《软件工程引论教学课件》第7章软件测试.ppt

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1、1,第7章 软件测试,2,千年虫,3,软件错误的实例,爱国者导弹曾在海湾战争期间对抗伊拉克飞毛腿导弹1991年2月，一次对抗失利中28名美国士兵丧生问题的症结在于导弹软件包含一个累加计时误差软件错误target=f（velocity,time）计时采用系统时钟（即1/10 秒）并使用整数表达（1/10）224 位寄存器存储导致误差（0.000000095）100.000000095100hours606010=0.34seconds,4,迪斯尼的圣诞节礼物,5,问题在哪里？,没有足够测试缺乏测试平台不正确的测试环境缺少集成测试缺少性能测试缺少强度测试缺少可靠性测试,6,Exchange 200

2、0 和 Windows 2000 的人员结构,7,开发人员的一般配置图,8,主要内容,软件测试概述软件测试方法软件测试阶段软件测试工具,9,主要内容,软件测试概述软件测试方法软件测试阶段软件测试工具,10,软件测试概述,软件的错误验证与确认软件测试的定义软件测试V模型软件测试的基本原则,11,软件测试概述,软件的错误验证与确认软件测试的定义软件测试V模型软件测试的基本原则,12,软件的错误,软件未达到产品说明书标明的功能软件出现了产品说明书指明不会出现的错误软件功能超出了产品说明书指明的范围软件未达到产品说明书虽未指出但应达到的目标软件测试人员认为软件难以理解、不易使用、运行速度缓慢,或者最终

3、用户不满意,13,软件测试概述,软件的错误验证与确认软件测试的定义软件测试V模型软件测试的基本原则,14,验证和确认,验证（Verification）指确保软件正确地实现某一特定功能的一系列活动确认（Validation）指确保开发的软件可追溯到用户需求的另外一系列活动,验证（Verification）Are we building the product right？确认（Validation）Are we building the right product?,Boehm的观点,16,软件测试概述,软件的错误验证与确认软件测试的定义软件测试V模型软件测试的基本原则,17,软件测试的定义,传

4、统的观点 软件测试是一种旨在评估一个程序或系统的属性或能力，确定它是否符合其所需结果的活动Myers的观点 软件测试是为了发现错误而执行一个程序或系统的过程IEEE的观点 软件测试是使用人工和自动手段来运行或检测某个系统的过程，其目的在于检验系统是否满足规定的需求或弄清预期结果与实际结果之间的差别软件测试的目的 以最少的时间和人力系统地找出软件中潜在的各种错误和缺陷,18,软件测试概述,软件的错误验证与确认软件测试的定义软件测试V模型软件测试的基本原则,19,软件测试V模型,20,软件测试的对象,软件测试并不等于程序测试软件测试应贯穿于软件定义与开发的整个期间需求分析、概要设计、详细设计以及程

5、序编码等所得到的文档资料，包括需求规格说明、概要设计说明、详细设计规格说明以及源程序，都应成为软件测试的对象,测试信息流如下图所示。,测试信息流,22,软件测试概述,软件的错误验证与确认软件测试的定义软件测试V模型软件测试的基本原则,23,软件测试的基本原则,所有测试的标准都是建立在用户需求之上软件项目一启动，软件测试也就开始严格执行测试计划，排除测试的随意性独立测试组80-20原则重视文档，妥善保存一切测试过程文档,24,Who Tests the Software?,developer,independent tester,Understands the system,but,will t

6、est gently,and,is driven by delivery,Must learn about the system,but,will attempt to break it,and,is driven by quality,25,主要内容,软件测试概述软件测试方法软件测试阶段软件测试工具,26,软件测试方法,静态测试方法 一种不通过执行被测软件而进行测试的技术 关键是检查软件的表示和描述是否一致 目的是纠正软件系统在描述、表示和规格上的错误动态测试方法 一种通过执行被测软件而进行测试的技术,27,静态测试方法,28,静态测试方法,工具 静态代码检测工具PC-Lint 静态代码检测

7、工具FindBugs,29,动态测试方法,白盒测试方法 黑盒测试方法,30,动态测试方法,白盒测试方法 黑盒测试方法,31,白盒测试方法,需要对系统内部的结构和工作原理有一个清楚的了解，并基于这个知识来设计测试用例结构测试逻辑驱动测试,白盒穷举测试,对每条通路都应在每种可能的输入数据下执行一次。实际上这是不可能的。,白盒穷举测试,对一个具有多重选择和循环嵌套的程序，不同的路径数目可能是天文数字。给出一个小程序的流程图，它包括了一个执行20次的循环。,包含的不同执行路径数达520条，对每一条路径进行测试需要1毫秒，假定一年工作365 24小时，要想把所有路径测试完，需3170年。,34,白盒测试

8、用例的设计,逻辑覆盖法基本路径测试法,35,逻辑覆盖测试的五种标准,36,逻辑覆盖测试,37,逻辑覆盖测试,38,语句覆盖,设计若干个测试用例，运行被测程序，使得每一个可执行语句至少要执行一次,39,语句覆盖,b,d,a,输出:A,B,X,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,输入:A,B,X,2，0，4,2，0，3,满足语句覆盖的测试用例如下,a,c,e,-,-,ace(L1),abd(L2),abe(L3),acd(L4),L1,40,判定覆盖,分支覆盖设计若干个测试用例，运行被测程序，使得程序中每个判断的取真分支和取假分支至少经历一次,

9、41,判定覆盖,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,2，0，42，0，3,1，1，11，1，1,取“真”分支测试用例如下,ace(L1),abd(L2),abe(L3),acd(L4),第一组测试用例：,a,c,e,-,-,a,b,d,-,-,取“假”分支测试用例如下,42,判定覆盖,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,2，1，12，1，2,3，0，33，0，1,取“真假”分支测试用例如下,ace(L1),abd(L2),abe(L3),acd(L4),第二组测试

10、用例：,a,b,e,-,-,a,c,d,-,-,43,条件覆盖,设计若干个测试用例，运行被测程序，使得程序中每个判断的每个条件的可能取值至少执行一次,44,条件覆盖,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,ace(L1),abd(L2),abe(L3),acd(L4),设条件的取值标记,45,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,设条件的取值标记,条件覆盖可选取的(第一组测试用例)如下表,(2,0,4),(2,0,3),ace(L1),T2,T3,T4,c,e,(1,1

11、,1),(1,1,1),abd(L2),T1,b,d,46,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,设条件的取值标记,条件覆盖可选取的(第二组测试用例)如下表,(1,0,3),(1,0,4),abe(L3),T2,T3,T4,b,e,(2,1,1),(2,1,2),ab3(L3),T1,b,e,T1,T3,T4,47,判定/条件覆盖,设计足够的测试用例，使得判断中每个条件的所有可能取值至少执行一次，同时每个判断本身的所有可能判断结果 至少执行一次,48,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1)

12、,X=X+1,T,F,设条件的取值标记,判定/条件覆盖可选取的 测试用例如下表,(2,0,4),(2,0,3),ace(L1),T2,T3,T4,c,e,(1,1,1),(1,1,1),abd(L2),T1,b,d,49,条件组合覆盖,设计足够的测试用例，运行被测程序，使得每个判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次,50,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,设条件的取值标记,A1B=0,A1B 0,A 1B=0,A 1B 0,T1 T2,取真分支,取假分支,取假分支,取假分支,51,b,d,a,c,e,(A1)(B=0),X=

13、X/A,T,F,(A=2)V(X1),X=X+1,T,F,设条件的取值标记,A=2X 1,A=2X 1,A 2X 1,A2X 1,T3 T4,取真分支,取真分支,取真分支,取假分支,52,设条件的取值标记,(2,0,4),(2,0,3),ace(L1),T2,T3,T4,(2,1,1),(2,1,2),abe(L3),T1,T1,T3,(1,0,3),(1,0,4),abe(L3),T4,T2,(1,1,1),(1,1,1),abd(L2),53,基本路径测试法,在程序控制流图的基础上，通过分析控制构造的环路复杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例的方法在基本路径测试中，设计出的测试用

14、例要保证在被测程序的每一条可执行语句上至少执行一次,54,程序控制流图,程序控制流图利用基本的流图符号描述逻辑控制流每种结构化的结构有相应的流图符号,55,程序控制流图,56,程序控制流图,在选择或多分支结构中，分支的汇聚处应有一个汇聚结点边和结点圈定的区域叫做区域，当对区域计数时，图形外的区域也应记为一个区域如果判断中的条件表达式是由一个或多个逻辑运算符(OR,AND,.)连接的复合条件表达式，则需改为一系列只有单个条件的嵌套的判断。if a and b then x else y,57,程序控制流图,导出测试用例的步骤以程序流程图或代码为基础，画出相应程序控制流图确定程序控制流图的环路复杂

15、度覆盖所有程序语句所需测试用例数量的上界确定独立路径集合从程序流图来看，一条独立路径是至少包含有一条在其它独立路径中从未有过的边设计测试用例，强制执行独立路径集合中的每条路径,58,基本路径测试法,例：有一段计算学生人数、学生分数的总分数和平均值的被测试程序，该程序运行时最多输入50个值（以-1作为输入结束标志），其程序流程图如图所示，试设计基本路径测试法的测试用例,59,画出程序控制流程图,60,基本路径测试法,确定程序控制流图的环路复杂度程序的环路复杂性给出程序基本路径集合中的独立路径条数确保程序中每个可执行语句至少执行一次所必须的测试用例数目的上界独立路径：指至少引入一个新处理语句或一条

16、新判断的程序通路程序环路复杂性的三种方法：程序控制流图中的区域数程序控制流图的边数-程序控制流图的结点数+2程序控制流图中的判定结点数+1,61,计算程序环路复杂度区域数：6边数-结点数+2=1612+2=6 判定结点数+1=5+1=6,62,导出程序基本路径（1-2-9-10-12）（1-2-9-11-12）（1-2-3-9-10-12)（1-2-3-4-5-8-2)（1-2-3-4-5-6-8-2)（1-2-3-4-5-6-7-8-2),63,设计测试用例,1（1-2-9-10-12）输入数据：scorek=有效分数值,当ki scorei=-1,2i50 预期结果：根据输入的有效分数算出

17、正确的学生人数n1、总分sum和平均分average 2（1-2-9-11-12）输入数据：score1=-1 预期结果：average=-1，其他量保持初值 3（1-2-3-9-10-12）输入数据：输入多于50个有效分数，即试图处理51个分数，要求前51个为有效分数 预期结果：n1=50,且算出正确的总分和平均分 4(1-2-3-4-5-8-2)输入数据：scorei=有效分数，当i50 scorek0,ki 预期结果：根据输入的有效分数算出正确的学生人数n1、总分sum和平均分average,64,设计测试用例,5（1-2-3-4-5-6-8-2）输入数据：scorei=有效分数值,当i

18、100,ki 预期结果：根据输入的有效分数算出正确的学生人数n1、总分sum和平均分average 6（1-2-3-4-5-6-7-8-2）输入数据：scorei=有效分数，当i50 预期结果：根据输入的有效分数算出正确的学生人数n1、总分sum和平均分average,65,动态测试方法,白盒测试方法 黑盒测试方法,66,黑盒测试方法,是把测试对象看做一个黑盒子，测试人员完全不考虑程序内部的逻辑结构和内部特性，只依据程序的需求规格说明书，检查程序的功能是否符合它的功能说明。功能测试数据驱动测试,67,黑盒测试方法,使用黑盒测试方法能发现以下类型错误：功能不正确或遗漏 接口错误 数据结构或外部数

19、据库访问错误 行为或性能错误 初始化和终止错误,黑盒穷举测试,对所有输入数据的各种可能值的排列组合都进行测试，来检查程序是否都能产生正确的输出。实际上这是不可能的。,黑盒穷举测试,假设一个程序P有输入量X和Y及输出量Z。在字长为32位的计算机上运行。若X、Y取整数，按黑盒方法进行穷举测试：可能采用的 测试数据组：232232 264 如果测试一组数据需要1毫秒，一年工作365 24小时，完成所有测试需5亿年。,70,黑盒测试用例的设计,等价类划分法边界值分析法错误推测法因果图法,71,黑盒测试用例的设计,等价类划分法边界值分析法错误推测法因果图法,72,问题,用黑盒测试发现程序中的错误，必须在

20、所有可能的输入条件和输出条件中确定测试数据，来检查程序是否都能产生正确的输出，但这是不可能的,P,X,Y,Z,可能采用的测试数据组：232 232 264 如果测试一组数据需要1毫秒，一年工作36524小时，完成所有测试需5亿年,73,等价类划分法,在分析需求规格说明的基础上划分等价类，列出等价类表将程序可能的输入数据分成若干个子集，从每个子集选取一个代表性的数据作为测试用例，等价类是某个输入域的子集，在该子集中每个输入数据的作用是等效的等价类的分类：有效等价类和无效等价类。有效等价类是有意义的、合理的输入数据，可以检查程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能。无效等价类与有效等价类的意义相

21、反,74,划分等价类使用的原则,在输入条件规定了取值范围的情况下，则可以确立一个有效等价类和两个无效等价类,value,75,划分等价类使用的原则,在输入条件规定了输入值的集合或者规定了“必须如何”的条件的情况下，可以确立一个有效等价类和一个无效等价类,76,划分等价类使用的原则,在输入条件是一个布尔量的情况下，可确定一个有效等价类和一个无效等价类,77,划分等价类使用的原则,在规定了输入数据的一组值(假定n个)，并且程序要对每一个输入值分别处理的情况下，可确立n个有效等价类和一个无效等价类在规定了输入数据必须遵守的规则的情况下，可确立一个有效等价类(符合规则)和若干个无效等价类(从不同角度违

22、反规则),78,案例:根据输入判断三角形的形状,测试场景：一个程序读入3个整数，把这三个数值看作一个三角形的3条边的长度值。这个程序要打印出信息，说明这个三角形是不等边的、是等腰的、还是等边的。,确定输入数据与三角形形状的关系：设三角形的3条边分别为A，B，C。如果它们能够构成三角形的3条边，必须满足：A0，B0，C0，且A+BC，B+CA，A+CB；如果是等腰的，还要判断A=B，或B=C，或A=C；如果是等边的，则需判断是否A=B，且B=C，且A=C。,79,案例:根据输入判断三角形的形状（续）,创建等价类表：,80,确定等价类输入数据：,81,建立等价类表，列出所有划分出的等价类,划分等价

23、类设计测试用例的步骤,为每个等价类规定一个唯一的编号 设计一个新的测试用例，使其尽可能多地覆盖尚未覆盖的有效等价类，重复这一步，最后使得所有有效等价类均被测试用例所覆盖 设计一个新的测试用例，使其只覆盖一个无效等价类，重复这一步使所有无效等价类均被覆盖,82,黑盒测试用例的设计,等价类划分法边界值分析法错误推测法因果图法,83,边界值分析（Boundary Value Analysis，BVA）,边界值分析选择一组测试用例检查边界值设计方法 确定边界情况（输入或输出等价类的边界）选取正好等于、刚刚大于或刚刚小于边界值作为测试数据,84,确定边界值的方法,如果输入条件规定了值的范围，则应取刚达到

24、这个范围的边界的值，以及刚刚超越这个范围边界的值作为测试输入数据,85,确定边界值的方法,如果输入条件规定了值的个数，则用最大个数、最小个数、比最小个数少一、比最大个数多一的数作为测试数据,86,确定边界值的方法,如果程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合，则应选取集合的第一个元素和最后一个元素作为测试用例如果程序中使用了一个内部数据结构，则应当选择这个内部数据结构的边界上的值作为测试用例：栈,87,黑盒测试用例的设计,等价类划分法边界值分析法错误推测法因果图法,88,主要内容,软件测试概述软件测试方法软件测试阶段软件测试工具,89,软件测试V模型,90,软件测试阶段,单元测试集成测试系

25、统测试,91,软件测试阶段,单元测试集成测试系统测试,92,单元测试,单元测试考虑,测试模块的接口是为了保证被测程序单元的信息能够正常地流入和流出；检查局部数据结构以确保临时存储的数据在算法的整个执行过程中能维护其完整性；走遍控制结构中的所有独立路径（基本路径）以确保模块中的所有语句至少执行一次；测试边界条件以确保模块在到达边界值的极限或受限处理的情形下仍能正确执行；最后，要对所有的错误处理路径进行测试,93,单元测试,单元测试规程,驱动程序 桩模块,94,软件测试阶段,单元测试集成测试系统测试,95,集成测试,自顶向下集成自底向上集成回归测试,96,集成测试,自顶向下集成,97,集成测试,自

26、底向上集成,98,集成测试,回归测试 错误被修正后或软件功能、环境发生变化后进行的重新测试。回归测试的困难在于不好确定哪些内容应当被重新测试,99,软件测试阶段,单元测试集成测试系统测试,100,系统测试,恢复测试安全测试压力测试性能测试测试测试,101,主要内容,软件测试概述软件测试方法软件测试阶段软件测试工具,102,主要内容,软件测试概述软件测试方法软件测试阶段软件测试工具,103,软件测试工具,JUnit简介 一个自动测试的框架 编写者：Erich Gamma 和 Kent Beck 开放源代码 支持语言：Smalltalk，Java，C+，Perl 支持IDE：JBuilder,VisualAge 网站：,104,软件测试工具,JUnit的定位,105,软件测试工具,JUnit的体系结构,106,软件测试工具,如何使用JUnit,107,软件测试工具,JUnit使用四部曲,重载 重载setUp(),tearDown()选择被测函数 编写test.()验证 使用Assert.assert.()测试套装 编写suite(),main(),108,运行测试,109,110,图形运行界面,111,软件测试工具,JUnit与Eclipse,选 Eclipse IDE for Java EE Developers 或Eclipse IDE for Java Developers,