【正文】 1 軟件測(cè)試及軟件質(zhì)量控制 第六章 2 軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程中 ， 軟件測(cè)試占據(jù)著重要地位 。 盡管人們采取了多種保證軟件質(zhì)量的措施 ，由于軟件系統(tǒng)的客觀復(fù)雜性 ， 人們的主觀認(rèn)識(shí)不可能完全符合客觀實(shí)際 ， 完美無缺 ， 每個(gè)階段的技術(shù)審查也不可能毫無遺漏地查出和糾正所有的設(shè)計(jì)和分析上的錯(cuò)誤 ， 在軟件生命周期的各個(gè)階段 ， 都不可避免地會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò) ， 這些差錯(cuò)遲早會(huì)在軟件的生產(chǎn)和使用過程中暴露出來 。 3 軟件工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)表明 ， 發(fā)現(xiàn)軟件的時(shí)刻越晚 ，改正這些錯(cuò)誤所花費(fèi)的代價(jià)也越高 ， 如果在軟件投入使用之前沒有發(fā)現(xiàn)和糾正軟件的大部分錯(cuò)誤 ， 人們付出的代價(jià)會(huì)更高 ， 往往會(huì)造成惡劣的后果 。 從廣義上來說 ， 軟件測(cè)試工作散布在軟件生命周期的各個(gè)開發(fā)階段 ， 人們認(rèn)識(shí)到 ， 軟件測(cè)試是保證軟件質(zhì)量的主要手段 ， 各階段的評(píng)審工作和驗(yàn)證工作 ，均是廣義概念上的測(cè)試工作 。 而主要的測(cè)試是在編碼和測(cè)試這兩個(gè)階段進(jìn)行的 。 因此 ， 狹義的軟件測(cè)試就是程序測(cè)試 。 4 軟件測(cè)試基本概念 ， 被軟件工程領(lǐng)域認(rèn)可： （ 1） 測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程； （ 2） 好的測(cè)試方案極有可能發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤； （ 3） 成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了至今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤 。 5 軟件測(cè)試基本概念 這些規(guī)則 ， 實(shí)際上是軟件測(cè)試的狹義概念 ——程序測(cè)試 。 狹義的軟件測(cè)試：測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程 。 是根據(jù)軟件開發(fā)的各個(gè)階段的說明和程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而精心設(shè)計(jì)的一批測(cè)試用例 （ 有輸入數(shù)據(jù)及預(yù)期的結(jié)果 ） ， 并利用這些測(cè)試用例執(zhí)行程序及發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的過程 。 6 軟件測(cè)試基本概念 廣義的軟件測(cè)試是對(duì)軟件計(jì)劃 、 軟件系統(tǒng)分析 、軟件設(shè)計(jì) 、 軟件編碼進(jìn)行的查錯(cuò)活動(dòng) ， 包括代碼執(zhí)行和人工審查活動(dòng) ， 測(cè)試的目的是找出軟件生命周期的各個(gè)階段的錯(cuò)誤 ， 有利于以后進(jìn)行修改和糾正 。 但測(cè)試本身不修正錯(cuò)誤 ， 調(diào)試才會(huì)修正錯(cuò)誤 。 即找錯(cuò)的活動(dòng)是測(cè)試；分析錯(cuò)誤的性質(zhì)與位置 ， 進(jìn)行糾錯(cuò)的活動(dòng)是調(diào)試 ， 保證算法的正確實(shí)現(xiàn) 。 軟件測(cè)試與程序測(cè)試都是查找錯(cuò)誤的活動(dòng) ， 差別在于查找錯(cuò)誤的范圍不同 。 7 軟件測(cè)試基本概念 由于測(cè)試的目標(biāo)是暴露程序的錯(cuò)誤 ， 從心理學(xué)角度看 ， 由設(shè)計(jì)者自己進(jìn)行測(cè)試是不恰當(dāng)?shù)?， 設(shè)計(jì)小組和測(cè)試小組應(yīng)該分別設(shè)立 ， 有利于進(jìn)行客觀和公正的軟件測(cè)試 。 測(cè)試是有限的 ， 由于通常的測(cè)試過程不可能窮盡一切情況 ， 即使經(jīng)過了嚴(yán)格的測(cè)試之后 ， 仍然可能存在沒有被發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤隱藏在程序中 ， 不能證明程序中沒有錯(cuò)誤 。 8 軟件測(cè)試基本概念 因此 ， 測(cè)試僅僅有可能找出程序的錯(cuò)誤 ， 測(cè)試不能證明程序是正確的 。 軟件工程中所有其它階段都是 “ 建設(shè)性 ” 的 ， 軟件工程師力圖從抽象概念出發(fā) ， 逐步設(shè)計(jì)出具體的軟件系統(tǒng) ， 而測(cè)試人員的工作表面上看卻是 “ 破壞性 ” 的 ， 竭力證明軟件中含有錯(cuò)誤 ， 不能按預(yù)定要求正確工作 。 凡是進(jìn)行對(duì)比的方式均可理解為測(cè)試驗(yàn)證 。 9 軟件測(cè)試的對(duì)象 軟件測(cè)試應(yīng)該貫穿于軟件生命期的各個(gè)階段 ， 各階段的工作是相互銜接 、 相互影響的 ， 前一階段發(fā)生的問題自然要影響到下一階段的工作 。 為了把握各個(gè)環(huán)節(jié)的正確性 ， 人們需要進(jìn)行各種確認(rèn)和驗(yàn)證工作 。 軟件確認(rèn)是廣義上的軟件測(cè)試 ， 它是企圖證明軟件在一個(gè)給定的外部環(huán)境中軟件的邏輯正確性的一系列活動(dòng)和過程 ， 如需求說明書的確認(rèn) 、 程序的確認(rèn)等 。 10 軟件測(cè)試的對(duì)象 ? 程序的確認(rèn)又分為靜態(tài)確認(rèn)與動(dòng)態(tài)確認(rèn) 。 靜態(tài)確認(rèn)一般不在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行程序 ， 而是通過程序正確性證明 、 靜態(tài)分析或人工分析來確認(rèn)程序的正確性； 動(dòng)態(tài)確認(rèn)主要通過動(dòng)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測(cè)試 ， 用執(zhí)行程序的過程來檢查執(zhí)行的狀態(tài) ， 確認(rèn)程序是否有問題； 11 軟件測(cè)試的對(duì)象 正確性證明主要是企圖繞過復(fù)雜的測(cè)試 ， 直接證明程序的正確性 。 ? 如程序的輸入輸出斷言法 。 設(shè)程序段為 S， 其前斷言為 P， 后斷言為 R。 如果執(zhí)行 S以前 P為真 ， 則執(zhí)行 S后 R也為真 ， 則證明 S是正確的 ， 記為 {P}S{R}。 12 軟件測(cè)試的對(duì)象 任何程序總可以分成 S S … Sn個(gè)結(jié)點(diǎn) ，對(duì)應(yīng)的斷言為 R R … 、 Rn， 起初 R1為輸入斷言 ，R2為輸出斷言 ， 也是下一個(gè)輸入斷言 ， … Rn為最后的輸出斷言 ， 我們總可以 ， 將 S S … Sn逐個(gè)證明 ， 自頂向下或自底向上都可證明程序的正確性 ， 該分支已發(fā)展為計(jì)算機(jī)代數(shù)學(xué)； 13 軟件測(cè)試的對(duì)象 軟件驗(yàn)證也屬于廣義上的軟件測(cè)試 ， 它試圖證明在軟件生命期的各個(gè)階段 、 各階段的邏輯協(xié)調(diào)性 、 完備性和正確性 。 包括系統(tǒng)分析員理解用戶要求的正確性 、 表達(dá)的正確性 、 設(shè)計(jì)人員對(duì)需求規(guī)格說明理解的正確性 、 設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)表達(dá)的正確性 、 程序編碼的正確性和運(yùn)行軟件程序時(shí)輸入的正確性 、 運(yùn)行結(jié)果的正確性等 ， 運(yùn)行結(jié)果與用戶預(yù)期的結(jié)果是否一致等 ， 這說明任何一個(gè)環(huán)節(jié)上發(fā)生了問題都可能在軟件測(cè)試中表現(xiàn)出來 。 14 測(cè)試信息流 將測(cè)試的過程用數(shù)據(jù)流圖表示，可得測(cè)試信息流如圖 61所示。 （ 至軟件配置 ） 軟件配置 1 測(cè)試結(jié)果 2 錯(cuò)誤 3 修正的軟件 測(cè)試配置 測(cè)試結(jié)果 測(cè)試工具 測(cè)試 評(píng)價(jià) 調(diào)試 正確 預(yù)測(cè)結(jié)果 出錯(cuò)率 4 數(shù)據(jù) 可靠性 分析 圖 61 測(cè)試信息流 15 測(cè)試信息流 ： （ 1） 軟件配置：包括軟件開發(fā)文檔 （ 用戶文檔 、需求規(guī)格說明 、 軟件設(shè)計(jì)說明 、 源程序代碼 ） 、 目標(biāo)執(zhí)行程序 、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； （ 2） 測(cè)試配置：包括測(cè)試計(jì)劃 、 測(cè)試用例 、 測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序等；實(shí)際上在整個(gè)軟件開發(fā)過程中 ， 測(cè)試配置只是軟件配置的一個(gè)子集； 16 （ 3） 測(cè)試工具：為提高軟件測(cè)試效率 ， 使用測(cè)試工具為測(cè)試工作服務(wù)；如：測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成程序 ， 靜態(tài)分析程序 、 動(dòng)態(tài)分析程序 、 測(cè)試結(jié)果分析程序及標(biāo)準(zhǔn)例程測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)等 。 測(cè)試信息流 17 測(cè)試之后，對(duì)所有測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，將實(shí)際測(cè)試的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較。如果發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)，則意味著軟件有錯(cuò)誤，需要糾錯(cuò)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，確定錯(cuò)誤的位置和出錯(cuò)的性質(zhì)，改正這些錯(cuò)誤，同時(shí)修正相關(guān)文檔。修正過的文檔一般需經(jīng)過再次測(cè)試，直到通過測(cè)試為止。 測(cè)試信息流 18 通過收集和分析測(cè)試結(jié)果的有關(guān)數(shù)據(jù) ， 可以建立軟件評(píng)估的可靠性模型 。 如果經(jīng)常出現(xiàn)需要修改設(shè)計(jì)的嚴(yán)重錯(cuò)誤 ， 那么軟件的質(zhì)量和可靠性就值得懷疑 ， 同時(shí)也表明需要進(jìn)一步測(cè)試 。 相反 ， 如果軟件功能能夠正確完成 ， 出現(xiàn)的錯(cuò)誤易于修改 ， 那么就可能有兩種評(píng)價(jià)： 測(cè)試信息流 19 ? 一種是軟件的質(zhì)量和可靠性達(dá)到可以接受的程度 。 ? 另一種是所做的測(cè)試還