安徽工程科技学院计算机系课件.ppt
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1、2022-12-13安徽工程科技学院计算机系1 软件工程 Software Engineering安徽工程科技学院计算机系2007.052022-12-13安徽工程科技学院计算机系2第十四章 软件测试n尽管软件质量保证是贯穿软件开发全过程的活动,但最关键的步骤是软件测试,软件测试是对软件规格说明、软件设计和编码的最后复审,目的是在软件产品交付之前尽可能发现软件中潜伏的错误。n大量统计表明,软件测试工作量往往占软件开发总工作量的40%以上,在极端情况下,甚至可能高达软件工程其他步骤成本总和的三到五倍。本章重点讨论软件测试的基本概念、关键技术和实施策略,指出软件测试的主要目标、如何设计测试用例(t
2、est cases)以及如何组织实施测试活动。2022-12-13安徽工程科技学院计算机系314.1 基本概念n在测试之前的所有软件开发活动中,软件工程师们致力于具体实现,即从事所谓“建设性”的活动。n软件测试人员却在努力寻求程序中的错误。n发现错误是为了改正错误。测试阶段发现的错误越多,交付的软件质量越高,后期的改正性维护工作越少。n因此,测试亦是一项“建设性”活动第十四章第十四章 软件测试软件测试2022-12-13安徽工程科技学院计算机系414.1.1 软件测试的目标n软件测试是为了发现程序中的错误。n软件测试的过程亦是程序运行的过程。n程序运行需要数据,为测试设计的数据称测试用例。n设
3、计测试用例的原则自然是尽可能暴露错误。n软件测试是一个找错过程。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系5软件测试的目标(续)n大型软件系统的测试分为单元(模块)测试和综合测试两个阶段。n多数场合,设计者与测试者共同完成单元测试任务;专门机构负责软件产品的综合测试。有时设计人员也加入这个机构。n值得指出的是,不能保证通过测试的程序一定正确,测试只能找出程序中的错误,而不能证明程序无错。n人们认为,软件运行期间测试活动从未间断,只是在软件交付用户之后,n将由用户继续扮演测试角色而已。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系614.1.2 测
4、试阶段的信息流程14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系7测试阶段的信息流程n输入流分软件配置和测试配置两项,软件配置由需求说明书、设计说明书和源代码组成;测试配置中包含测试计划、测试工具、测试用例和期望结果,有时测试配置亦作为软件配置的一个组成部分。n测试人员根据上述输入信息测试程序并评价测试结果,当测试结果与期望结果存在差异时,往往程序有错。此时可采用排错技术定位错误并改正之。n通过对测试结果的收集和评价,软件质量和软件可靠性的一些定性指标即能逐步确定下来。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系814.1.3 测试用例和场景的设计n
5、任何工程化的产品都有两种测试方法:n一种方法是已知产品应该具有的功能,通过测试检验每个功能是否都能正常使用;n另一种方法是已知产品内部工作过程,通过测试检验产品内部动作是否按照产品规格说明的规定正常进行。n前者称为黑盒测试,后者称为白盒测试。n测试用例和测试场景将根据这两种测试方法的特性制定。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系9黑盒测试n黑盒测试完全不考虑程序的内部结构和处理过程。测试仅在程序界面上进行。n设计测试用例旨在说明:软件的功能是否可操作;程序能否适当地接收输入数据并产生正确的输出结果或在可能的场景中事件驱动的效果是否尽如人意;能否保持外部信息(如数
6、据文件)的完整性。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系10白盒测试n白盒测试法密切关注处理细节,针对程序的每一条逻辑路径都要分别设计测试用例,检查分枝和循环的情况。n穷举测试不可取,一般选用少量“最有效”,即最有可能暴露错误的路径进行测试。n测试的目的是为了找出错误,所以无论采用黑盒法还是白盒法,设计测试用例时总是期望用尽可能少的时间和代价发现尽可能多的错误。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系11例:n最多有1014个逻辑路径,假设每运行一个测试用例平均花费1毫秒,总共需3170年才能穷尽所有测试。14.1基本概念基本概念202
7、2-12-13安徽工程科技学院计算机系1214.1.4 软件测试的步骤n软件工程的开发过程和测试过程应该是对应的。第一章图1.3采用V型图表示开发测试的对应关系,也可以采用图14.3所示的螺旋型图表示。n每旋转一圈,测试的范围加大一次:n螺旋中心对应单元测试,它测试源程序的每一模块;n下一步是综合测试,它测试软件总体结构;n再下一步是确认(验收)测试,测试软件是否满足需求;n最后一步是系统测试,检查软件与系统中其他元素是否协调。14.1基本概念基本概念2022-12-13安徽工程科技学院计算机系1314.2 软件测试技术n本节主要讨论当用白盒或黑盒测试法测试软件时,如何设计测试用例才能达到测试
8、的目的。n此外,对自动测试工具也作一些简单介绍。第十四章第十四章 软件测试软件测试2022-12-13安徽工程科技学院计算机系1414.2.1 白盒测试n白盒测试应该根据程序的控制结构设计测试用例,原则是:保证模块中每一独立的路径至少执行一次;保证所有判断的每一分枝至少执行一次;保证每一循环都在边界条件和一般条件下至少各执行一次;验证所有内部数据结构的有效性。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系151.基本路径测试n基本路径测试的主要思想是,根据软件过程性描述(详细设计或代码)中的控制流程确定复杂性度量,然后用此度量定义基本路径集合,由此导出一组测试用例
9、,它们能保证每个语句至少执行一次。n为了使用图论的知识和术语,引入流图(亦称程序图)的概念,流图即把流程图中结构化构件改用一般有向图的表示形式。n代表条件判断的结点称为谓词结点。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系16结构化构件在流图中的表示14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系17例:流程图14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系18例:对应的流图14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系19条件处理n若判断中含复合条件,则需增加谓词结点。如OR
10、运算的处理。a b Y X X If a o r b T h en X E lse Y E n d If 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系2014.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系21Step1 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系22Step1 1 2 3 6 7 8 4 5 11 9 10 模模块块流流程程图图 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系23Step2 2,3 6 7 8 9 10 4,5 11 程程序序流流图图 1 2
11、 3 6 7 8 4 5 11 9 10 模模块块流流程程图图 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系24Step3 pV(G)=E N+2 V(G)=11-9+2=4 2,3 6 7 8 9 10 4,5 11 程程序序流流图图 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系25Step3 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系26Step4 14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系272.控制结构测试n基本路径测试是控制结构测试技术的一种,下面介绍其
12、他形式的控制结构测试,它们比基本路径测试法覆盖程度更大,进一步提高了白盒测试的质量。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系28条件测试法n条件测试主要考虑程序中的条件判断,以期发现条件判断内部的错误和程序中其他一些错误。n程序中“条件”分为简单条件和复合条件。简单条件为一个布尔变量或一个关系表达式(可能前缀逻辑非),复合条件由简单条件通过逻辑运算符(OR、AND、NOT)和括号连接而成。n因此条件中可能出现的错误类型包括:布尔运算符错、布尔变量错、括号错、关系运算符错和算术表达式错。n最简单的条件测试是分支测试。14.2软件测试技术软件测试技术2022-1
13、2-13安徽工程科技学院计算机系29分支和关系运算测试法BROn能用少于2n次测试发现条件中大多数错误,采用该方法的前提是条件中每个布尔变量和关系运算符至多出现一次并无公共变量。nBRO方法引入条件约束的概念,含n个简单条件的复合条件C之约束D表示为(D1,D2,Dn),Di(0in)一般为某种符号,它指明简单条件Ci在C中出现的约束。C的一次执行覆盖约束条件D指,C中出现的每个简单条件Ci在这次执行中都满足D中对应的约束Di。对于一个布尔表达式,出现约束或为真(t)或为假(f);对于一个关系表达式,出现约束用符号、或表示。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计
14、算机系30数据流测试法n数据流测试法是根据程序中变量定义和引用的位置选择测试路径。n为说明数据流测试法,假设程序中每个语句都被赋与一个唯一的标号,并且每个函数都不修改其参数和全局变量,对以S为标号的语句定义下面两个集合:nDEF(S)=X|语句S中含X的定义nUSE(S)=X|语句S中含对X的引用n当S为分支或循环语句时,DEF集合为空,USE集合由S所含条件确定。如果从语句S到语句S存在一条路径并且在S中不存在X的再定义,则称在S中定义的X在S处活跃。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系31数据流测试法(续)n定义变量X的定义引用链(DU链)为X,S,
15、S,其中S,S为标号,XDEF(S)USE(S)且S中定义的X在S处活跃。n一种简单的数据流测试策略即对每条DU链至少覆盖一次,称为DU测试策略,它对于测试含嵌套IF语句和多重循环语句的程序特别有效。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系32循环测试n循环是大多数算法的基础,循环测试的目的是检查循环结构的有效性。n循环分为简单循环、并列循环、嵌套循环和非结构循环四类:14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系3314.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系34循环测试(续)n对于最多为n次的
16、简单循环,应作下列测试:1)完全跳过循环;2)仅循环一次;3)循环两次;4)循环m次,mn;5)分别循环(n-1)次,n次,n+1次。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系35循环测试(续)n对于嵌套循环若生搬硬套简单循环的测试策略。可能使测试次数成几何级数增长,减少测试次数的具体措施包括:1)从最内层循环开始测试,此时所有外层循环都取最小值,内层循环按简单循环的测试策略测试;2)由里向外,回退到上一层循环测试,这层循环的所有外层循环仍取最小值,由该层循环嵌套的那些循环取一些典型值。3)继续向外扩展,直至所有循环测试完毕。n对于并置循环分两种情况,若两个循
17、环完全独立,采用简单循环的测试策略,反之,若第一循环的计数器用作第二循环的初值,即两循环不独立,需用嵌套循环测试策略测试。n非结构化的循环需按结构化程序设计的思想首先将程序结构化然后再进行测试。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系3614.2.2 黑盒测试n黑盒测试旨在测试软件是否满足功能要求,它主要诊断下列几类错误:(1)不正确或遗漏的功能不正确或遗漏的功能;(2)界面错误界面错误;(3)数据结构或外部数据库访问错误数据结构或外部数据库访问错误;(4)性能错误性能错误;(5)初始化和终止条件错误。初始化和终止条件错误。n值得指出的是,黑盒测试法与白盒测
18、试法不能互相替代,相反两者应互为补充,在测试的不同阶段为发现不同类型的错误而灵活选用。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系371.等价分类法n等价分类法的主要思想是把程序的输入数据集合按输入条件划分为若干个等价类,每一等价类相对于输入条件表示为一组有效或无效的输入,然后为每一等价类设计一个测试用例,这样即可大大减小测试的次数又不丢失发现错误的机会。n因此等价分类法的关键是根据输入数据的类型和程序的功能说明划分等价类。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系38等价分类法n常用的一些规则:(1)如果能为输入条件指定一个范
19、围如果能为输入条件指定一个范围,则可划分出一个则可划分出一个有效的等价类有效的等价类(输入值落在此范围内输入值落在此范围内)和两个无效和两个无效的等价类的等价类(大于最大值的输入和小于最小值的输大于最大值的输入和小于最小值的输入入);(2)如果能为输入条件指定一个特定值如果能为输入条件指定一个特定值,则可类似地划则可类似地划分出一个有效等价类和两个无效等价类分出一个有效等价类和两个无效等价类;(3)如果能为输入条件指定一个集合如果能为输入条件指定一个集合,则可划分出一个则可划分出一个有效等价类有效等价类(此集合此集合)和一个无效等价类和一个无效等价类(此集合的此集合的补集补集);(4)如果能为
20、输入条件指定一个布尔量如果能为输入条件指定一个布尔量,则可划分出一则可划分出一个有效等价类个有效等价类(此布尔量此布尔量)和一个无效布尔量和一个无效布尔量(此布此布尔量之非尔量之非)。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系392.边界值分析法n经验表明,大多数错误都发生在输入的边界值上。为此,专门引入边界值分析(Boundary Value Analysis)技术,旨在选择测试用例,强迫程序在边界值上执行。BVA技术是对等价分类技术的补充,即在一个等价类中不是任选一个元素作为此等价类的代表进行测试,而是选择此等价类边界上的值。n此外,采用BVA技术导出测试
21、用例时,不仅要考虑输入条件,还要考虑输出的状态。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系40边界值分析法n采用BVA技术设计测试用例与等价分类法有许多相似之处:1)如果输入条件指定了由值a,b括起来的一个范围,那么值a、值b和紧挨a、b左右的值应分别作为测试用例;2)如果输入条件指定为一组数,那么这组数中最大者、最小者和次大、次小者应作为测试用例;3)应用规则1)、2)于输出条件。例如,假设某程序输出为一张温度压力对照表,此时应设计测试用例正好产生表项所允许的最大和最小值。4)如果内部数据结构是有界的(例如,某数组有100个元素),那么应设计测试数据,使之能
22、检查该数据结构的边界。14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系413.对比测试法n在一些可靠性要求很高的系统中,经常使用冗余的软、硬件,以减少错误发生的可能性。n这时,不同的软件版本由不同的开发小组根据同一需求说明书开发,并用相同的测试数据对它们进行测试,保持结果一致。n此后各版本并行执行并实时地比较结果,确保系统的正确性。n受此思想起发,许多关键软件,即使最后交付时只要求一个版本,开发时也另外产生一个独立版本供测试使用。这种黑盒测试方法称为对比测试或背靠背测试14.2软件测试技术软件测试技术2022-12-13安徽工程科技学院计算机系4214.3 软件测试
23、策略n软件测试策略主要考虑,如何把设计测试用例的技术组织成一个系统的、有计划的测试步骤。n从模块测试开始,一级一级向外扩展,直至整个系统测试完毕。n在测试的各个阶段应选择适宜的白盒测试和黑盒测试方法,由软件开发人员和一个独立的测试小组(对大项目而言)共同完成测试任务。n测试策略应包含测试规划、测试用例设计、测试实施和测试结果收集评估等。其中测试规划包括:测试的步骤、工作量、进度和资源等第十四章第十四章 软件测试软件测试2022-12-13安徽工程科技学院计算机系4314.3.1 单元测试n单元测试的对象是软件设计的最小单位模块。n单元测试的依据是详细设计描述,单元测试应对模块内所有重要的控制路
24、径设计测试用例,以便发现模块内部的错误。n单元测试多采用白盒测试技术,系统内多个模块可以并行地进行测试。14.3软件测试策略软件测试策略2022-12-13安徽工程科技学院计算机系441.单元测试任务n单元测试任务包括:1)模块接口测试模块接口测试;2)模块局部数据结构测试模块局部数据结构测试;3)模块边界条件测试模块边界条件测试;4)模块中所有独立执行通路测试模块中所有独立执行通路测试;5)模块的各条错误处理通路测试。模块的各条错误处理通路测试。n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14.3软件测试策略软件测试策略2022-12-13安徽工程
25、科技学院计算机系45测试接口考虑的因素输入的实际参数与形式参数的个数是否相同;输入的实际参数与形式参数的属性是否匹配;输入的实际参数与形式参数的量纲是否一致;调用其他模块时所给实际参数的个数是否与被调模块的形参个数相同;调用其他模块时所给实际参数的属性是否与被调模块的形参属性匹配;调用其他模块时所给实际参数的量纲是否与被调模块的形参量纲一致;调用预定义函数时所用参数的个数、属性和次序是否正确;是否存在与当前入口点无关的参数引用;是否修改了只读型参数;对全程变量的定义各模块是否一致;11是否把某些约束作为参数传递。14.3软件测试策略软件测试策略2022-12-13安徽工程科技学院计算机系46测
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