信息工程導(dǎo)論-第七章

信息工程導(dǎo)論-第七章第一頁，共36頁。軟件質(zhì)量定義明確表示是否符合功能和性能要求，明確地記載開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和所有專業(yè)開發(fā)軟件的期望的隱性特點(diǎn)質(zhì)量控制是審查產(chǎn)品相關(guān)的各個方面質(zhì)量的過程第二頁，共36頁。第三頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，軟件行業(yè)形成的標(biāo)準(zhǔn)分工細(xì)，體系繁多。本節(jié)主要從標(biāo)準(zhǔn)的層次來說明軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的情況。根據(jù)軟件工程標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍，將軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為5個級別，即國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目規(guī)范。很多標(biāo)準(zhǔn)的原始狀態(tài)可能是項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但隨著行業(yè)發(fā)展與推進(jìn)，它的權(quán)威性可能促使它發(fā)展成為行業(yè)、國家或國際標(biāo)準(zhǔn)，因此這里所說的層次具有一定的相對性。第四頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—國際標(biāo)準(zhǔn)由國際機(jī)構(gòu)指定和公布供各國參考的標(biāo)準(zhǔn)稱為國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）具有廣泛的代表性和權(quán)威性，它所公布的標(biāo)準(zhǔn)也具有國際影響力。20世紀(jì)60年代初，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建立了“計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)委員會”，專門負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)工作。它所公布的標(biāo)準(zhǔn)帶有ISO字樣，如ISO10012:1995質(zhì)量手冊編寫指南。第五頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—國家標(biāo)準(zhǔn)由政府或國家級的機(jī)構(gòu)制定或批準(zhǔn)，適用于本國范圍的標(biāo)準(zhǔn)，稱為國家標(biāo)準(zhǔn)。如：GB（GuoBiao）中華人民共和國國家技術(shù)監(jiān)督局是中國的最高標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，它所公布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)簡稱為“國標(biāo)”。ANSI（AmericanNationalStandardsInstitute）美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會。是美國一些民間標(biāo)準(zhǔn)化組織的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，具有一定的權(quán)威性。FIPS（FederalInformationProcessingStandards）美國商務(wù)部國家標(biāo)準(zhǔn)局聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)。它所公布的標(biāo)準(zhǔn)均冠有FIPS字樣。如，1987年發(fā)表的FIPSPUB132—87Guidelineforvalidationandverificationplanofcomputersoftware（軟件確認(rèn)與驗(yàn)證計(jì)劃指南）。BS（BritishStandard）英國國家標(biāo)準(zhǔn)。DIN（DeutschesInstitutforNormung）德國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會。JIS（JapaneseIndustrialStandard）日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。第六頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是由一些行業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)團(tuán)體或國防機(jī)構(gòu)制定，并適用于某個業(yè)務(wù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE軟件工程標(biāo)準(zhǔn)為滿足軟件工程化的迫切需求，1976年，美國電氣和電子工程師會（IEEE）標(biāo)準(zhǔn)化部成立了一個軟件工程組，負(fù)責(zé)起草軟件工程標(biāo)準(zhǔn)另外，我國的一些部門（如信息產(chǎn)業(yè)部）也開展了軟件標(biāo)準(zhǔn)化工作，制定和公布了一些適合本部門工作需要的規(guī)范。這些規(guī)范的制定參考了國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定對各自行業(yè)的軟件工程起到了強(qiáng)有力的推動作用。第七頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—軍工標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）。是由我國國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會批準(zhǔn)，適合國防部門和軍隊(duì)使用的標(biāo)準(zhǔn)。例如，1988年發(fā)布實(shí)施的GJB473-88軍用軟件開發(fā)規(guī)范。美電氣和電子工程師學(xué)會（InstituteOfElectricalandElectronicsEngineers，IEEE），該學(xué)會成立了軟件標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會（SESS），開展軟件標(biāo)準(zhǔn)化活動。美國國防部標(biāo)準(zhǔn)（DepartmentofDefense-Standards，DOD-STD）。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)（Military-Standards，MIL-S）。第八頁，共36頁。IEEE軟件工程標(biāo)準(zhǔn)：顧客標(biāo)準(zhǔn)流程標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)資源與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—IEEE標(biāo)準(zhǔn)IEEE730:2001結(jié)構(gòu)與內(nèi)容：目的參考文檔管理文檔標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)踐、約定和度量軟件評審第九頁，共36頁。IEEE/EIAStd12207——軟件生命周期過程主要過程（PrimaryProcess）包括5個過程，這些過程供各主要當(dāng)事方（如需方、供方、開發(fā)者、運(yùn)行者和維護(hù)者）在參與或完成軟件產(chǎn)品開發(fā)、運(yùn)行或維護(hù)時使用，它們是：獲取過程：需方獲取系統(tǒng)，軟件產(chǎn)品或軟件服務(wù)的活動。供應(yīng)過程：供方向需方提供系統(tǒng)、軟件產(chǎn)品或軟件服務(wù)的活動。開發(fā)過程：開發(fā)者定義并開發(fā)軟件產(chǎn)品的活動。運(yùn)行過程：運(yùn)行者在規(guī)定的環(huán)境中為其用戶提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)的活動。維護(hù)過程：軟件產(chǎn)品后期維護(hù)更新。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—IEEE標(biāo)準(zhǔn)第十頁，共36頁。IEEE/EIAStd12207——軟件生命周期過程支持過程（SupportingProcess）包括8個過程，其每個過程均有明確的目的支持其它過程，幫助軟件項(xiàng)目獲得成功及良好的產(chǎn)品質(zhì)量。它們是：文檔編制過程：記錄生存期過程中產(chǎn)生信息所需的活動。配置管理過程：實(shí)施配置管理活動。質(zhì)量保證過程：為確保軟件產(chǎn)品和軟件過程符合規(guī)定的需求并能堅(jiān)持既定計(jì)劃所需的活動。聯(lián)合評審、審核、驗(yàn)證與確認(rèn)可作為質(zhì)量保證技術(shù)使用。驗(yàn)證過程：為驗(yàn)證最終產(chǎn)品滿足預(yù)期使用要求的活動。確認(rèn)過程：為確保最終產(chǎn)品滿足預(yù)期使用要求的活動。聯(lián)合評審過程：評審方與被評審方共同對某一活動的狀態(tài)和產(chǎn)品進(jìn)行評審的活動。審核過程：審核項(xiàng)目是否按要求、計(jì)劃、合同完成的活動。問題解決過程：分析和解決在開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)或其他過程中出現(xiàn)的問題（不論其性質(zhì)和來源如何）的活動。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—IEEE標(biāo)準(zhǔn)第十一頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—IEEE標(biāo)準(zhǔn)軟件生存期過程主要過程支持過程組織過程獲取過程供應(yīng)過程開發(fā)過程運(yùn)行過程配置管理過程質(zhì)量保證過程文檔編制過程維護(hù)過程驗(yàn)證過程聯(lián)合評審過程確認(rèn)過程審核過程問題解決過程管理過程基礎(chǔ)設(shè)施過程改進(jìn)過程培訓(xùn)過程軟件生命周期過程示意圖第十二頁，共36頁。IEEEStd1012——驗(yàn)證與確認(rèn)驗(yàn)證驗(yàn)證是用來評價某一系統(tǒng)或某一組件的過程，來判斷給定階段的產(chǎn)品是否滿足該階段開始時施加的條件。即說明驗(yàn)證活動在一定的程度上是一種普通的測試活動，要求驗(yàn)證每個開發(fā)階段是否符合先前階段定義的需求。經(jīng)過合理組織的項(xiàng)目應(yīng)該包含驗(yàn)證和確認(rèn)計(jì)劃（VerificationandValidationPlan，VVP）。在IEEE1012-1987，《IEEE軟件驗(yàn)證和確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)》（IEEEStandardforSoftwareVerificationandValidation）和IEEE1059-1993，，《IEEE軟件驗(yàn)證和確認(rèn)指南》（IEEESoftwareGuideforVerificationandValidationPlan）中，IEEE為建立一個VVP提供了優(yōu)秀的指導(dǎo)。確認(rèn)確認(rèn)是開發(fā)過程中間或結(jié)束時對某一系統(tǒng)或某一組件進(jìn)行評價的過程，以確認(rèn)它是否滿足規(guī)定的需求。需要確認(rèn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的組件實(shí)際上按照規(guī)格說明書進(jìn)行的工作。通常，用測試來完成這項(xiàng)任務(wù)，確認(rèn)計(jì)劃是必須的。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—IEEE標(biāo)準(zhǔn)第十三頁，共36頁。軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)—IEEE標(biāo)準(zhǔn)類別目的參與人備注管理評審監(jiān)控進(jìn)展是否與需求相符，判定計(jì)劃和進(jìn)度表的狀態(tài)及需求；在系統(tǒng)中分配或評價為達(dá)到目的相符所采用的管理途徑的有效性；它們有對本系統(tǒng)負(fù)有直接責(zé)任的管理人員實(shí)行決策制定者、評審領(lǐng)導(dǎo)人、記錄員、管理人員、其他小組成員（可選）、技術(shù)人員、客戶或用戶代表（可選）技術(shù)評審評價軟件產(chǎn)品，由認(rèn)定的小組人員決定對預(yù)期使用的適宜性，并標(biāo)識規(guī)格說明和標(biāo)準(zhǔn)的偏差。決策制定者、評審領(lǐng)導(dǎo)人、記錄員、管理人員、其他小組成員（可選）、技術(shù)人員、客戶或用戶代表（可選）審查查出并標(biāo)識軟件產(chǎn)品的反常，驗(yàn)證軟件產(chǎn)品是否滿足規(guī)格說明，是否滿足指定的指令屬性，是否與用到的規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、指南、計(jì)劃和規(guī)程相符，標(biāo)識與標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格說明的偏差，收集軟件工程數(shù)據(jù)。用收集到的軟件工程數(shù)據(jù)改善審查過程本身，以及相應(yīng)的支持文檔審查領(lǐng)導(dǎo)人、記錄員、讀者、作者、審查員評審的所有參與者都是審查員，管理地位比審查小組所有成員都高的人不應(yīng)參與走查找出反常、改善產(chǎn)品、考慮替換物的實(shí)現(xiàn)、評價與標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格說明的相符性走查領(lǐng)導(dǎo)人、記錄員、作者、小組成員審計(jì)就用到的規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、指南、計(jì)劃和規(guī)程對軟件產(chǎn)品和過程獨(dú)立地提供評價審查領(lǐng)導(dǎo)人、記錄員、作者、項(xiàng)目發(fā)起人、審計(jì)組織審計(jì)員應(yīng)將觀察到的不相符處和相符處記入檔案IEEEStd1028——評審第十四頁，共36頁。目錄第十五頁，共36頁。軟件測試是在軟件投入運(yùn)行前對軟件需求分析、軟件設(shè)計(jì)規(guī)格說明和軟件編碼進(jìn)行查錯和糾錯。查錯的活動稱為測試，糾錯的活動稱為調(diào)試。測試又分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。靜態(tài)測試，又稱評審，是對軟件進(jìn)行的一種分析和檢查活動。靜態(tài)測試不需要執(zhí)行程序，因而在代碼產(chǎn)生之前便可對各種文檔進(jìn)行測試。動態(tài)測試是通過運(yùn)行軟件來檢驗(yàn)其動態(tài)行為和運(yùn)行結(jié)果的正確性。動態(tài)測試是在編碼之后進(jìn)行。

軟件測試的概念第十六頁，共36頁。軟件測試的目標(biāo)測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而執(zhí)行程序的過程一個好的測試用例在于能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤一次成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試E.W.Dijkstra則認(rèn)為：“測試能證明錯誤的存在，但不能證明錯誤不存在”。第十七頁，共36頁。軟件測試目的基于不同的立場，存在著兩種完全不同的測試目的。從用戶的角度出發(fā)，普遍希望通過軟件測試暴露軟件中隱藏的錯誤和缺陷，以考慮是否可接受該產(chǎn)品。從軟件開發(fā)者的角度出發(fā)，則希望測試成為表明軟件產(chǎn)品中不存在錯誤的過程，驗(yàn)證該軟件已正確地實(shí)現(xiàn)了用戶的要求，確立人們對軟件質(zhì)量的信心。第十八頁，共36頁。測試的特點(diǎn)軟件件測試的開銷大

按照Boehm的統(tǒng)計(jì)，軟件測試的開銷大約占總成本的30%-50%。例：APPOLLO登月計(jì)劃，80%的經(jīng)費(fèi)用于軟件測試。Exchange2000和Windows2000開發(fā)人員結(jié)構(gòu)Exchange2000Windows2000項(xiàng)目經(jīng)理25人約250人開發(fā)人員140人約1700人測試人員350人約3200人第十九頁，共36頁。不能進(jìn)行“窮舉”測試只有將所有可能的情況都測試到，才有可能檢查出所有的錯誤。但這是不可能的。比如：例：程序P有兩個整型輸入量X、Y，輸出量為Z，在32位機(jī)上運(yùn)行。所有的測試數(shù)據(jù)組（Xi，Yi）的數(shù)目為：1毫秒執(zhí)行1次，共需5億年。=323226422軟件測試難度大

既然不能進(jìn)行“窮舉”測試，又要查出盡可能多的錯誤，軟件測試工作的難度大。只有選擇— “高效的測試用例”測試的特點(diǎn)第二十頁，共36頁。軟件測試的基本原則1）測試應(yīng)“盡早地和不斷地進(jìn)行”。測試計(jì)劃可以在需求分析完成后就開始進(jìn)行。詳細(xì)的測試用例定義可以在各種設(shè)計(jì)結(jié)果確定后開始進(jìn)行。測試計(jì)劃應(yīng)包括：測試的目的、所測軟件的功能、輸入和輸出、測試方法、測試用例、測試進(jìn)度、資源要求、測試資料、測試工具等。2）盡量不由程序設(shè)計(jì)者測試自己的程序。第二十一頁，共36頁。軟件測試的基本原則3）應(yīng)保證測試用例的完整性和有效性。完整的測試用例應(yīng)由輸入數(shù)據(jù)和相應(yīng)的預(yù)期結(jié)果組成。既有合理輸入數(shù)據(jù)，也有不合理的輸入數(shù)據(jù)。4）注意錯誤的群集現(xiàn)象和應(yīng)用Pareto原則：經(jīng)驗(yàn)表明，測試后程序中殘存的錯誤數(shù)目與該程序中已發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)目或檢錯率成正比。因而應(yīng)當(dāng)對錯誤群集的程序段進(jìn)行更多的測試Pareto原則表明80%的錯誤來源于20%的程序模塊5）長期保存測試計(jì)劃、測試用例、出錯統(tǒng)計(jì)和最終分析報(bào)告，能為后期的維護(hù)提供方便。第二十二頁，共36頁。測試流程第二十三頁，共36頁。軟件測試基本步驟模塊測試子系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試平行運(yùn)行目的：保證每個模塊作為一個單元能夠正確運(yùn)行，又稱為單元測試集成測試、組裝測試、聯(lián)合測試；重點(diǎn)在于測試模塊之間的接口；將經(jīng)過測試的子系統(tǒng)裝配成一個完整的系統(tǒng)來測試；發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和編碼的錯誤，驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足需求說明所定義的功能及其動態(tài)特性；也稱為集成測試。同時運(yùn)行新舊兩個系統(tǒng)，并且對處理的結(jié)果進(jìn)行比較，以確定新系統(tǒng)是否滿足相關(guān)性能指標(biāo)。驗(yàn)收測試有用戶參加的系統(tǒng)測試；驗(yàn)證是否滿足用戶的需要。第二十四頁，共36頁。單元測試（unittesting），是指對軟件中的最小可測試單元進(jìn)行檢查和驗(yàn)證。對于單元測試中單元的含義，一般來說，要根據(jù)實(shí)際情況去判定其具體含義C語言中單元指一個函數(shù)Java里單元指一個類圖形化的軟件中可以指一個窗口或一個菜單等軟件測試—單元測試單元測試優(yōu)點(diǎn)它是一種驗(yàn)證行為它是一種設(shè)計(jì)行為它是一種編寫文檔的行為它具有回歸性為什么要使用單元測試我們編寫代碼時，代碼通過編譯，只是說明了它的語法正確；我們卻無法保證它的語義也一定正確，但單元測試會為代碼語義正確做保證。單元測試工具C/C++CppUnitC++TestVisualUnitgtest

JavaJunitJUnit-addonsSpring測試框架DJUnitEasyMock第二十五頁，共36頁。集成測試集成測試，也叫組裝測試或聯(lián)合測試。在單元測試的基礎(chǔ)上，將所有模塊按照設(shè)計(jì)要求（如根據(jù)結(jié)構(gòu)圖〕組裝成為子系統(tǒng)或系統(tǒng)，進(jìn)行集成測試。集成測試的目標(biāo)是確保各單元組合在一起后能夠按既定意圖協(xié)作運(yùn)行，并確保增量的行為正確集成測試的必要性還在于一些模塊雖然能夠單獨(dú)地工作，但并不能保證連接起來也能正常工作集成測試的意義還在于它能間接地驗(yàn)證概要設(shè)計(jì)是否具有可行性軟件測試—集成測試第二十六頁，共36頁。完成標(biāo)準(zhǔn)怎樣判定集成測試過程完成了，可按以下幾個方面檢查：1、成功地執(zhí)行了測試計(jì)劃中規(guī)定的所有集成測試2、修正了所發(fā)現(xiàn)的錯誤3、測試結(jié)果通過了專門小組的評審集成測試方法集成測試應(yīng)該考慮以下問題：1、在把各個模塊連接起來的時候，穿越模塊接口的數(shù)據(jù)是否會丟失2、各個子功能組合起來，能否達(dá)到預(yù)期要求的父功能3、一個模塊的功能是否會對另一個模塊的功能產(chǎn)生不利的影響4、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否有問題5、單個模塊的誤差積累起來，是否會放大，從而達(dá)到集成測試可接受的程度軟件測試—集成測試第二十七頁，共36頁。驗(yàn)收測試系統(tǒng)開發(fā)生命周期方法論的一個階段，這時相關(guān)的用戶和／或獨(dú)立測試人員根據(jù)測試計(jì)劃和結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行測試和接收。它讓系統(tǒng)用戶決定是否接收系統(tǒng)它是一項(xiàng)確定產(chǎn)品是否能夠滿足合同或用戶所規(guī)定需求的測試軟件測試—驗(yàn)收測試驗(yàn)收測試過程1.軟件需求分析2.編制《驗(yàn)收測試計(jì)劃》和《項(xiàng)目驗(yàn)收準(zhǔn)則》3.測試設(shè)計(jì)和測試用例設(shè)計(jì)4.測試環(huán)境搭建5.測試實(shí)施：測試并記錄測試結(jié)果。6.測試結(jié)果分析7.測試報(bào)告驗(yàn)收測試的常用策略實(shí)施驗(yàn)收測試的常用策略有三種，它們分別是：正式驗(yàn)收非正式驗(yàn)收或Alpha測試Beta測試驗(yàn)收測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收測試標(biāo)準(zhǔn)配置復(fù)審αβ測試第二十八頁，共36頁。α測試在軟件交付使用之后，用戶將如何實(shí)際使用程序，對于開發(fā)者來說是無法預(yù)測的。α測試是由一個用戶在開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行的測試，也可以是公司內(nèi)部的用戶在模擬實(shí)際操作環(huán)境下進(jìn)行的測試。α測試的目的是評價軟件產(chǎn)品的功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持，尤其注重產(chǎn)品的界面和特色。α測試可以從軟件產(chǎn)品編碼結(jié)束之時開始，或在模塊（子系統(tǒng)）測試完成之后開始，也可以在確認(rèn)測試過程中產(chǎn)品達(dá)到一定的穩(wěn)定和可靠程度之后再開始。第二十九頁，共36頁。β測試β測試是由軟件的多個用戶在實(shí)際使用環(huán)境下進(jìn)行的測試。這些用戶返回有關(guān)錯誤信息給開發(fā)者。測試時，開發(fā)者通常不在測試現(xiàn)場。因而，β測試是在開發(fā)者無法控制的環(huán)境下進(jìn)行的軟件現(xiàn)場應(yīng)用。在β測試中，由用戶記下遇到的所有問題，包括真實(shí)的以及主觀認(rèn)定的，定期向開發(fā)者報(bào)告。β測試主要衡量產(chǎn)品的功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持。著重于產(chǎn)品的支持性，包括文檔、客戶培訓(xùn)和支持產(chǎn)