視為需求、設(shè)計(jì)、編碼等一系列串行的活動(dòng)軟件開發(fā)和測(cè)試保持一種線性的前后關(guān)系，就無(wú)法支持迭代、自發(fā)性以及變更調(diào)整對(duì)于很多文檔需要事后補(bǔ)充，或者根本沒有文檔的做法下，開發(fā)人員和測(cè)試人員都面臨同樣的困惑軟件測(cè)試H模型-建立V模型和W模型均存在一引動(dòng)不妥之處把軟件開發(fā)視為需求、設(shè)計(jì)、編碼等一系列串行的活動(dòng)相應(yīng)的測(cè)試之間也

16、不存在嚴(yán)格的次序關(guān)系各層次之間的測(cè)試也存在反復(fù)觸發(fā)、迭代和增量關(guān)系V模型和W模型都沒有良好地體現(xiàn)測(cè)試流程的完整性為了解決以上問題，專家提出了H模型將測(cè)試活動(dòng)完全獨(dú)立出來(lái)，形成一個(gè)完全獨(dú)立的流程，將測(cè)試準(zhǔn)備活動(dòng)和測(cè)試執(zhí)行活動(dòng)清晰地體現(xiàn)出來(lái)軟件測(cè)試H模型 圖示P56軟件測(cè)試H模型 應(yīng)用示意圖僅演示了某個(gè)層次上的測(cè)試“微循環(huán)”概括的說(shuō)，H模型提示了：只要測(cè)試條件成熟，測(cè)試準(zhǔn)備活動(dòng)完成，測(cè)試執(zhí)行活動(dòng)就可以進(jìn)行軟件測(cè)試不僅僅指測(cè)試的執(zhí)行，還包括很多其他的活動(dòng)軟件測(cè)試是一個(gè)獨(dú)立的流程，貫穿產(chǎn)品整個(gè)生命周期，與其他流程并發(fā)地進(jìn)行軟件測(cè)試要盡早準(zhǔn)備，盡早執(zhí)行軟件測(cè)試是根據(jù)被測(cè)物的不同而分層次進(jìn)行的。不同層次的測(cè)試活動(dòng)可以是按照某個(gè)次序先后進(jìn)行的，但也可能是反復(fù)的軟件測(cè)試X模型 圖示P58軟件測(cè)試X模型 概述X模型的基本思想是由Marick提出的X模型是對(duì)V模型的改進(jìn)X模型左邊描述的是針對(duì)單獨(dú)的程序片段進(jìn)行相互分離的編碼和測(cè)試，此后通過頻繁的交接，通過集成最終合成為可執(zhí)行的程序，然后再對(duì)這些可執(zhí)行程序進(jìn)行測(cè)試已通過集成測(cè)試的成品可以進(jìn)行封裝并提交給用戶，也可以作為更大規(guī)模和范圍內(nèi)集成的一部分多根并行的曲線表示變更可以在各個(gè)部分發(fā)生X模型還定位了探索性測(cè)試軟件測(cè)試前置測(cè)試模型 圖示P60軟件測(cè)試前置測(cè)試模型 概述前置測(cè)試模型是由Robin F.Goldsmith等人提出前置測(cè)試模型體現(xiàn)了以下