軟體測驗_筆記

軟體測驗

一、概述

程式+檔案+資料=軟體

狹義的軟體測驗定義：為發現軟體缺陷而執行程式或系統的程序

廣義的軟體測驗定義：人工或自動地運行或測定某系統的程序，目的在于檢驗它是否滿足規定的需求或弄清預期結果和實際結果間的差別

為什么要做軟體測驗

• 發現軟體缺陷
  軟體質量高低：是否符合用戶習慣、符合用戶需求
  • 功能錯
  • 功能遺漏
  • 超出需求部分（畫蛇添足）
  • 性能不符合要求

測驗的任務

• 找出
• 定位
• 修改
• 修改后要做回歸測驗，對已修改的部分進行再次的測驗，避免引入新的錯誤

測驗用例的定義和組成部分

• 測驗用例是為特定的目的而設計的一組測驗輸入、執行條件和預期的結果，測驗用例是執行的最小物體，簡單地說，測驗用例就是設計一個場景，使軟體程式在這種場景下，必須能夠正常運行并且達到程式所設計的執行結果，
• 包含
  
  • 用例ID
  • 用例名稱
  • 測驗目的
  • 測驗環境
  • 前提條件
  • 測驗步驟
  • 預期結果
  • 其他資訊

一個好的高質量的測驗用例在于能發現至今未發現的錯誤，一個成功的測驗是發現了至今未發現的錯誤的測驗

兩個方向

• 找錯誤，反向思維，
• 證明能正常作業，正向思維，
• 目前的方法出發點一般是“找錯誤”，因為沒法證明軟體是正確的，

用戶需求

什么時候停止測驗

• 繼續測驗沒有產生新的失效
• 繼續測驗沒有發現新缺陷
• 回報很小
• 以達到要求的覆寫
• 無法考慮新的測驗用例（若已遵循測驗規則和指導方針，則可以選擇）

測驗程序模型

缺陷具有放大的特點，隨著階段的推進發現bug的成本會指數型上升，所以并不是代碼級的測驗才叫測驗，而是開發程序各個階段越早開始測驗越好，

• 瀑布模型：需求分析->設計（概要、詳細）->編程->測驗（單元、集成、系統）->維護
• V模型（瀑布-改）：在軟體開發的生存期，開發活動和測驗活動幾乎同時的開始，如概要設計階段結束后集成測驗的測驗用例就出來了、詳細設計階段結束后單元測驗的測驗用例也就出來了等
• W模型（V模型更加細化、每步都加測驗，邊造軟體邊進行測驗）：需求分析加了需求測驗、概要設計加了功能測驗、詳細設計加了設計測驗、編碼加了單元測驗、集成加了集成測驗、確認加了確認測驗、驗收加了系統測驗
• H模型：無實際意義，僅說明可以獨立測驗

軟體測驗的原則

• 所有的測驗都應追溯到用戶的需求
• 盡早地和不斷地進行軟體測驗（缺陷具有放大的特點，測驗成本隨階段深入而上升）
• 8-2原則
  軟體缺陷的寄生蟲性：找到的缺陷越多說明軟體遺留的缺陷越多
  • 測驗中發現的錯誤80%很可能起源于程式中的20%
  • 提前測驗可發現80%，系統測驗找出剩余bug的80%（總體的16%），最后的4%可能只有用戶大范圍長時間使用后才暴露出來
  • 80%的工程用在20%的需求上（即關鍵需求）
  • …
• 避免自己測驗自己的程式
• 回歸測驗：避免引入新的錯誤

軟體測驗流程

制定測驗計劃->測驗設計->測驗開發->測驗執行->評估測驗

注意

• 測驗不是開發后期的一個階段
• 測驗入門其實稍容易，但要求技術一樣高
• 測驗多數情況下不能覆寫所有輸入
• 不要“有時間多測，沒時間少測”
• 軟體測驗不止是測驗人員的事，也是開發人員的事
• 除錯和測驗不一樣
• 測驗絕非只運行一下軟體看結果對不對

黑盒測驗

等價類劃分與邊界值分析

如何劃分有效和無效等價類（一些常用原則）

• 如果一個變數在某一個范圍內，給它一個有效等價類兩個無效等價類
• 如果一個變數取值在某一個集合范圍內，可在集合內取一個有效等價類在集合外取一個無效等價類
• 如果一個變數的條件是“必須怎樣”、“一定會是怎樣”則去一個值滿足“必須要”的條件再取多個不滿足的從多個角度去違背這個條件
• 如果一個變數是布爾型別，則取一個對的一個錯的

在找到有效等價類和無效等價類后如何找測驗資料

• 有效等價類：要盡可能多的覆寫有效等價類
• 無效等價類：每找到一組資料要至少覆寫一組無效等價類

如果功能模塊的輸入是多個，多個自變數放在一起如何找有效等價類、無效等價類、測驗資料，4鐘方法：

以一個具有自變數X1、X2的函式F為例，X1取值范圍為[a, b)、[b, c)、[c, d]；X2取值范圍為[e, f)、[f, g]，僅考慮有標記的方塊內為一般等價類測驗（不處理無效資料的測驗）、所有方塊都考慮為健壯等價類測驗（進行無效資料處理的測驗）

g |_______|_______|_______|_______|_______|
f |_______|///|///|///|_______|
e |_______|///|///|///|_______|
  |_______|_______|_______|_______|_______|
          a       b       c       d

• 弱一般等價類
  • 有假設前提：是單缺陷的，即假設系統出現的缺陷很少是由兩個及以上的輸入變數共同出現缺陷而引起的，
  • 選取的測驗用例覆寫所有的有效等價類
    
    • 對于X1（橫軸）：[a, b)、[b, c)、[c, d]都需要覆寫到；對于X2（縱軸）：[e, f)、[f, g]都需要覆寫到，保證了這兩點的情況下，就可以任意取點了

g |_______|_______|_______|_______|_______|
f |_______|_______|____x__|_______|_______|
e |_______|___x___|_______|___x___|_______|
  |_______|_______|_______|_______|_______|
          a       b       c       d

• 強一般等價類
  • 基于多缺陷假設
  • 選取的測驗用例覆寫所有的有效等價類的笛卡爾積（集合A{a1,a2,a3} 集合B{b1,b2} 他們的 笛卡爾積 是 A*B ={(a1,b1),(a1,b2),(a2,b1),(a2,b2),(a3,b1),(a3,b2)} ）
    
    • 對于X1（橫軸）：[a, b)、[b, c)、[c, d]；X2（縱軸）：[e, f)、[f, g]，笛卡爾積的結果就是所有的格子，所以必須所有格子都取點

g |_______|_______|_______|_______|_______|
f |_______|___x___|___x___|___x___|_______|
e |_______|___x___|___x___|___x___|_______|
  |_______|_______|_______|_______|_______|
          a       b       c       d

• 弱健壯等價類
  
  • 有假設前提：是單缺陷的，即假設系統出現的缺陷很少是由兩個及以上的輸入變數共同出現缺陷而引起的，
  • 考慮無效值，對有效輸入，測驗用例的設計等同于弱一般等價類；對無效輸入，測驗用例需要保證擁有一個無效值（比如某一變數的有效類的取值范圍為x、y、z，則無效類為x-和z+，加起來取值范圍一共：x-、x、y、z、z+），并保持其余的值都是有效的，

所以如下圖，在保證弱一般等價類的取點后，還需要分別保證X1、X2中有1個屬于無效輸入的兩個額外的取值范圍，另一個屬于有效輸入的原本取值范圍（如X1取無效X2取有效或X1取有效X2取無效，并全部覆寫無效范圍）

g |_______|_______|_______|___O___|_______|
f |_______|_______|___x___|_______|___O___|
e |___O___|___x___|_______|___x___|_______|
  |_______|___O___|_______|_______|_______|
          a       b       c       d

• 強健壯等價類
• 基于多缺陷假設
• 所有的取值范圍取笛卡爾積（比如某一變數的有效類的取值范圍為x、y、z，則無效類為x-和z+，加起來取值范圍一共：x-、x、y、z、z+，再與另一變數的取值范圍取笛卡爾積）

g |___O___|___O___|___O___|___O___|___O___|
f |___O___|___x___|___x___|___x___|___O___|
e |___O___|___x___|___x___|___x___|___O___|
  |___O___|___O___|___O___|___O___|___O___|
          a       b       c       d

在找測驗資料時

• 對于單缺陷的，即只有一個輸入變數是處于無效等價類，其他所有輸入變數都處在有效等價類中，包含：
  
  • 單缺陷有效值
  • 單缺陷無效值
• 對于多缺陷的，即多個輸入變數同時出現錯誤引起的，包含：
  
  • 有效值
  • 無效值

與等價類劃分密切相關的就是邊界值分析，先劃分等價類，再結合邊界值產生測驗用例，邊界值分析中也有假設前提：單缺陷，包含4種設計測驗用例的方法：

• 一般的邊界值分析
• 有效范圍：最小的、比最小大一點的、正常值、比最大小一點、最大值
• 無效范圍：比最小更小、比最大更大
• 共7個，再分單缺陷和多缺陷，這樣設計測驗用例的個數就會指數上升

常見的邊界值

• 16bit整數32767～-32768
• 報表第一行和最后一行
• 螢屏游標最左上和最右下
• 陣列的第一個和最后一個
• 回圈的第0、1、倒數第一、倒數第二次

決策表

適合于問題有多個條件，條件有多種組合執行不同操作（有很多if、else if、else），不能表達回圈結構

最嚴格、最具有邏輯性

判定表
| 條件樁 | 條件項 | ... | 動作項 |
| 動作樁 | 動作項 | ... | 動作項 |

規則：條件的任意組合，判定表中的一列（貫穿條件項和動作項），判定表有多少列就代表有多少條規則，

規則的化簡：有的規則相互包含，可以化簡

因果圖

找出所有的原因，找出結果，可能還有中間結果的產生，在畫因果圖時注意，

• 從輸入考慮
  
  • I：連虛線出去，如連到ab，表示ab中至少有一個必須成立
  • E：連虛線出去，如連到ab，表示ab不能同時成立
  • R：如處于a指向b的虛線三角箭頭上，表示a出現時b也必須出現，不可能一個出現一個不出現
• 從輸出考慮
  連線：恒等
  • M：如處于a指向b的虛線三角箭頭上，表示a為1時b必須為0，a為0時b值不定
• ～：非
• ∨：或
• ∧：且
• ci：原因
• ei：結果

畫出因果圖后，根據圖得到決策表從而得到相應的測驗資料：原因節點+中間節點為條件樁，結果結點為動作樁

白盒測驗

邏輯覆寫

陳述句覆寫->判定覆寫->判定/條件覆寫->條件組合覆寫->路徑覆寫
      \_條件覆寫/

• 陳述句覆寫：每條陳述句執行一次
• 判定覆寫：每個判定分支至少執行一次
• 條件覆寫：每個判定條件應取到各種可能的值
• 判定/條件覆寫：同時滿足判定和條件
• 條件組合覆寫：每個判定條件的每一種組合各出現一次
• 路徑覆寫：每一條可能的路徑至少執行一次

關系：

• 條件組合覆寫＞判定覆寫＞陳述句覆寫(即如果達到條件組合覆寫，就達到判定覆寫和陳述句覆寫：如果達到判定覆寫，就達到陳述句覆寫，下面類似理解)，
• 條件組合覆寫＞條件覆寫，
• 條件覆寫不一定包含判定覆寫、陳述句覆寫，
• 判定覆寫不一定包含條件覆寫，
• 路徑覆寫，判定覆寫＞陳述句覆寫，

基本路徑測驗

基于程式圈復雜度產生的測驗方法，畫出控制流程圖，算圈復雜度，找到獨立路徑并壓縮為基本路徑集合，根據集合中每條路徑設計用例，把復合邏輯運算式拆成單個運算式

圈復雜度用于計算程式的基本的獨立路徑數目（每條新的獨立路徑都必須包含一條新的有向邊，從入口到出口互不相同的路徑數）

• 圈復雜的V(G) = e - n + 2p【邊-節點+2*連接區域數，連接區域p通常為1】=P+1【判定節點數+1】
• 一般來說，一個單元模塊的最大復雜度V(G)<10

如果把覆寫的路徑數壓縮到一定限度內，例如程式中的回圈體只執行0次和1次，就成為基本路徑測驗，通過匯出基本路徑集合，從而設計測驗用例，保證這些路徑至少通過一次

基于資料流的測驗

基于真的資料定義到資料的使用來進行測驗，需要找到定義的節點（包括賦值的和比較的）和使用的節點

• 定義節點DEF：輸入陳述句、賦值陳述句、回圈陳述句和程序呼叫；變數的值會發生變化的陳述句
• 使用節點USE：數出陳述句、賦值陳述句、條件陳述句、回圈控制陳述句、程序呼叫

需要找到所有這段功能代碼從哪里開始定義，到哪里開始執行，把路徑找出來，什么是定義使用路徑（某一變數在最初節點定義到最終節點被使用）、定義清除路徑（某一個變數從它的定義節點到使用節點這個程序中沒有對這個變數進行二次定義）

回圈測驗

前提是程式是結構化的，

簡單回圈測驗

• 0次通過回圈
• 1次通過回圈
• 2次通過回圈
• m次通過回圈（m<=回圈最大次數）
• m-1，m，m+1次通過回圈

測驗的程序

單元測驗

單元測驗的內容：5點（簡答題）

• 模塊介面的測驗
• 區域資料結構的測驗
• 獨立路徑測驗
• 錯誤處理測驗
• 邊界測驗

單元測驗的模塊

• 被測模塊：被測驗的程式的模塊
• 驅動模塊：用來模擬測驗模塊的上一級模塊，相當于被測模塊的主程式
• 樁模塊：用來模擬被測模塊作業程序中所呼叫的模塊

單元測驗的工具：Junit相關的概念：以插入斷言的方式進行測驗（類似黑盒測驗）

• 針對被測代碼或者被測的功能點先創建測驗類，然后在類里面創建一個個測驗方法，通過實體化物件呼叫被測方法，用斷言進行實際值預期值比較，

單元測驗的方法

• 以白盒測驗法為主（覆寫），先靜態檢查代碼是否符合規范，再動態運行代碼，檢查結果，除了需要驗證結果是否正確，還需要檢查程式的容錯能力、邊界值處理等問題，

集成測驗

• 一次性的集成big-bang：把所有通過了單元測驗的模塊按設計要求一次全部組裝起來，然后進行整體測驗，時間隨變短了但急于求成，
• 漸進地集成
  
  • 自上而下：從主程式模塊開始按深度或廣度優先策略邊組裝邊測驗
  • 自下而上：從最底層模塊開始組裝和集成測驗
  • 漢堡包：兩者進行結合，樹狀圖每層畫線，頂層采用自頂向下，底層采用自底向上
    相鄰的集成：上下三層進行集成
    成對集成：先成對再相鄰
    基于MM路徑的集成：MM路徑不是可執行路徑，描述單元之間的控制轉移，

最終得到呼叫圖，然后就會到基本路徑測驗，找復雜度，找路徑，得到測驗用例的套路

系統測驗

黑盒為主

對哪些內容進行系統測驗（9個）：易用性、國際化本地化、性能、功能、界面、兼容性、安全性、檔案、安裝

Web系統測驗

具體到如Web系統測驗中的功能測驗包含哪些內容、對cookies里面的內容進行測驗屬于Web系統測驗里面的哪一項的測驗（屬于功能測驗）

• 功能測驗
  
  • 頁面內容測驗
  • 頁面鏈接測驗
  • 表單測驗
  • Cookies測驗、Session測驗
  • 設計語言測驗
  • 資料庫測驗
• 性能測驗（負載/壓力）
  可靠性測驗：不間斷測驗，看多久不出錯
  • 連接速度測驗
  • 測驗工具 LoadRunner
    
    • 負載測驗
    • 壓力測驗
  • 網頁性能Firefox插件：Yslow，Findbug，PageSpeed
  • Dynatrace檢查網頁性能
• 用戶界面測驗/易用性測驗
  安全性測驗
  • 導航測驗
  • 圖形測驗
  • 內容測驗
  • 整體界面測驗
• 兼容性測驗
• 介面測驗
  
  • 服務器介面
  • 外部介面
  • 錯誤處理

主要講了性能測驗的含義和怎么做，如所涵蓋的含義如壓力測驗怎么做、負載測驗怎么做等

• 性能測驗是通過自動化的測驗工具模擬多種正常、峰值以及例外負載條件來對系統的各項性能指標進行測驗，
  
  • 時間性能：軟體的一個具體事務的回應時間
  • 空間性能：軟體運行時所消耗的系統資源
  • 我讓你背1袋米(輕松)
  • 我讓你背1袋米，但讓你去操場上跑圈，看多久累倒（吃力）
  • 我讓你背3袋米去操場跑圈，看多久累倒（極限）
  • 我讓你背1袋、2袋、3袋、4袋…發現最多背3袋
• 負載測驗讓被測系統在其能忍受的壓力的極限范圍之內連續運行，來測驗系統的可靠性，
  
  • 系統能否處理某個時刻同時訪問Web系統/某個頁面的用戶數量
  • 超過了這個數量，會出現什么現象？
  • 在線資料處理的數量
• 負載/壓力測驗關注什么？
  LoadRunner性能測驗工具原理：錄制+回放模擬用戶實際操作場景，監控并分析運行結果，
  • 驗證系統能否同一時間回應大量的用戶，用戶傳送大量資料時能否回應，系統能否長時間運行，
    
    • 瞬間訪問高峰
    • 每個用戶傳送大量資料
    • 長時間使用

自動化測驗

錄制+回放+腳本 是主要的方式

常用的自動化測驗的工具，哪些種類，每種有什么工具

• 功能測驗工具：QTP
• 性能測驗工具：LoadRunner
  
  • 寫腳本或者錄制腳本
  • 使用用戶自定義引數
  • 場景設計
  • 產生虛擬用戶的機制：使用控制器，來控制模擬多少用戶，
  • 使用監聽器，查看測驗結果

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