軟件測(cè)試課件第01章概要

第1章軟件測(cè)試概述

1.1軟件、軟件危機(jī)、軟件工程1.2軟件缺陷與軟件故障1.3軟件質(zhì)量與質(zhì)量模型1.4軟件測(cè)試1.5軟件測(cè)試人員的基本素質(zhì)第一頁第二頁，共57頁。軟件測(cè)試是軟件工程的一個(gè)重要部分，是確保軟件工程質(zhì)量的重要手段。最近幾年來，由于軟件工程的復(fù)雜度的不斷增強(qiáng)，更由于軟件的工業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)，軟件測(cè)試得到廣泛的重視。第二頁第三頁，共57頁。1.1軟件、軟件危機(jī)、軟件工程1.1.1軟件、軟件危機(jī)、軟件工程的基本概念計(jì)算機(jī)軟件：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，數(shù)據(jù)及其相關(guān)文檔的完整集合軟件危機(jī)：在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題，軟件生產(chǎn)與市場(chǎng)需求出現(xiàn)極不適應(yīng)的嚴(yán)重現(xiàn)象軟件工程：應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理開發(fā)軟件的工程第三頁第四頁，共57頁。一個(gè)軟件產(chǎn)品從形成概念開始，經(jīng)過開發(fā)、測(cè)試、使用和維護(hù)，直到最后退出使用的全過程稱為軟件生存周期。軟件生存周期根據(jù)軟件所處的狀態(tài)，以及軟件開發(fā)活動(dòng)的目的和任務(wù)，可劃分為若干個(gè)階段。一般軟件生存周期包括軟件定義、軟件開發(fā)、軟件測(cè)試、軟件使用與維護(hù)等幾個(gè)部分。1.1.2軟件工程的目標(biāo)及其一般開發(fā)過程

第四頁第五頁，共57頁。1．軟件定義可行性分析的任務(wù)是了解用戶的要求及實(shí)現(xiàn)環(huán)境，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等幾個(gè)方面研究并論證軟件系統(tǒng)的可行性。需求分析的任務(wù)是確定所要開發(fā)軟件的功能需求、性能需求和運(yùn)行環(huán)境約束，編制軟件需求規(guī)格說明、軟件系統(tǒng)的確認(rèn)測(cè)試準(zhǔn)則。軟件的性能需求包括軟件的適應(yīng)性、安全性、可靠性、可維護(hù)性錯(cuò)誤處理等。第五頁第六頁，共57頁。2．軟件開發(fā)軟件開發(fā)是按照需求規(guī)格說明的要求，由抽象到具體，逐步生成軟件的過程。軟件開發(fā)一般由設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試等階段組成。第六頁第七頁，共57頁。3．軟件測(cè)試軟件需經(jīng)過嚴(yán)密的測(cè)試，以發(fā)現(xiàn)軟件在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中存在的問題并加以糾正。整個(gè)測(cè)試過程分單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試以及驗(yàn)收測(cè)試四個(gè)階段進(jìn)行。測(cè)試的方法主要有白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試。第七頁第八頁，共57頁。4．軟件使用和維護(hù)軟件的使用是在軟件通過測(cè)試后，將軟件安裝在用戶確定的運(yùn)行環(huán)境中移交給用戶使用。軟件的維護(hù)是對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行修改或?qū)浖枨笞兓龀龇磻?yīng)的過程。第八頁第九頁，共57頁。1.1.3可供選擇的軟件過程模型軟件開發(fā)過程中存在各種復(fù)雜因素，為了解決由此而帶來的種種問題，軟件開發(fā)者們經(jīng)過多年的摸索，給出了多種實(shí)現(xiàn)軟件工程的方式——軟件過程模型，如瀑布過程模型、螺旋過程模型和增量過程模型等。第九頁第十頁，共57頁。1．瀑布過程模型瀑布過程模型反映了人們?cè)缙趯?duì)軟件工程的認(rèn)識(shí)水平，是人們所熟悉的一種線性思維的體現(xiàn)。瀑布過程模型強(qiáng)調(diào)階段的劃分及其順序性、各階段工作及其文檔的完備性，是一種嚴(yán)格線性的、按階段順序的、逐步細(xì)化的開發(fā)模式，如圖1-1所示。第十頁第十一頁，共57頁。圖1-1瀑布過程模型第十一頁第十二頁，共57頁。2．螺旋過程模型螺旋過程模型的基本思路是，依據(jù)前一個(gè)版本的結(jié)果構(gòu)造新的版本，這個(gè)不斷重復(fù)迭代的過程形成了一個(gè)螺旋上升的路徑，如圖1-2所示。第十二頁第十三頁，共57頁。圖1-2螺旋過程模型第十三頁第十四頁，共57頁。3．增量過程模型有些時(shí)候可能會(huì)用一種幾乎連續(xù)的過程小幅度地推進(jìn)項(xiàng)目，這就是增量過程模型，如圖1-3所示。第十四頁第十五頁，共57頁。圖1-3增量過程模型第十五頁第十六頁，共57頁。4．快速原型過程模型快速原型過程模型首先是快速進(jìn)行系統(tǒng)分析，

在設(shè)計(jì)人員和用戶的緊密配合下，快速確定軟件系統(tǒng)的基本要求，盡快實(shí)現(xiàn)一個(gè)可運(yùn)行的、功能簡(jiǎn)單的原型系統(tǒng)，然后通過對(duì)原型系統(tǒng)逐步求精，不斷擴(kuò)充完善得到最終的軟件系統(tǒng)。第十六頁第十七頁，共57頁。1.2軟件缺陷與軟件故障1.什么是軟件缺陷和軟件故障軟件缺陷是存在于軟件（文檔、數(shù)據(jù)、程序）之中的那些不希望或不可接受的偏差。其結(jié)果是軟件運(yùn)行于某一特定條件時(shí)出現(xiàn)軟件故障，這時(shí)稱軟件缺陷被激活。軟件故障是指軟件運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一種不希望或不可接受的內(nèi)部狀態(tài)，此時(shí)若無適當(dāng)措施(容錯(cuò))加以及時(shí)處理，便產(chǎn)生軟件失效。第十七頁第十八頁，共57頁。2.軟件缺陷和軟件故障案例1.美國(guó)迪斯尼公司獅子王游戲軟件兼容性問題2.美國(guó)航天局火星登陸事故3.跨世紀(jì)“千年蟲”問題4.愛國(guó)者導(dǎo)彈防御系統(tǒng)5.“沖擊波”計(jì)算機(jī)病毒6.Windows2000中文輸入法漏洞7.金山詞霸出現(xiàn)的錯(cuò)誤第十八頁第十九頁，共57頁。軟件復(fù)雜性交流不夠、交流上有誤解或者根本不進(jìn)行交流程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤需求變化時(shí)間壓力代碼文檔貧乏軟件開發(fā)工具3.軟件產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因第十九頁第二十頁，共57頁。1.3軟件質(zhì)量與質(zhì)量模型軟件質(zhì)量是軟件的生命，它直接影響軟件的使用與維護(hù)。通常軟件質(zhì)量由以下幾方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。第二十頁第二十一頁，共57頁。①軟件需求是衡量軟件質(zhì)量的基礎(chǔ)，不符合需求的軟件就不具備質(zhì)量。設(shè)計(jì)的軟件應(yīng)在功能、性能等方面都符合要求，并能可靠地運(yùn)行。②軟件結(jié)構(gòu)良好，易讀、易于理解，并易于修改、維護(hù)。③軟件系統(tǒng)具有友好的用戶界面，便于用戶使用。④軟件生存周期中各階段文檔齊全、規(guī)范，便于配置、管理。第二十一頁第二十二頁，共57頁。軟件的質(zhì)量因素很多，如正確性、精確性、可靠性、容錯(cuò)性、性能、效率、易用性、可理解性、簡(jiǎn)潔性、可復(fù)用性、可擴(kuò)充性、兼容性等。軟件質(zhì)量因素也稱為軟件質(zhì)量特性，反映了質(zhì)量的本質(zhì)。討論一個(gè)軟件的質(zhì)量，問題最終要?dú)w結(jié)到定義軟件的質(zhì)量特性。第二十二頁第二十三頁，共57頁。面對(duì)眾多的質(zhì)量因素如何取折衷，這實(shí)際上就是區(qū)分質(zhì)量因素對(duì)軟件質(zhì)量影響程度輕重的問題，這個(gè)問題已經(jīng)有了解決方案，即軟件質(zhì)量模型。圖1-4所示為McCall軟件質(zhì)量模型，質(zhì)量模型中的質(zhì)量概念基于11個(gè)特性之上，這11個(gè)特性分別面向軟件產(chǎn)品的運(yùn)行、修正、轉(zhuǎn)移。第二十三頁第二十四頁，共57頁。圖1-4McCall質(zhì)量模型第二十四頁第二十五頁，共57頁。

圖1-5所示為ISO/IEC9126－1991標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軟件質(zhì)量度量模型。它由3層組成，其中第1層稱為質(zhì)量特性，第2層稱為質(zhì)量子特性，第3層稱為度量。第二十五頁第二十六頁，共57頁。圖1-5ISO軟件質(zhì)量度量模型第二十六頁第二十七頁，共57頁。

圖1-6所示為新的ISO/IEC9126軟件質(zhì)量模型，軟件質(zhì)量包括“內(nèi)部質(zhì)量”、“外部質(zhì)量”和“使用質(zhì)量”三部分。圖1-6新的ISO/IEC9126軟件質(zhì)量模型第二十七頁第二十八頁，共57頁。

所謂的內(nèi)部質(zhì)量是從內(nèi)部觀點(diǎn)出發(fā)的軟件產(chǎn)品特性的總體，是針對(duì)內(nèi)部質(zhì)量需求被測(cè)量和評(píng)價(jià)的質(zhì)量。內(nèi)部質(zhì)量特征主要包括：可維護(hù)性、靈活性、可移植性、可重用性、可讀性、可測(cè)試性、可理解性。第二十八頁第二十九頁，共57頁。

外部質(zhì)量的定義是：軟件產(chǎn)品在規(guī)定條件下使用時(shí)滿足需求的程度。外部質(zhì)量是從外部觀點(diǎn)出發(fā)的軟件產(chǎn)品特性的總體，它是當(dāng)軟件執(zhí)行時(shí)，更典型地是使用外部度量在模擬環(huán)境中，用模擬數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)，所被測(cè)量和評(píng)價(jià)的質(zhì)量，即在預(yù)定的系統(tǒng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí)可能達(dá)到的質(zhì)量水平。外部質(zhì)量特征主要包括：正確性、可用性、效率、可靠性、完整性、適應(yīng)性、精確性、堅(jiān)固性。第二十九頁第三十頁，共57頁。

使用質(zhì)量的定義是：在規(guī)定的使用環(huán)境下軟件產(chǎn)品使特定用戶在達(dá)到規(guī)定目標(biāo)方面的能力。它是從用戶觀點(diǎn)出發(fā)，來看待軟件產(chǎn)品用于特定環(huán)境和條件下的質(zhì)量，反映的是從用戶角度看到的軟件產(chǎn)品在適當(dāng)系統(tǒng)環(huán)境下滿足其需求的程度。使用質(zhì)量用以下質(zhì)量特征表述:有效性、生產(chǎn)率、安全性、滿意程度等。第三十頁第三十一頁，共57頁。1.4軟件測(cè)試

1.4.1軟件測(cè)試的定義及目的簡(jiǎn)單地說，軟件測(cè)試就是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程。第三十一頁第三十二頁，共57頁。在IEEE提出的軟件工程標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語中，軟件測(cè)試被定義為：“使用人工和自動(dòng)手段來運(yùn)行或測(cè)試某個(gè)系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或弄清楚預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別?！避浖y(cè)試是與軟件質(zhì)量密切聯(lián)系在一起的，歸根結(jié)底，軟件測(cè)試是為了保證軟件質(zhì)量。第三十二頁第三十三頁，共57頁。軟件測(cè)試是一個(gè)找錯(cuò)的過程。軟件測(cè)試的過程亦是程序運(yùn)行的過程。程序運(yùn)行需要數(shù)據(jù)，為測(cè)試設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)稱為測(cè)試用例。測(cè)試用例的設(shè)計(jì)原則是盡可能暴露程序中的錯(cuò)誤。第三十三頁第三十四頁，共57頁。軟件是由人來完成的，所有由人做的工作都不會(huì)是完美無缺的。軟件開發(fā)是個(gè)很復(fù)雜的過程，期間很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。無論是軟件從業(yè)人員、專家和學(xué)者做了多大的努力，軟件錯(cuò)誤仍然存在。因而大家也得到了一種共識(shí)：軟件中殘存著錯(cuò)誤，這是軟件的一種屬性，是無法改變的。所以通常說軟件測(cè)試的目的就是為了發(fā)現(xiàn)盡可能多的缺陷，并期望通過改錯(cuò)來把缺陷統(tǒng)統(tǒng)消滅，以期提高軟件的質(zhì)量。一個(gè)成功的測(cè)試用例在于發(fā)現(xiàn)了至今尚未發(fā)現(xiàn)的缺陷。第三十四頁第三十五頁，共57頁。軟件測(cè)試的目的是以最少的人力、物力和時(shí)間找出軟件中潛在的各種錯(cuò)誤和缺陷，通過修正各種錯(cuò)誤和缺陷提高軟件質(zhì)量，回避軟件發(fā)布后由于潛在的軟件缺陷和錯(cuò)誤造成的隱患所帶來的商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。第三十五頁第三十六頁，共57頁。1.4.2軟件測(cè)試的原則

1.所有的測(cè)試都應(yīng)追溯到用戶需求2.把“盡早和不斷地測(cè)試”作為開發(fā)者的座右銘3.程序員應(yīng)該避免檢查自己的程序，測(cè)試工作應(yīng)該由獨(dú)立的專業(yè)的軟件測(cè)試機(jī)構(gòu)來完成4.pareto原則5.設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，應(yīng)該考慮各種情況第三十六頁第三十七頁，共57頁。6.對(duì)測(cè)試錯(cuò)誤結(jié)果一定要有一個(gè)確認(rèn)的過程7.制定嚴(yán)格的測(cè)試計(jì)劃8.完全測(cè)試是不可能的，測(cè)試需要終止9.注意回歸測(cè)試的關(guān)聯(lián)性10.妥善保存一切測(cè)試過程文檔第三十七頁第三十八頁，共57頁。1.4.3軟件測(cè)試模型

軟件測(cè)試過程模型是對(duì)測(cè)試過程一種抽象，用于定義軟件測(cè)試的流程和方法。隨著測(cè)試過程管理的發(fā)展，軟件測(cè)試專家通過實(shí)踐總結(jié)出了很多很好的測(cè)試過程模型。這些模型將測(cè)試活動(dòng)進(jìn)行了抽象，并與開發(fā)活動(dòng)有機(jī)的進(jìn)行了結(jié)合，是測(cè)試過程管理的重要參考依據(jù)。第三十八頁第三十九頁，共57頁。1．Ｖ模型V模型是最具有代表意義的測(cè)試模型，反映出了測(cè)試活動(dòng)與分析設(shè)計(jì)活動(dòng)的關(guān)系。V模型指出，單元和集成測(cè)試應(yīng)檢測(cè)程序的執(zhí)行是否滿足軟件設(shè)計(jì)的要求；系統(tǒng)測(cè)試應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)功能、性能的質(zhì)量特性是否達(dá)到系統(tǒng)要求的指標(biāo)；驗(yàn)收測(cè)試確定軟件的實(shí)現(xiàn)是否滿足用戶需要或合同的要求。第三十九頁第四十頁，共57頁。圖1-7軟件測(cè)試V模型第四十頁第四十一頁，共57頁。2．Ｗ模型W模型由兩個(gè)V字型模型組成，分別代表測(cè)試與開發(fā)過程。W模型強(qiáng)調(diào)：測(cè)試伴隨著整個(gè)軟件開發(fā)周期，而且測(cè)試的對(duì)象不僅僅是程序，需求、設(shè)計(jì)等同樣要測(cè)試，也就是說，測(cè)試與開發(fā)是同步進(jìn)行的。第四十一頁第四十二頁，共57頁。圖1-8軟件測(cè)試W模型第四十二頁第四十三頁，共57頁。3．Ｈ模型H模型將測(cè)試活動(dòng)完全獨(dú)立出來，形成了一個(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。H模型揭示了軟件測(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。第四十三頁第四十四頁，共57頁。圖1-9軟件測(cè)試H模型第四十四頁第四十五頁，共57頁。4．其他模型除上述幾種常見模型外，還流傳著其他幾種模型，例如X模型、前置測(cè)試模型等。X模型提出針對(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，通過集成最綜合成為可執(zhí)行的程序。前置測(cè)試模型體現(xiàn)了開發(fā)與測(cè)試的結(jié)合，要求對(duì)每一個(gè)交付內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。第四十五頁第四十六頁，共57頁。1.4.4軟件測(cè)試的分類1．按測(cè)試方式分類靜態(tài)測(cè)試動(dòng)態(tài)測(cè)試2．按測(cè)試方法分類白盒測(cè)試黑盒測(cè)試第四十六頁第四十七頁，共57頁。3．按測(cè)試過程分類單元測(cè)試集成測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)收測(cè)試第四十七頁第四十八頁，共57頁。4．按測(cè)試目的分類功能測(cè)試健壯性測(cè)試接口測(cè)試性能測(cè)試強(qiáng)度測(cè)試壓力測(cè)試用戶界面測(cè)試安全測(cè)試可靠性測(cè)試安裝/反安裝測(cè)試文檔測(cè)試恢復(fù)測(cè)試兼容性測(cè)試第四十八頁第四十九頁，共57頁。1.4.5軟件測(cè)試流程軟件測(cè)試流程就是指從軟件測(cè)試開始到軟件測(cè)試結(jié)束經(jīng)過的一系列準(zhǔn)備、執(zhí)行、分析的過程。軟件測(cè)試工作一般要通過制訂測(cè)試計(jì)劃、設(shè)計(jì)測(cè)試、測(cè)試準(zhǔn)備和測(cè)試環(huán)境的建立、執(zhí)行測(cè)試、評(píng)估測(cè)試和總結(jié)測(cè)試工作等幾個(gè)階段來完成。第四十九頁第五十頁，共57頁。圖1-10軟件測(cè)試流程第五十頁第五十一頁，共57頁。測(cè)試流程1.測(cè)試計(jì)劃2.測(cè)試設(shè)計(jì)3.測(cè)試準(zhǔn)備和測(cè)試環(huán)境的建立4.執(zhí)行測(cè)試5.測(cè)試評(píng)估6.測(cè)試總結(jié)第五十一頁第五十二頁，共57頁。1.4.6軟件測(cè)試發(fā)展歷程和趨勢(shì)軟件測(cè)試是伴隨著軟件的