软件工程教案10(第六章-软件测试)？？PPT课件.ppt

软件工程教案软件工程教案_10(_10(第六章第六章 软件测试软件测试)？为什么要对软件进行测试（生命损失的事故）为什么要对软件进行测试（生命损失的事故）l2005年年初，巴拿马国家癌症研究中心，自年年初，巴拿马国家癌症研究中心，自2001年年3月起月起,有有27个病人接受了超量伽马射线的照射。在之后的个月里，有个病人接受了超量伽马射线的照射。在之后的个月里，有个病人相继去世，而其中有人的死因与接受了超量伽马个病人相继去世，而其中有人的死因与接受了超量伽马射线的照射有直接的关系；另外人因受到伽马射线的照射射线的照射有直接的关系；另外人因受到伽马射线的照射而引发了严重的并发症。这台放射仪器是由软件来控制的；经而引发了严重的并发症。这台放射仪器是由软件来控制的；经研究，这起医疗事故是由研究，这起医疗事故是由控制软件的缺陷控制软件的缺陷引起的。放射量的计引起的。放射量的计算有的误差。算有的误差。l2003年，软件问题造成美国东北部及加拿大停电，导致年，软件问题造成美国东北部及加拿大停电，导致5000万万人受影响，人受影响，3人丧生。人丧生。l2000年美国海军飞机坠落，导致年美国海军飞机坠落，导致4人丧生（控制软件问题）；人丧生（控制软件问题）；l1997年韩国空难，导致年韩国空难，导致225人丧生（雷达控制软件问题）；人丧生（雷达控制软件问题）；l1995年美国航空公司一架客机在哥伦比亚利机场降落时撞向一年美国航空公司一架客机在哥伦比亚利机场降落时撞向一座山，调查认为是源于导航软件的问题。该事件导致座山，调查认为是源于导航软件的问题。该事件导致159人丧生。人丧生。为什么要对软件进行测试为什么要对软件进行测试l2004年，媒体报道过北美银行由于一个新安装的软件的缺陷，使得年，媒体报道过北美银行由于一个新安装的软件的缺陷，使得数以万计的客户受到影响，该缺陷的修复花费了整整两个星期的时数以万计的客户受到影响，该缺陷的修复花费了整整两个星期的时间，造成数亿元损失；间，造成数亿元损失；l2003年年10月，美国的一个主要零售企业被政府重罚，原因是其网站月，美国的一个主要零售企业被政府重罚，原因是其网站软件的缺陷使得客户相互间可以查看他人在该网站的订单；软件的缺陷使得客户相互间可以查看他人在该网站的订单；l2003年年4月，美国一个专门为学生提供贷款的公司由于软件出错，错月，美国一个专门为学生提供贷款的公司由于软件出错，错误计算误计算80万名学生贷款利率，导致了万名学生贷款利率，导致了800万美元的利率损失；万美元的利率损失；为什么要对软件进行测试（经济损失的事故）为什么要对软件进行测试（经济损失的事故）6.1 基本概念基本概念软件质量保证、最终检查软件质量保证、最终检查l主要研究内容是什么？主要研究内容是什么？l需要什么样的专业基础？需要什么样的专业基础？l软件质量到底是什么？软件质量到底是什么？l测试的目标是什么？测试的目标是什么？l开发一个测试系统之前你是否明白开发一个测试系统之前你是否明白:l可以测试什么？可以测试什么？l 应该测试什么？应该测试什么？l 最终能够测试什么？最终能够测试什么？l测试的目标是什么？测试的目标是什么？有有关关测测试试的的思思考考题题 软件产品最大的成本软件产品最大的成本:检测软件错误、修正软件错误。检测软件错误、修正软件错误。在整个软件开发中在整个软件开发中 测试工作量测试工作量（30304040，50%50%）人命关天的软件人命关天的软件（是其他活动的（是其他活动的3 35 5倍）倍）如：飞机控制如：飞机控制 核反应堆核反应堆软件测试的认识的发展阶段阶段1：测试测试=调试调试阶段阶段2：测试是证明软件正确测试是证明软件正确阶段阶段3：测试是发现软件中错误测试是发现软件中错误阶段阶段4：测试是减小软件不工作的风险测试是减小软件不工作的风险 （是度量软件质量要素的过程）（是度量软件质量要素的过程）阶段阶段5：测试可产生低风险的软件的一测试可产生低风险的软件的一 种认识上的训练种认识上的训练软件测试的目标软件测试的目标:预防错误预防错误(不可能不可能);发现错误发现错误质量控制技术质量控制活动分类质量控制活动分类开发方法学开发方法学配置管理配置管理验证技术验证技术评评 审审正确性验证正确性验证性能调试性能调试组件测试组件测试集成测试集成测试系统测试系统测试原子事务原子事务模块冗余性模块冗余性检检 错错质量控制质量控制避免错误避免错误容容 错错调调 试试测测 试试6.1.1 6.1.1 测试的目的与地位测试的目的与地位 G.J.Myers在经典著作软件测试之艺术在经典著作软件测试之艺术（The Art of Software Testing）中认为中认为:程序测试是为了发现错误而执行程序的过程程序测试是为了发现错误而执行程序的过程”。1.1.测试是为了寻找错误而运行程序的过程。测试是为了寻找错误而运行程序的过程。2.2.一个好的测试用例是指很可能找到迄今为止一个好的测试用例是指很可能找到迄今为止尚未发现的错误的测试。尚未发现的错误的测试。3.3.一个成功的测试是揭示了迄今为止尚未发现一个成功的测试是揭示了迄今为止尚未发现的错误的测试。的错误的测试。E.W.Dijkstra E.W.Dijkstra 指出指出:“程序测试能证明错误的存在程序测试能证明错误的存在,但不能证但不能证明错误不存在明错误不存在.”.”测试的目的是发现程序中的错误测试的目的是发现程序中的错误,是为了是为了证明程序有错证明程序有错,而不是证明程序而不是证明程序无错无错.测试的测试的“成功成功”与与“失败失败”“测测试试的的目目的的是是说说明明程程序序正正确确地地执执行行它应有的功能它应有的功能”这种说法正确吗？这种说法正确吗？例：程序例：程序Triangle，输入三个整数，表示一个，输入三个整数，表示一个三角形的三个边长，该程序产生一个结果，指三角形的三个边长，该程序产生一个结果，指出该三角形是等边三角形、等腰三角形还是不出该三角形是等边三角形、等腰三角形还是不等边三角形。等边三角形。为说明其能正确执行它的功能，可使用为说明其能正确执行它的功能，可使用“测测试用例试用例”(3,4,5),(5,5,6),(6,6,6),程序都能给出正确结果，是否就可认为程序是程序都能给出正确结果，是否就可认为程序是正确的？正确的？难以说清的软件缺陷古谚：古谚：“一片树叶飘落在森林中没有人听见，一片树叶飘落在森林中没有人听见，谁能说它发出了声音？谁能说它发出了声音？”由于不能报告没有看见的问题，因此，由于不能报告没有看见的问题，因此，没有看见就不能说存在软件缺陷没有看见就不能说存在软件缺陷如果软件中的问题没有人发现，那么它算不如果软件中的问题没有人发现，那么它算不算软件缺陷？算软件缺陷？”只有看到了，才能断言软件缺陷，尚未只有看到了，才能断言软件缺陷，尚未发现的软件缺陷只能说是未知软件缺陷。发现的软件缺陷只能说是未知软件缺陷。眼见为实 6.1.2 6.1.2 测试原则测试原则(1)(1)所有的测试都应追溯到用户所有的测试都应追溯到用户需求需求 最严重的错误最严重的错误(从用户角度从用户角度)(2)(2)概要设计时应完成概要设计时应完成 测试计划测试计划 设计模型确定后设计模型确定后 测试用例定义测试用例定义 软件测试软件测试 程序测试程序测试 据美国一家公司统计，查出的软件错误中据美国一家公司统计，查出的软件错误中:属于需求分析和软件设计的错误属于需求分析和软件设计的错误(64%)(64%)属于程序编写的错误属于程序编写的错误(36%)(36%)故，程序编写的许多错误是故，程序编写的许多错误是“先天的先天的”。测试与开发前期工作的关系决定软件与系统的配合关系决定软件与系统的配合关系需求需求分析分析概要设计概要设计详细设计详细设计 编编 码码单元测试单元测试集成测试集成测试确认测试确认测试系统测试系统测试模块模块接口接口需求需求综合综合开发前期出现错误的扩展开发前期出现错误的扩展计划计划需求需求分析分析设设计计编编码码测测试试A A AB B软件生存期各阶段间需保持的正确性用户要求用户要求用户用户:我要什么我要什么?运行结果运行结果计算机计算机:程序运行得程序运行得到的结果到的结果源程序源程序程序员程序员:我要让计算我要让计算机什么做机什么做?设计说明书设计说明书设计员设计员:我要让软件我要让软件做什么做什么?需求说明书需求说明书分析员分析员:我可以提我可以提供什么供什么?12345理解正确性理解正确性表达正确性表达正确性理解正确性理解正确性设计正确性设计正确性表达正确性表达正确性理解正确性理解正确性编码正确性编码正确性运行正确性运行正确性输入正确性输入正确性相符吗相符吗?(3)pareto(3)pareto原则：原则：测试发现的错误中测试发现的错误中80%80%很可能起源于很可能起源于20%20%的模块中。（孤立疑点模块重点测试）的模块中。（孤立疑点模块重点测试）(4)(4)穷举测试是不可能的。穷举测试是不可能的。(5)(5)应由独立的第三方来构造测试。应由独立的第三方来构造测试。（测试队伍）（测试队伍）(6)(6)测试用例：测试用例：输入数据输入数据 预期的结果预期的结果(7)(7)合理的输入合理的输入 不合理的输入不合理的输入(8)(8)程序修改后要程序修改后要回归测试回归测试(9)(9)长期保留测试用例，直至系统废弃。长期保留测试用例，直至系统废弃。6.1.3 6.1.3 可可测试性测试性“好好”测试的属性：测试的属性：发现错误的可能性高发现错误的可能性高不冗余不冗余在目的相似的测试中，应使用最可能找在目的相似的测试中，应使用最可能找到错误的测试到错误的测试每一个测试应独立执行每一个测试应独立执行错误(fault)、误差(error)和和故障(failure)出轨出轨(出故障出故障)?)?图中不表示故障,因为既没有指定期望行为也没有任何观察的行为,它也不表示误差,因为这不意味着系统正处在进一步处理将导致故障的状态.错误错误(fault)、误差误差(error)和和故障故障(failure)用例名称用例名称 DriveTrain DriveTrain参与执行者参与执行者 火车司机火车司机入口条件入口条件 司机按下控制面板上的司机按下控制面板上的StrartTrainStrartTrain事件流事件流 1.1.列车开始在轨道列车开始在轨道1 1上运行上运行 2.2.列车平移到轨道列车平移到轨道2 2退出条件退出条件 列车运行在轨道列车运行在轨道2 2上上特殊条件特殊条件 没有没有用例用例DriveTrainDriveTrain指定了列车的期望行为指定了列车的期望行为:测试测试(test)(test)调试调试(debug)(debug)以已知条件开始以已知条件开始,使用预先定义的程序使用预先定义的程序,有预知的结果有预知的结果以不可知内部条件以不可知内部条件开始开始,结果一般不可结果一般不可预见预见有计划有计划被动的被动的由独立的测试组，在由独立的测试组，在不了解软件设计的条不了解软件设计的条件下完成件下完成由程序作者进行由程序作者进行发现错误发现错误找出错误位置，排除找出错误位置，排除测试与调试测试与调试(排错排错)6.1.4 6.1.4 测试用例设计测试用例设计 软件测试员最重要的一项工作软件测试员最重要的一项工作例：例：三角形问题三角形问题 输入三个整数输入三个整数a a、b b、c c，分别作为三角形的三条边，分别作为三角形的三条边，现通过程序判断由三条边构成的三角形的类型为现通过程序判断由三条边构成的三角形的类型为等边等边三角形三角形、等腰三角形等腰三角形、一般三角形一般三角形（特殊的还有直角（特殊的还有直角三角形），以及三角形），以及构不成三角形构不成三角形。现在要求输入三个整数现在要求输入三个整数a a、b b、c c，必须满足以下条件：，必须满足以下条件：条件条件1 1a100 1 1a100 条件条件4 ab+c4 ab+c 条件条件2 1b100 2 1b100 条件条件5 ba+c 5 ba+c 条件条件3 1c100 3 1c100 条件条件6 ca+b6 ca+bl不满足条件不满足条件1 1、条件、条件2 2和条件和条件3:3:给出给出“边的取值超出允许范围边的取值超出允许范围”的信息。的信息。l满足条件满足条件1 1、条件、条件2 2和条件和条件3:3:输出下列四种情况之一：输出下列四种情况之一：（1 1）不满足条件）不满足条件4 4、条件、条件5 5和条件和条件6 6中的一个，则程序输出为中的一个，则程序输出为“非三角形非三角形”（2 2）三条边相等，则程序输出为）三条边相等，则程序输出为“等边三角形等边三角形”（3 3）恰好有两条边相等，则程序输出为）恰好有两条边相等，则程序输出为“等腰三角形等腰三角形”。（4 4）三条边都不相等，则程序输出为）三条边都不相等，则程序输出为“一般三角形一般三角形”。结论：三角形问题的复杂之处在于输入与输出之间的关系比较复杂。结论：三角形问题的复杂之处在于输入与输出之间的关系比较复杂。讨论：对输入与输入关系复杂的程序，怎样才能达到完全测试讨论：对输入与输入关系复杂的程序，怎样才能达到完全测试?例：三角形问题例：三角形问题(续续)条件条件1 1a100 1 1a100 条件条件4 ab+c4 ab+c 条件条件2 1b100 2 1b100 条件条件5 ba+c 5 ba+c 条件条件3 1c100 3 1c100 条件条件6 ca+b6 c1)AND(B=0)THEN X:=X/A IF(A=2)OR(X1)THEN X:=X+1 END;开始开始(A1)AND(B=0)(A=2)OR(X1)返回返回X=X/AX=X+1FFTTabdce(1)(1)语句覆盖语句覆盖使程序中每个语句至少执行一次使程序中每个语句至少执行一次开始开始(A1)AND(B=0)(A=2)OR(X1)返回返回X=X/AX=X+1FFTTabdceA=2，B=0，X=40最弱的逻辑覆盖最弱的逻辑覆盖(2)(2)判定覆盖判定覆盖(分支覆盖分支覆盖)使每个判定的真假分支都至少执行一次使每个判定的真假分支都至少执行一次开始开始(A1)AND(B=0)(A=2)OR(X1)返回返回X=X/AX=X+1FFTTabdceA=3，B=0，X=-3 可覆盖可覆盖c、d分支分支 A=2，B=1，X=1 可覆盖可覆盖b、e分支分支弱的逻辑覆盖弱的逻辑覆盖(3)(3)条件覆盖条件覆盖 每个判定的每个条件的可能取值至少执行每个判定的每个条件的可能取值至少执行一次一次满足条件满足条件:T1,T1,T2,T2 T3,T3 T4,T4开始开始(A1)AND(B=0)(A=2)OR(X1)返回返回X=X/AX=X+1FFTTabdce测试用例测试用例 通过通过 满足的满足的 覆盖覆盖A B X 路径路径 条件条件 分支分支1 0 3 abe T1,T2,T3,T4 b,e2 1 1 abe T1,T2,T3,T4 b,e 两个测试用例两个测试用例覆盖了四个条件八种可能覆盖了四个条件八种可能取值取值。未覆盖未覆盖c c、d d分支分支，不满足判定覆盖的要，不满足判定覆盖的要求求.条件覆盖不一定包含判定覆盖条件覆盖不一定包含判定覆盖判定覆盖也不一定包含条件覆盖判定覆盖也不一定包含条件覆盖(4)(4)判定判定/条件覆盖条件覆盖(5)(5)条件组合覆盖条件组合覆盖(6)(6)路径覆盖路径覆盖6.46.4黑盒测试的测试用例设计黑盒测试的测试用例设计6.4.1 6.4.1 等价类划分法等价类划分法输入数据输入数据有效的有效的无效的无效的等价的子集等价的子集等价类等价类等价类中的一个典型值在测试中的等价类中的一个典型值在测试中的作用与类中所有其它值的作用相同作用与类中所有其它值的作用相同如何划分等价类？如何划分等价类？划分标准？划分标准？覆盖覆盖不相交不相交代表性代表性例例:某报表处理系统要求用户输入处理某报表处理系统要求用户输入处理 报表的日期，日期限制在报表的日期，日期限制在20012001年年1 1 月月至至20052005年年1212月月，即系统只能对该，即系统只能对该 段期间内的报表进行处理，如日期段期间内的报表进行处理，如日期 不在此范围内，则显示输入错误信不在此范围内，则显示输入错误信 息。息。系统日期规定由系统日期规定由年、月的年、月的6 6位位数字数字 字符组成，前四位代表年，后两位字符组成，前四位代表年，后两位 代表月。代表月。如何用等价类划分法设计测试用例如何用等价类划分法设计测试用例,来测试程序的日期检查功能？来测试程序的日期检查功能？第一步：等价类划分第一步：等价类划分输入等价类输入等价类 有效等价类有效等价类 无效等价类无效等价类 报表日期的报表日期的类型及长度类型及长度6 6位数字字符位数字字符(1)(1)有非数字字符有非数字字符 (4)(4)少于少于6 6个数字字符个数字字符(5)(5)多于多于6 6个数字字符个数字字符(6)(6)年份范围年份范围在在2001200120052005之间之间(2)(2)小于小于2001(7)2001(7)大于大于2005(8)2005(8)月份范围月份范围在在1 11212之间之间(3)(3)“报表日期报表日期”输入条件的等价类表输入条件的等价类表小于小于1(9)1(9)大于大于12(10)12(10)第二步：第二步：为有效等价类设计测试用例为有效等价类设计测试用例 对表中编号为对表中编号为1,2,31,2,3的的3 3个有效等价类个有效等价类 用一个测试用例覆盖：用一个测试用例覆盖：测试数据 期望结果 覆盖范围200105200105等价类等价类(1)(2)(3)(1)(2)(3)输入有效输入有效第三步：为每一个无效等价类至少设第三步：为每一个无效等价类至少设 计一个测试用例计一个测试用例 测试数据 期望结果 覆盖范围001001MAYMAY等价类等价类(4)(4)输入无效输入无效2001520015等价类等价类(5)(5)输入无效输入无效20010052001005等价类等价类(6)(6)输入无效输入无效200020000505等价类等价类(7)(7)输入无效输入无效200820080505等价类等价类(8)(8)输入无效输入无效200120010000等价类等价类(9)(9)输入无效输入无效200120011313等价类等价类(10)(10)输入无效输入无效不能出现相同不能出现相同的测试用例的测试用例本例的本例的1010个等价类至个等价类至少需要少需要8 8个测试用例个测试用例6.4.2 6.4.2 边界值分析法边界值分析法(1)(1)边界值分析使该等价类的每个边界值分析使该等价类的每个 边界都要作为测试条件。边界都要作为测试条件。(2)(2)边界值分析不仅考虑输入条件，边界值分析不仅考虑输入条件，还要考虑输出空间产生的测试还要考虑输出空间产生的测试 情况情况被测试被测试子子 域域测试内点测试内点测试外点测试外点软件边界与悬崖很类似6.4.3 6.4.3 错误推测法错误推测法(error guessing)(error guessing)根据根据经验经验来设计测试用例的方法来设计测试用例的方法例如，数据测试中的例如，数据测试中的:缺省值缺省值空白空白空值空值零值零值 软件测试的过程软件测试的过程被测被测模块模块单元单元测试测试设计设计信息信息集成集成测试测试被测被测模块模块单元单元测试测试被测被测模块模块单元单元测试测试测试过测试过的模块的模块确认确认测试测试系统系统测试测试软件软件需求需求其它系其它系统元素统元素装配好装配好的软件的软件 确认确认的软件的软件可运可运行的行的软件软件6.56.5软件测试的步骤软件测试的步骤软件测试策略软件测试策略单元测试单元测试U UC CD DR RS SI IV VSTST集成测试集成测试确认测试确认测试系统测试系统测试系统工程系统工程软件需求分析软件需求分析软件设计软件设计代码编写代码编写6.5.1 6.5.1 单元测试单元测试一一.单元测试的内容单元测试的内容主要对模块的主要对模块的五个基本特性五个基本特性进行评价进行评价模块模块错误处理错误处理模块接口模块接口局部数局部数据结构据结构 重要的重要的执行路径执行路径边界条件边界条件二二.单元测试的方法单元测试的方法单元测试一般为编码步骤的附属部分单元测试一般为编码步骤的附属部分.(1)(1)驱动模块驱动模块(驱动程序驱动程序):相当于主模块相当于主模块(2)(2)桩模块桩模块(测试存根、连接程序测试存根、连接程序):代替所测模块调用的子模块代替所测模块调用的子模块B BA AC CD DE E待测试模块待测试模块单元测试的测试环境举例单元测试的测试环境举例:被测模块被测模块 B B 驱动模块驱动模块(模拟模块模拟模块A A)桩模块桩模块(测试存根测试存根)(模拟模块模拟模块E E)测试用例测试用例测试结果测试结果单元测试的测试环境举例单元测试的测试环境举例:实际软件实际软件华氏到摄氏华氏到摄氏转换模块转换模块温度数据温度数据实际配置实际配置测试用例数据测试用例数据结果结果 测试驱动软件测试驱动软件华氏到慑氏华氏到慑氏转换模块转换模块结果结果测试驱动配置测试驱动配置单元测试的测试环境举例单元测试的测试环境举例 温度显示模块温度显示模块温度接口温度接口模块模块实际配置实际配置测试驱动配置测试驱动配置 温度显示模块温度显示模块程序员编写程序员编写的桩模块的桩模块(测试存根测试存根)温度值的测试文件温度值的测试文件6.5.2 6.5.2 集成测试集成测试(组装测试组装测试)集成测试方法集成测试方法:(黑盒测试黑盒测试)F非渐增式测试（莽撞测试）非渐增式测试（莽撞测试）F渐增式测试渐增式测试 深度优先深度优先广度优先广度优先自顶向下结合自顶向下结合自底向上结合自底向上结合混合集成测试方法混合集成测试方法上层：自顶向下上层：自顶向下下层：自底向上下层：自底向上自顶向下结合方式举例自顶向下结合方式举例:ADBE模块测试模块测试结合顺序结合顺序CF深度优先深度优先:A、B、E、C、D、F广度优先广度优先:A、B、C、D、E、F自顶向下结合方式举例自顶向下结合方式举例:(深度优先深度优先)A测试测试 AS2S2S1S1S3S3A加入加入BS2S2BS3S3S4S4A加入加入ES2S2BS3S3EA加入加入CCBS3S3E加入加入DCBDE加入加入FCBDEAAFS5S5自底向上结合方式举例自底向上结合方式举例:A AC CB BD DF FE EE Ed d1 1C Cd d3 3F Fd d4 4B Bd d2 2E ED Dd d5 5F F自底向上结合方式举例自底向上结合方式举例:McD1MaMbD2D3簇簇1 1簇簇2 2簇簇3 36.6 6.6 自动测试和测试工具自动测试和测试工具6.6.1 6.6.1 测试工具测试工具静态分析工具静态分析工具动态测试工具动态测试工具测试数据自动生成工具测试数据自动生成工具集成化测试环境集成化测试环境 其它工具类型:施压工具和增负工具施压工具和增负工具干扰发生器和噪声发生器干扰发生器和噪声发生器分析工具分析工具工具Junit:JavaDunit:DelphiHP-QTP本本 章章 作作 业业写一篇有关软件测试的报告，题目自拟。写一篇有关软件测试的报告，题目自拟。