软件工程第六章 软件测试

测试为什么重要
❖发射失败的原因 程序中试图将64位浮点数转换成16位整数时的
溢出错误 如果看其浮点转换程序，并没有任何问题。问
题在于他们复用了Ariane 4的部分软件需求文档 因而软件工程师不知道其Ariane 5的水平加速度 比Ariane 4快5倍因此要求额外3位整数存储，所 以其背后的真正原因是系统需求。
➢ （3）测试应从“小规模”开始，逐步转向”大规 模”。
➢ （4）测试应该由非程序员或非开发机构来进行。
➢ （5）对于非法的和非预期的输入情况也要象正常 测试一样，编写测试用例。
➢ 检查程序是否做了要做的事仅仅是成功的一半， 另一半是看程序是否做了不该做的事。
➢ （6）妥善保存测试计划、测试用例、出错统计和 最终分析报告。
➢ 0个数据 ➢ 已经从小到大排好序的10个数据 ➢ 从大到小的10个逆序数据
（5）因果图法
➢ 等价类划分和边界值分析方法，都是着重考虑输入条件， 而未考虑输入条件之间的联系。如果在测试时必须考虑 输入条件的各种组合则可能又会产生一些新的情况。
➢ 因此，必须考虑使用一种适合于多种条件组合的动态测 试方法，这就是因果图法——把输入条件视为“因”， 把输出条件视为“果”，采用逻辑图的形式来表达功能 说明书中输入条件的各种组合与输出的关系。
例 如下是一个程序的功能描述，用等价类划分法设计测试用例。
➢ 功能描述：某城市的电话号 ➢ 测试用例的设计：
码由3部分组成。假定被测程
序能接收一切符合下述规定
测试用例
测试范围 期望结果
的电话号码，拒绝所有不符 合规定的电话号码。
276 2345 等价类(1) (3) (4) 有效
➢ 地区码：空白或3位数字； 027 805
黑盒法分类
等 价 类 化 分 法
边 界 值 分 析 法
错
因
误
果
猜 测
图
法
法
（2）等价类划分法
➢ 基本思想：根据程序的I/O特性，将程序的输入域划分为 有限个等价区段 —“等价类”，并从等价类中选出最有 “代表性”的用例。
➢ 等价类：是指某个输入域的子集合。在该子集合中，各 个输入数据对于揭露程序中的错误都是等效的。
➢ 假设n为10。那么可以用5组数据进行测试： ➢ 0个数据 ➢ 1个数据 ➢ 9个数据 ➢ 10个数据 ➢ 11个数据
（4）错误猜测法 ➢ 基本思想：
根据经验或直觉推测程序中可能存在的各种错误， 从而有针对性地编写检查这些错误地测试用例。
例：模块bubblesort(a,n)是对数组a中的n个整型 数从小到大进行排序。假设n为10。那么可以用3 组数据进行测试：
（1）什么是软件测试？其目的是什么？
➢ 测试的定义
➢ 软件（程序）测试是为了发现错误而执行程 序的过程。
➢ 测试的目的
➢ 发现程序的错误。
测试为什么重要
ARIANE火箭
耗资70亿美元，1996年发射37秒 后爆炸
begin sensor_get(vertical_veloc_sensor); sensor_get(horizontal_veloc_sensor); vertical_veloc_bias := integer(vertical_veloc_sensor); horizontal_veloc_bias := integer(horizontal_veloc_sensor); ... exception when numeric_error => calculate_vertical_veloc(); when others => use_irs1(); end;
② 代码评审（人工方式），包括代码会审、走查、办公桌检 查等。
（2）动态测试（简称测试）：将被测程序在机器上运 行来发现程序中的错误。动态测试包括2类方式：
① 黑盒测试(测试程序的功能)
② 白盒测试(测试程序的结构)
3）测试的文档
➢ （1）测试计划 ➢ 主体是测试内容说明。包括：测试项目名称，各项 测试的目的、步骤、进度，测试用例的设计等。
不合理的等价类
有非数字字符(5) 少于3位数字(6) 多于3位数字(7)
有非数字字符(8) 少于3位数字(9) 多于3位数字(10) 起始位为‘0’(11) 起始位为 ‘1’ (12) 有非数字字符(13) 少于3位数字(14) 多于3位数字(15)
（3）边界值分析
➢ 基本思想:
➢人们从长期的测试工作中发现，大量的错误是发生 在输入或输出范围的边界，而务，以减轻完成测试任务中的手工劳动。 ➢ 测试工具
➢ 测试数据自动生成程序 ➢ 静态分析程序 ➢ 动态分析程序 ➢ 测试结果分析程序 ➢ 驱动测试的测试数据库等等。
➢ 分析测试结果
➢ 测试完成后，要对所有的测试结果进行分析，如果发现 软件有错误，就要排错并修正有关文档，接着再测试， 直到通过为止。
（6）测试的基本工作有哪些？
➢ 制定测试计划 ➢ 建立测试环境 ➢ 设计测试用例 ➢ 执行测试 ➢ 结果分析 ➢ 完成测试报告
（7）什么是测试用例？
➢ 测试用例(Test Case)＝测试数据+期望的结果 ➢ 测试用例的重要作用：测试用例是连接测试计
划与实施测试的桥梁。 ➢ 设计测试用例是搞好软件测试的关键。
➢ 如果经常出现需要修改设计的严重错误，则软件质量与 可靠性值得怀疑，需进一步测试。
➢ 如果测试未发现错误，则应重新审查测试配置。
6.2 测试的原则、类型和文档
1）测试原则
➢ (1)所有的测试都应追溯到用户需求。 ➢ 软件测试的目标在于揭示错误。而最严重的错误是那 些导致程序无法满足需求的错误。
➢ (2)充分注意测试中的群集现象。 ➢ 在被测程序段中，若发现错误数目多，则残存错误数 目也比较多。因此，应当对错误群集的程序段进行重 点测试，以提高测试投资的效益。
➢ 测试某等价类的代表值就等价于对这一类其它值的测试。 ➢ 如果一个测试用例不能检测出某个错误，那么等价类中其它测试
用例也不能发现这一错误。
➢ 等价类分为：
有效等价类 — 对于程序的规格说明是合理的、有意义的输入数据构成 的集合。
无效等价类 —对于程序的规格说明，是不合理的，是没有意义的输入
数据构成的集合。
测试为什么重要
爱国者导弹
第一次海湾战争期间，美国爱国者导 弹系统拦截伊拉克飞毛腿导弹失败。 导弹摧毁了一个美军兵营，造成28名 士兵死亡，100人受伤。
❖ 起因 导弹拦截软件的取整错误导致计时不正确，令
爱国者忽略了飞毛腿导弹
（2）什么是成功的测试？什么是失败的测试？
➢ 什么是成功的测试？
1 居民用电
2 动力用电
I1 ∧
∧
A
∨
B
3 <100度/月 ∧
I2
4 <10000度/月
➢ 能够找到至今尚未发现的错误。
➢ 什么是失败的测试？
➢ 没有找到至今尚未发现的错误。
（3）什么是好的软件测试？
➢ 用最少的代价能够找到至今尚未发现的更多的错误。
➢ 测试工作反映了经济学的观点。
（4）穷举测试能够把所有的错误找完吗？
➢ 例1 对于程序内部路径的测试
➢ 如图中所示从A到B的中间有一 个20次的循环，循环中有5条路 径，那么从A到B的独立路径数 约为1014（即520＋519＋…＋51）
➢因此，针对各种边界情况设计测试用例，可以查出 更多的错误。
➢ 边界条件
➢相对于输入与输出等价类直接在其边缘上，稍高 于或稍低于其边界的这些状态条件。
➢ 边界值分析方法与等价类划分方法的区别：
➢ 边界值不是从某个等价类中随便挑选一个作为代表，而 是选出一个或几个元素，使得这个等价类的每个边界都 要作为测试对象；
第6讲 软件测试
6.1 软件测试的基本概念 6.2 测试的原则、类型和文档 6.3 黑盒测试方法 6.4 白盒测试方法 6.5 软件测试的基本过程 6.6 软件纠错
6.1 软件测试的基本概念
（1）什么是软件测试？其目的是什么？ （2）什么是成功的测试？什么是失败的测试？ （3）什么是好的软件测试？ （4）穷举测试能够把所有的错误找完吗？ （5）通过测试能够证明软件无错吗？ （6）测试的基本工作有哪些？ （7）什么是测试用例？ （8）测试由谁来完成？ （9）测试与纠错有何关系？ （10）纠错由谁来完成？ （11）测试的信息流之间有何关系？
➢ （2）测试报告 ➢ 主体是测试结果。包括：测试项目名称，实测结果 与期望结果的比较，发现的问题，测试达到的效果 等。
➢ （3）测试用例
6.3 黑盒测试方法
➢ （1）黑盒测试的基本概念 ➢ 不考虑程序的内部结构和处理过程，只在程序 的接口处进行测试，以检查程序功能是否能按 规格说明书中的要求正常实现。 ➢ 黑盒测试又称为功能测试，其主要目的是为了 发现程序在功能方面的错误。
（8）测试由谁来完成？
➢ 一般情况下，应该由非程序员或非程序开发机 构来完成。
➢ 这样做的主要原因主要：
➢ 从心理学的角度考虑； ➢从质量的观点看，应该有专门的机构或组织来完成。
（9）测试与纠错有何关系？
➢ 纠错的目的和任务：根据测试所发现的错误，确定错 误发生的位置、性质，并纠正这些错误。
➢ 纠错的过程就是程序调试的过程。 ➢ 测试是纠错/排错/调试的基础和依据；纠错需要测试所
发现的错误现象，才能确定错误发生的性质、位置， 并纠正这些错误。
（10）纠错由谁来完成？
➢ 程序员
（11）测试的信息流之间有何关系？
(测试数据)
➢ 测试过程的输入
➢ 测试过程中需要3类输入(见上图)： ➢ 软件配置
➢ 包括软件需求规格说明、软件设计规格说明、源代码等。
➢ 测试配置