软件测试基础知识总结

第一部分：软件评测知识

1．  软件质量与软件测试

软件测试：在规定条件下对程序进行操作，以发现错误，对软件质量进行评估，包括对软件形成过程的文档、数据以及程序进行测试

软件质量：软件特性的总和，软件满足规定或潜在用户需求的能力

2．  软件测试与质量保证

软件测试只是质量保证工作中的一个环节，软件质量保证与软件测试是软件质量工程的两个不同层面的工作；

质量保证：通过预防、检查与改进来保证软件质量，采用全面质量管理和过程改进的原理来开展质量保证工作，主要关注软件质量的检查与测试，主要着眼于软件开发活动的过程、步骤和产特

软件测试：通过执行软件来，对过程中的产物（开发文档和程序）进行走查，发现问题，报告质量

3．  软件测试的目的

测试是程序的执行过程，目的在于发现错误；

一个好的测试用例在于发现了至今未发现的错误；

一个成功的测试是发现了 至今未发现的错误的测试；

4．  软件测试原则

所有的软件测试都应追溯到用户需求

应当把“尽早地和不断地进行软件测试”作为测试者的座右铭

完全测试是不可能的，测试需要终止

测试无法显示软件潜在的缺陷；

充分注意测试中的群集现象

程序员应避免检查自己的程序

尽量避免测试的随意性

5．  软件测试对象

程序开发过程中的各个文档、源程序

6．  软件测试过程模型－V模型

是软件开发瀑布模型的变种，主要反映测试活动与分析和设计的关系；

局限性：把测试作为编码之后的最后一个活动，需求分析等前期产生的错误直到后期的验收测试才能发现

7．  软件测试过程模型－W模型

在V模型的基础上，增加千开发阶段的同步测试，形成W模型；测试与开发同步进行，有利用尽早的发现问题

局限性：仍把开发活动看成是从需求开始到编码结束的串行活动，只有上一阶段完成后，才可以开始下一阶段的活动，不能支持迭代，自发性以及变更调整

8．  软件测试过程模型－H模型

在H模型中，软件测试过程活动完全独立，贯穿于整个产品的周期，与其他流程并发地进行，某个测试点准备就绪时，就可以从测试准备阶段进行到测试执行阶段；软件测试可以进行尽早的进行；软件测试可以根据被测物的不同而分层次进行

9．  测试模型使用

在实际工作中应灵活地运用各种模型的优点

10．  单元测试

11．集成测试

12．确认测试

13．系统测试

14．验收测试

测试内容：根据任务书或合迥、供需双方约定的验收依据文档进行对整个系统的测试与评审，确认是否接收或拒绝系统；

15．开发方测试

通常也叫‘验收测试’或‘a测试’，在软件开发环境中，开发者检测与证实软件的实现是否满足软件设计说明或软件需求说明的要求

16．用户测试

在用户的应用环境下，用户检测与核实软件实现是否符合自己预期的要求。B测试通常被认为是用户测试，把软件有计划地免费地分发到目标市场，让用户大量使用、评价检查软件

17．第三方测试

由第三方测试机构来进行的测试，也称独立测试

18．动态测试

通过人工或使用工具运行程序进行检查，分析程序的执行状态和程序的外部表现

19．静态测试

   不运行程序，能过人工对程序和文档进行分析与检查，包括走查、符号执行、需求确认等

20．白盒测试

通过对程序内部结构的分析、检测来寻找问题，检查程序的结构及路径是否正确，检查程序的内部动作是否按照设计说明的规定正常进行

21．黑盒测试

又称功能测试，通过运行程序发现其缺陷和错误，在程序界面处进行测试

22．灰盒测试

介于白盒和黑盒测试之间，关注输出对于输入的正确性，也关注程序的内部结构，但没有白盒测试那样详细、完整

23．测试分类

24．软件问题分类

软件错误、软件缺陷、软件故障、软件失效

软件错误：在软件生存周期内的不希望或不可接受的人为错误

软件缺陷：存在于软件（文件、程序、数据）之中的不希望或不可接受的偏差

软件故障：软件运行过程中出现的一种不希望或不可接受的内部状态。

软件失效：软件运行时产生的一种不希望或不可接受的外部行为

25．GB/T16260.1 产品质量－质量模型

质量模型：代表软件质量属性的总体

软件质量特性与度量：质量特性和子特性、外部度量、内部度量

外部、内部质量的质量模型：质量属性包括：功能性、可靠性、易用性、效率、维护性和可移植性

26．GB/T18905.1 软件工程 产品评价－概述

概述了软件产品评价的过程，提供了评价需求和指南

27．GB/T18905.5 软件工程 产品评价－评价者用的过程

28．软件测试的国内外现状

国外：软件测试已成为一个独立的产业，在软件公司占有重要的地位，软件测试理论研究蓬勃发展，软件测试市场繁荣，开发了大量的测试工具；

国内：软件测试成为一个新兴产业，测试技术贫乏，从业人员少，测试服务没有足够规模；著名的软件公司已成立了专业的测试队伍，国家在职业资格中新增了‘软件评测师’，企业资集认证时软件测试能务成为重要指标，软件产品增加了登记测试，成立第三方测试机构，软件测试成为一个独立课程

29．软件评测发展趋势

    测试工作将进一步前移

软件架构师、开发工程师、QA人员、测试工程题将进行更新的融合

测试行业将得到充分的尊重

设置独立的测试部门将得到越来越多公司的软件公司的共识

测试外包服务将快速增长

30．测试过程的特性与要求

31．软件测试与配置管理

32．测试的组织与人员  

33．软件测试风险分析

软件测试风险：是软件测试过程出现的或潜在的问题，造成的原因主要是测试计划的不充分、测试方法有误或测试过程的偏离，造成测试的补充以及结果不准确

软件测试风险主要是对测试计划执行的风险分析与制定要采取应急措施；重点在措施

测试计划的风险：一般指测试进度滞后或出现非计划事件；常见的有交付日期、测试需求、测试范围、测试资源、人员的能力、测试预算、测试环境、测试支持、测试工具；

34．软件测试的成本管理

35．文档测试的范围

36．用户文档的内容

包装上的文字及图案；宣传材料、广告及其他插页；授权/注册登记表；最终用户许可协议；标签和不干胶条；安装和设置指导；用户手册；联机帮助；指南、向导；样例、示例和模板；错误提示信息；

37．用户文档测试的要点

明确读者群：根据读者群（如初级、中级、高级用户）的不同来检查文档内容，保证用户能够看得懂、能理解

术语：文档中术语的描述要适合定位的读者群，用法一致，标准定义与业界规范相吻合

文档内容的正确性：要保证所有信息是真实正确的

文档内容的完整性：要完全根据提示逐步操作，检查是否存在遗漏的地方

文档与程序的一致性：按照文档操作后，检查软件返回的结果与文档描述是否一致

文档的易用性：检查是否便于用户查找相应的内容

图表与界面截图：检查所有图表与界面截图与发布的程序版本一致

样例和示例：检查所有的样例和示例能够正确完成；

语言：中文文档保证无错别字和二义性

印刷与包装：印刷质量，包装质量

38．用户手册的测试

准确的按照手册的描述使用程序；尝试每一条建议；检查每条陈述；查找容易误导用户的内容；

39．在线帮助的测试

内容的准确性；帮助功能的可靠性；每一条索引和主题列表要逐条检查，是否能够由索引进入主题；帮助系统中的每一个超级链接；主题是否全部能够在索引中找到；帮助系统的风格应简洁；

40．功能易用性测试

41．用户界面测试：界面整体、界面元素测试

42．硬件兼容性测试

43．软件兼容性

44．数据兼容性测试

45．平台化软件兼容性测试

46．新旧系统数据迁移测试

47．安全测试－测试内容

48．安全测试－测试策略

49．安全性测试方法

50．软件产品安全测试

侧重于用户对数据或业务功能的访问控制，数据存储和数据通信的远程安全控制

51．网络系统全生命周期测试策略

52．网络测试－网络仿真技术

53．网络性能测试

54．网络测试－网络应用测试

55．Web应用的测试策略

56．Web应用设计测试

设计测试的主要内容是对设计从全面性、适合性、标准性等方面进行检查

57．Web应用开发测试

对Web应用的源代码和组件进行测试，保证代码的正确性、组件的功能正常

58．Web应用运行测试

59．负载压力测试基本概念

60．负载压力测试解决方案

一．  并发性能测试

并发压力过程与测试定位

（1）        并发负载压力的实施：客户端――应用客户端的测试

（2）        负载压力的传输介质：网络――应用网络上的测试

（3）        压力到达：各类服务器――应用服务器端的测试

二．并发性能测试－应用服务端测试

1． 目的：模拟大量并发用户执行不同业务操作，达到实施负载压力的目的

1．  测试环境

（1）        测试工具主控台（1个）：负责管理各个测试工具代理，收集各类测试数据

（2）        负载生成器（多个）：即代理，模拟虚拟用户

（3）        服务器

2．  测试过程

（1）        创建方案：方案信息包括    虚拟用户组（Vuser）

                                  Vuser将运行的测试脚本

                                  用于运行脚本的负载生成器

（2）        定义测试目标：  虚拟用户数：测试应用程序可以同时运行多秒个Vuser

每秒点击次数

每分钟页面数    测试服务器稳定性

每秒事务数

事务响应时间：测试在期望的事务响应时间内可以同时运行多少个Vuser，在脚本中指定要测试的事务名称以及Vuser的范围

（3）        制定方案执行计划：制定方案执行的时间安排，如开始时间、执行持续时间、启动/停止多少个Vuser数量等。注：如果脚本中包含有集合点，方案将不会按计划运行；集合点：在方案中指定Vuser，各Vuser执行的脚本，运行的时间，启动方案后，并不能保证所有的Vuser能够达到同步操作的效果，设置集合点，Vuser执行到集合点时，会被Controller滞留在集合点，等待所有Vuser全部到达后，执行某一项指定操作，从而达到同步并发的效果

3．  影响服务器的负载级别

（1）        选择在方案运行过程中活动的集合点

（2）        选择加入每个集合的Vuser数

4．  控制服务器上的负载峰值

（1）        创建Vuser脚本，插入必要的集合点（采用录制功能将操作过程录制形成脚本，插入某一项操作的集合点）

（2）        创建方案（建立Vuser组，指定每组的user及数量、运行的脚本等信息）

（3）        向方案中添加Vuser组，搜索设置的集合点，并将集合点名称添加到‘集合信息’列表中

（4）        设置虚拟用户负载的级别

（5）        通过选择加入到方案中的集合点及加入每个集合的Vuser数，可以确定负载的精确级别

（6）        设置集合的属性

（7）        对于每一个集合，都可以设置集合策略

（8）        运行方案（在此之前，可以同时配置负载生成器和Vuser行为）

5．  客户端交易处理性能指标

（1）        并发用户数指标

（2）        交易处理指标：平均事务响应时间、每秒事务数、每秒事务总数、事条摘要、事务性能摘要、事务响应时间（负载下、百分比、分布）

（3）        Web请求指标：每秒点击次数、吞吐量、吞吐量摘要、HTTP状态代码摘要、每秒HTTP响应数、每秒下载页面数、每秒重试次数，重试次数摘要、连接数、每秒连接数、每秒SSL连接数

（4）        Web页面组件指标：激活网页细分、页面组件细分（随时间变化）、页面下载时间细分（随时间变化）、第一次缓冲时间细分（随时间变化）、已下载组件大小

二．并发性能测试－应用网络上性能测试

    应用网络上性能测试包括：应用网络故障分析和网络应用性能监控

1． 应用网络故障分析

（1）        测试目标：显示网络带宽，延迟、负载和TCP端口的变化是如何影响用户的响应时间的

（2）        作用

l  优化性能

l  预测系统响应时间

l  确定网络带宽需求

l  定位应用程序和网络故障

（3）        网络故障分析工具

l  作用：      使应用跨越多个网段的活动过程变得清晰

                提供有关应用效率的统计数据

                模拟用户在不同网络配置环境下的响应时间，决定应用投产的网络环境

l  工作原理：  多个捕捉点：Agent，被动监听数据包来实现实时数据采集

                一个分析：Agent Manager进行对所跟踪的数据的分析

l  获取信息：  监控不同探针之间的连接状态，传输的字节数以及通信往返行程次数

会话性能概要，监控哪段网络延迟大，带宽对网络双向性能的影响，节点用于处理和用于传输的时间

服务器与客户端之间帧传输情况统计，监控到与应用相关的帧的分布，对每一个帧可以与相关的数据包关联，并且可以对帧解码

服务器与客户端之间传送包信息统计，监控包的详细信息，并且可以将包与帧及线程相关联

线程信息统计，监控线程的内容和生存周期，以及线程与数据包的关系

负载的高峰时刻，负载的平均值，高峰时刻可以与相关的线程、数据包、帧相关联

故障错误总结：应用级错误、TCP错误、IP错误、其他错误

2． 网络应用性能监控指标

（1）        测试目标：在系统试运行之后，需要及时准确地了解网络上正在发生什么事；什么应用在运行，如何运行；多少PC正在访问LAN或WAN；哪些应用程序导致系统瓶颈或资源竞争

（2）        作用

l  分析关键应用程序的性能

l  定位问题的根源是在客户端、服务器、应用程序还是网络

l  哪些应用程序占用大量带宽

l  哪些用户产生了大量的网络流量

（3）        网络应用性能监控工具

l  组成：      探针：采集与存储数据，并根据应用对数据进行分类，设置的原则是根据网络组成和监控要求

探针管理器：管理配置探针，设定数据采集与上传时间，合并收集的数据；

时间服务器：对探针进行时针同步

交互界面：数据展示平台

l  监控信息：  应用监视：

关键特性：客户和服务器通信量，应用响应时间和资源应用的业务水平等

按会话统计传输负载：测试应用和会话级响应时间，以及自动为通过网络中每一个联网设备的每一个应用程序生成负载图

应用、会话级、事务响应时间

延迟在何处被引入网络，瓶颈在哪里

趋势分析

三．并发性能测试－应用服务器端的测试

（一）概述

1．对应用服务器端的测试主要包括三方面：操作系统、数据库和中间件的监控

2．监控手段：可以采用工具自动监控，也可以使用操作系统、数据库、中间件本身提供的监控工具

3．利用工具监控的优点

（1）        减少故障诊断和分析时间 

（2）        减少手工定位的时间和避免误诊

（3）        在问题发生前定位故障

（4）        验证可达到的性能水平和服务水平协议

（5）        持续的服务器、数据库和应用性能和可用性监控

（6）        故障诊断和恢复：自动报警、故障恢复程序、故障恢复信息

（7）        服务器、应用可用性和性能报告

（二）操作系统监控

操作系统的监控涉及后台重要服务器的操作系统监控，对于主流的操作系统，主要关注：内存、CPU、硬盘

监控建议：

1．磁盘管理

（1）        采集物理读/写和逻辑读/写信息

（2）        收集操作系统和其他平台上的磁盘忙信息

（3）        监控I/O

2．文件系统

（1）        显示每个文件系统的使用率，检测文件系统空闲空间的大小

（2）        剪裁文件系统－删除指定的CORE（核心）文件和其他文件

（3）        显示文件系统的mount on device、type、size

（4）        可以监控特殊的文件系统，如NFS（网络文件系统），CD-ROM

（5）        检测特定文件的存在及超出特定期限的文件存在

3．内存

（1）        显示可用的内存数量

（2）        决定当前的内存短缺量

（3）        帮助分析内存问题

（4）        显示内存的实存、所有虚存和kernel（核心内存）的状态等信息

4．CPU

（1）        记录CPU的使用率

（2）        监测CPU参数，包括CPU idle（空闲）,CPU waits,CPU system usage,CPUuser usage,run queue length（运行队列长度）

（3）        显示CPU context（上下关系） switches 的总数

（4）        显示CPU处理系统任务和完成用户任务的时间比例

5．操作系统举例

（1）        UNIX操作系统

（2）        Windows操作系统

（三）数据库监控

1．共性的指标

（1）        监控数据库系统中关键的资源

（2）        监测读写页面的使用情况

（3）        监控超出共享内存缓冲区的操作数

（4）        监测上一轮询期间作业等待缓冲区的时间

（5）        跟踪共享内存中物理日志和逻辑日志的缓冲区的使用率

（6）        监控磁盘的数据块使用情况以及被频繁读写的热点区域

（7）        监控用户事务或者表空间监控事务日志

（8）        监控数据库锁资源

（9）        监测关键业务的数据表的表空间增长

（10）      监控SQL执行情况

2．监控建议－针对监控内存缓冲区、会话及磁盘等方面

（1）        监控超出共享内存缓冲区的操作：可以调整缓冲区大小，更好的支持系统运行

（2）        扩展的会话/用户检查以及参数控制：发现不合理顺序扫描操作，从而分配附加的资源，修改应用程序，降低对系统资源的要求

（3）        磁盘：监控数据块的使用情况以及被频繁读写的热点区域，可以平衡数据量的存储分配及I/O分配

3．数据库举例

（1）        Oracle：内存统计、SQL分析、会话统计、事件统计

（2）        Sysbase：

（3）        DB2：

（4）        SQL Server：

（四）中间件监控

1．中间件分类

（1）        Web服务器： Apache

（2）        Web应用服务器： Websphere、WebLogic

（3）        应用服务器： tuxedo

2．中间件举例

（1）        TUXEDO：

（2）        WebSphere：队列性能计数器、通道性能计数器

（3）        WebLogic：LogBaroadcasterRuntime、ServerSecurityRuntime

四．负载压力测试解决方案－疲劳强度测试

强调长时间的考核，主要是过长时间运行系统，发现问题

1．日常强度疲劳强度测试

   模拟系统的日常业务（正常情况），持续执行‘一段时间’，暴露系统的性能问题，如内存泄露、资源争用

2．高峰业务疲劳强度测试

（1）  模拟系统的高峰业务（最大业务量），持续执行‘一段时间’，暴露系统的性能问题

（2）  时间指标要满足：（1）这段模拟时间所处理的交易量要达到系统疲劳强度需求的业务量 （2） 在这段测试周期中必须通过加大负载，以及尽可能长的测试周期来保证疲劳强度测试

五．负载压力测试解决方案－大数据量测试

1．大数据量测试类型

（1）        独立数据量测试：针对某些系统存储、传输、统计、查询等业务进行单用户大数据量测试，如大量的批处理任务

（2）        综合数据量测试：采用并发测试、疲劳强度测试以及大数据量测试相结合的综合测试方案

2．自动生成大数据量

（1）        借助自动化测试工具，利用数据库测试数据自动生成工具，如TESTBytes

（2）        利用自动化负载压力测试工具，模拟用户业务操作，同时并发数百个或数千个用户生成相关数据

（3）        自主开发数据生成工具

（4）        数据库本身的辅助工具

3．大数据量管理

（1）        手工管理：

（2）        自动化工具管理：File-Aid/CS 数据库管理工具 ，完成比较数据和数据库结构；转换关系数据库数据成XML数据；比较XML数据与关系数据库数据；比较XML文件；数据迁移

61．负载压力测试指标分析

   主要包括客户端交易处理性能指标、服务器资源监控指标、数据库资源监控指标、Web服务器监控指标、中间件监控指标

62．负载压力测试实施

63．软件自动化测试基本概念

64．选择自动化测试工具

65．功能自动化测试

66．负载压力自动化测试

2005-4-18

第5章 黑盒测试

一．黑盒测试概述（2.10 黑盒测试）

1．定义

l  也称功能测试，它是通过测试来检测每个功能是否都能正常使用

l  把程序看成一个黑盒子，完全不考虑程序内部结构和内部特性，着眼于程序外部结构，不考虑内部逻辑结构

l  在程序接口进行测试，只检查程序功能是否按照需求说明书的规定正常使用，程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出信息

l  主要针对软件界面和软件功能进行测试

2．试图发现的错误类型

l  功能不正确或遗漏

l  界面错误（输入能否正确的接受？能否输出正确的结果）

l  数据库访问错误（如数据结构定义错误或外部信息（如数据文件）访问错误）

l  性能错误

l  初始化和终止错误

3．黑盒测试用例设计方法

（1）      等价类划分法：把程序的输入域划分成若干部分，然后从每个部分中选取少数代表性数据作为测试用例。每一类的代表性数据在测试中的作用等价于这一类的其他值

（2）      边界值分析法：通过选择等价类边界的测试用例。不仅重视输入条件边界，而且也必须考虑输出域边界

（3）      错误推测法：基于经验和直觉推测程序中所有可能存在的各种错误，从而有针对性地设计测试用例的方法

（4）      因果图法：从用自然语言书写的程序规格说明的描述中找出因（输入条件）和果（输入或程序状态的改变），可以通过因果图转换成判定表

（5）      判定表驱动法：利用判定表进行测试用例的设计

（6）      正交试验设计法：使用已设计好的正交表格来安排试验，并进行数据分析的一种方法，目的是用最少的测试用例达到最高的测试覆盖率

（7）      功能图法：用功能图形象地表示程序的功能说明，并机械地生成功能图的测试用例。功能图模型由状态迁移图和逻辑功能模型构成

二．黑盒测试用例设计方法

1．等价类划分法

（1）划分基础：需求规格说明书中输入、输出要求

（2）等价类：某个输入域的子集合；分为有效等价类和无效等价类

l  有效等价类：指对于程序规格说明书来说是合理的、有意义的输入数据构成的集合。利用有效等价类可以检验程序是否实现了规格说明书中的功能和性能

l  无效等价类：与有效等价的定义恰巧相反

（3）划分等价类原则（6条）

（4） 列出等价类表

在确定了等价类之后，建立等价类表，列出所有划分出的等价类

（5） 确定测试用例步骤

l  第一步：为每个等价类规定一个惟一的编号

l  第二步：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。重复这一步骤，最后使得所有有效等价类均被测试用例所覆盖

l  第三步：设计一个新的测试用例，使其只覆盖一个无效等价类。重复这一步骤，最后使得所有有效等价类均被测试用例所覆盖

小结：采用等价类划分方法设计测试用例，按照划分等价类、列出等价列表、确定测试用例三个步骤完成，目标是把可能的测试用例组合缩减到仍然足以满足软件测试需求为止。

2．边界值分析法

（1） 边界类型

l  边界条件：可以在产品说明书中有定义或者在使用软件过程中确定

l  次边界条件：在软件内部，也称为内部边界条件

l  其他边界条件：如输入信息为空（对于此类问题应建立单独的等价类空间）、非法、错误、不正确和垃圾数据

（2）边界值的选择方法（遵循原则）

（3）例子：

l  允许文本输入1～255个字符：测试用例－1、255、254、0、256

l  程序读写软盘：测试用例－文件很小、等于软盘容量限制之内、空、超过

l  程序允许在一张纸上打印多个页面：测试用例－只打印一页，规定最大页，0页，大于允许最大页数

3．错误推测法

基本思想：列举出程序中所有可能有的错误和容易发生错误的特殊情况，根据它们选择测试用例

4．因果图法

   侧重于输入条件的各种组合，各个输入情况之间的相互制约关系

（1）      因果图设计方法

从用自然语言书写的程序规格说明的描述中找出因果，通过因果图转换成判定表

（2）      因果图导出测试用例步骤

l   第一步：分析程序规格说明的描述中，哪些是原因，哪些是结果。原在因常常是输入条件或是输入条件的等价类，结果是输出条件

l  第二步：分析程序规格说明的描述中语义的内容，并将其表示成连接各个原因与各个结果的‘因果图’

l  第三步：标明约束条件

l  第四步：把因果图转换成判定表

l  第五步：为判定表中每一列表示的情况设计测试用例

（3）      因果图基本图形符号

通常在因果图中，用Ci 表示原因，Ei表示结果，各结点表示状态，可取值0（状态不出现） 或1（某状态出现）

l  恒等：若原因出现，则结果出现；若原因不出现，则结果不出现

l  非（～）：若原因出现，则结果不出现；若原因不出现，则结果出现

l  或（V）：若几个原因中有一个出现，则结果出现；若几个原因都不出现，则结果不出现；

l  与（∧）：若几个原因都出现，结果才出现；若其中有一个原因不出现，则结果不出现

（4）      因果图的约束符号

从输入（原因）考虑四种约束

l  E（互斥）：表示两个原因不会同时成立，两个中最多有一个可能成立

l  I（包含）：表示三个原因中至少有一个必须成立

l  O（惟一）：表示两个原因中必须有一个，且仅有一个成立

l  R（要求）：表示两个原因，a出现时，b也必须出现，a出现时，b不可能不出现

从输出（结果）考虑一种约束

l  M（屏蔽）：两个结果，a为1时，b必须是0，当a为0时，b值不定

2005-4-19

5．判定表驱动法

（1）      判定表：是分析和表达多逻辑条件下执行不同操作的情况的工具

（2）      判定表组成

l  条件桩：列出了问题的所有条件

l  动作桩：列出了问题规定可能采取的操作

l  条件项：列出针对它所列条件的取值，在所有可能情况下的真假值

l  动作项：列出在条件项的各种取值情况下应该采取的动作

l  规则：任何一个条件组合的特定取值及其相应要执行的操作

注：判定表中贯穿条件项和动作项的一列就是一条规则；

（3）      判定表的建立（步骤）

l  第一步：确定规则的个数。假如有n个条件，每个条件有两个取值（0,1），故有2n种规则

l  第二步：列出所有的条件桩和动作桩

l  第三步：填入条件项

l  第四步：填入动作项。制定初始判定表

l  第五步：简化。合并相似规则或者相同动作

（4）      适合使用判定表设计测试用例的条件

l  规格说明以判定表的形式给出，或很容易转换成判定表

l  条件的排列顺序不影响执行哪些操作

l  规则的排列顺序不影响执行哪些操作

l  当某一规则的条件已经满足，并确定要执行的操作后，不必检验别的规则

l  如果某一规则要执行多个操作，这些操作的执行顺序无关紧要

2005-4-20

6．正交试验法

（1）      概述

l  从大量的试验数据中挑选适量的、有代表性的点，从而合理地安排测试的一种科学的试验设计方法

l  使用已造好的表格“－”正交表来安排试验并进行数据分析的一种方法

l  因子：影响实现指标的条件

l  因子的状态：影响实现因子的条件

（2）      优点

l  节省测试工时

l  可控制生成的测试用例的数量

l  测试用例具有一定的覆盖率

（3）      设计步骤

l  提取功能说明，构造因子‘－’状态表。

l  加权筛选，生成因素分析表；

l  利用正交表构造测试数据集，正交表的推导依据Galois理论

L：代表正交表，L8（27）代表7为因子数，2为因子的水平数，8为此表行的数目（试验次数）

行数为mn型的正交表中，试验次数（行数）＝∑（每列水平数－1）＋1

例：5个3水平因子及一个2水平因子，表示为35*21，试验次数＝5*(3-1)+1*(2-1)+1＝12，

即L12（35*2）

7．功能图法

（1）      程序功能说明的组成

l  动态说明：描述输入数据的次序或转移次序

l  静态说明：描述输入条件和输出条件之间的对应关系

（2）      功能图：由状态迁移图和布尔函数组成，状态迁移图用状态和迁移来表示。一个状态指出数据输入的位置（或时间），一个迁移指明状态的改变，同时要依靠判定表或因果图表示的逻辑功能

（3）      功能图法概述

l  用功能图形象地表示程序的功能说明，并机械地生成功能图的测试用例

l  功能图模型由状态迁移图和逻辑功能模型构成

v    状态迁移图：用于表示输入数据序列以及相应的输出数据；由输入数据和当前状态决定输出数据和后续状态

v    逻辑功能模型：用于表示在状态中输入条件和输出条件的对应关系。由输入数据决定输出数据。此模型只适用于描述静态说明

l  功能图测试用例由测试中经过的一系列状态和在每个状态中必须依靠输入/输出数据满中的一对条件组成

（4）      测试用例生成方法

从状态迁移图中选取测试用例，用节点代替状态，用弧线代替迁移，状态图就可转化成一个程序的控制流程图形式

（5）      测试用例生成规则

为了把状态迁移（测试路径）的测试用例与逻辑模型（局部测试用例）的测试用例组合起来，从功能图生成实用的测试用例，在一个结构化的状态迁移（SST）中，定义3种形式的循环：顺序，选择和重复

（6）      功能图生成测试用例步骤

l  生成局部测试用例：在每个状态中，从因果图生成局部测试用例。局部测试用例由原因值（输入数据）组合与对应的结果值（输出数据或状态）构成

l  测试路径生成：利用上面的规则生成从初始状态到最后状态的测试路径

l  测试用例合成：合成测试路径与功能图中每个状态的局部测试用例。结果是初始状态到最后状态的一个状态序列，以及每个状态中输入数据与对应输出数据的组合。

l  测试用例的合成算法：采用条件构造树

8．场景法

（1）      基本流和备选流

采用此方法进行设计时，需要进行场景的设计，在场景中采用基本流和备选流表示经过用例的每条路径

l  基本流：采用直黑线表示，是经过用例的最简单的路径（无任何差错，程序从开始直接执行到结束）

l  备选流：采用不同颜色表示，一个备选流可能从基本流开始，在某个特定条件下执行，然后重新加入基本流中，也可以起源于另一个备选流，或终止用例，不在加入到基本流中；（各种错误情况）

（2）      设计步骤

l  根据说明，描述出程序的基本流及各项备选流

l  根据基本流和各项备选流生成不同的场景

l  对每一个场景生成相应的测试用例

l  对生成的所有测试用例重新复审，去掉多余的测试用例，测试用例确定后，对每一个测试用例确定测试数据值

三．黑盒测试用例设计方法的选择策略

1．        首先进行等价类划分，包括输入条件和输出条件的等价类划分，将无限测试变成有限测试，这是减少测试量和提高测试效率的最有效办法

2．        在任何情况下都必须使用边界值分析方法。此方法设计的测试用例发现程序错误的能力最强

3．        可以用错误和推测法追加一些测试用例

4．        对照程序的逻辑，检查已设计的测试用例的逻辑覆盖度，如果没有达到要求，应在补充

5．        如果程序的功能说明中含有输入条件的组合情况，一开始就可以使用因果图法和判定表驱动法

6．        对于参数配置类的软件，要用正交试验法选择较少的组合方式达到最佳效果

7．        功能图法也是很好的测试用例设计方法，我们可以通过不同时期条件的有效性设计不同的数据

8．        对于业务流清晰的系统，可以利用场景法贯空整个测试案例过程，在案例中综合使用各种方法

四．测试用例的编写

1. 测试用例概述

（1）      定义

l  将测试行为具体量化的方法之一

l  设计一种情况，软件程序在这种情况下，必须能够正常运行并且达到程序所设计的执行结果

l  为达到最佳的测试效果或高效的揭露隐藏的错误而精心设计的少量测试数据，

l  一个好的测试用例是在于它能发现至今未发现的错误

（2）      优点：

l  在开始实施测试之前设计好测试用例，可以避免盲目测试并提高测试效率

l  测试用例的使用令软件测试的实施重点突出、目的明确

l  在软件版本更新后只需修正少部分的测试用例便可展开测试工作，降低工作强度，缩短项目周期

l  功能模块的通用化和复用化使软件易于开发，而测试用例的通用化和复用化使软件测试易于开展，并随着测试用例的不断精化其效率也不断攀升

2．计划测试用例的目的

（3）      计划测试用例，是达成测试目标的必由之路

（4）      组织性：使测试用例具有组织性，便于全体测试员和其他项目小组人员有效地审查和使用

（5）      重复性和跟踪，可以明确测试过程中测试用例的执行情况，保证测试的全面性

（6）      计划测试用例，可以避免发布忽略某些测试用例的软件

（7）      测试证实，正确的测试用例计划和跟踪提供了一种证实测试的手段

3．测试设计说明

（1）      定义：在测试计划中提炼测试方法，要明确指出设计包含的特性以及相关的测试用例和测试程序，并指定判断通过/失败的规则

（2）      目的；组织和描述针对具体特性需要进行的测试，注：不给出具体的测试用例或执行测试的步骤

（3）      包含的部分内容（来自ANSI/IEEE829   ANSI 美国国家标准化组织）

l  标识符：用于引用和定位测试设计说明的惟一标识符

l  要测试的特性：对测试设计说明所包含的软件特性的描述。还将明确出要间接测试的特性

l  方法：描述测试的通用方法。如果方法在测试计划中描述，在测试设计说明中要详细描述要使用的技术，并给出如何验证测试结果的方法

l  测试用例信息：用于描述所引用的测试用例的相关信息。如测试用例编号

l  通过/失败规则：描述用什么规则来判定某项特性的测试结果是通过还是失败。

4．测试用例说明

（1）      定义（ANSI/IEEE829）：编写用于输入的实际数据和预期结果，并明确指出使用具体测试用例产生的测试程序的任何限制

（2）      包含的内容

l  标识符：由测试设计过程说明和测试程序说明引用的唯一标识符

l  测试项：描述被测试的详细特性、代码模块等

l  输入说明：列举执行测试用例的所有输入内容或者条件

l  输出说明：描述进行测试用例预期的结果

l  环境要求：执行测试用例的软件、硬件、测试工具及人员等要求

l  特殊要求：描述执行测试用例的特殊要求

l  用例之间的依赖性：注明与其分用例的依赖关系或受其他用例的影响

5. 测试程序说明

（1）      定义：明确指出为实现相关测试设计而执行具体测试用例和操作软件系统的全部步骤，有时也称为‘测试脚本说明’，即详细定义了执行测试用例的每一步操作

（2）      包含的内容

l  标识符：把测试程序与相关测试用例和测试设计相联系的惟一标识

l  目的：本程序描述的目的以及将要执行的测试用例的引用信息

l  特殊要求：执行测试所需的其他程、特殊测试技术或者特殊设备

l  程序步骤：执行测试用例的详细描述，包括

v    日志：指出记录测试结果和现象的方式

v    设置：如何准备测试

v    启动：启动测试的步骤

v    程序：运行测试的步骤

v    衡量标准：描述如何判断结果

v    关闭：描述因意外原因页推迟测试的步骤

v    终止：描述正常停止测试的步骤

v    重置：说明如何把环境恢复到测试前的状态

v    偶然事件：说明如何处理计划之外的情况

测试用例设计练习：1．采用因果图方法设计测试用例

某个软件的规格说明中包含下面的要求：

第一列字符必须是A或B，第二列字符必须是一个数字，在此情况下进行文件的修改。但如果第一列字符不正确，则给出信息L，如果第二列字符不是数据，则给出信息M

2005-4-21

第6章 白盒测试技术

相关知识点

软件测试方法：分为两类

（1）静态测试：不要求在计算机上实际执行所测程序，主要以一些人工的模拟技术对软件进行分析和测试

（2）动态测试：通过输入一组预先按照一定的测试准则构造的实例数据动态运行程序，而达到发现程序错误的过程，特点如下：

l 必须生成测试数据来运行被测试程序，取得程序运行的真实情况、动态情况，进而进行分析

l 测试质量依赖于测试数据

l 生成测试数据，分析测试结果的工作量大，使开展测试工作费时、费力、费人

l 动态测试中涉及多方面工作，人员多，设备多，数据多，要求有较好的管理和工作规程

一．概述

1． 定义

也称结构测试或逻辑驱动测试，按照程序内部的结构对程序进行测试，通过测试来检查产品内部动作是否按照设计规格说明书的规定正常进行，检查程序中的每条通路是否能按照预定要求正确工作

2． 测试内容

把测试对象看成是一个打开的盒子，测试人员依据程序内部逻辑结构相关信息，设计或选择测试用例，对程序的所有逻辑路径进行测试，通过不同点检查程序的状态，确定实际的状态与预期的状态一致

3． 测试基本技术

（1）词法分析与语法分析

（2）静态错误分析

（3）程序插桩技术

4． 测试方法

（1）代码检查法

（2）静态结构分析法

（3）静态质量度量法

（4）逻辑覆盖法

（5）基本路径测试法

（6）域测试

（7）符号测试

（8）Z路径覆盖

（8）      程序变异

5．黑盒测试与白盒测试

二．白盒测试基本技术

1．词法和语法分析

（1）获取信息

l 可以获取软件组成的重要基本因数，如变量标识符、过程标识符、常量等

l 组合获取的基本因数，可以得到软件的基本信息，如：

v 标号交叉引用表：列出各模块中出现的全部标号及标号的属性，模块以外的全局、计算标号

v 变量交叉引用表：列出变量定义及引用信息，变量的属性，变量类型（全局、局部）

v 子程序、宏和函数表：列出各个子程序、宏及函数的属性，输入、输出参数信息

v 等价表：列出在等价语句和等值语句中出现的全部变量和标号

v 常数表：列出全部数字常数和字符常数

（2）作用

l 直接从表中查出说明/使用错误，如标号交叉引用表、变量交叉引用表

l 为用户提供辅助信息，如子程序、宏和函数表、等价表、常数表

l 用来做错误预测和程序复杂度计算，如操作符和操作数的统计表

2．静态错误分析

用于确定在源程序中是否有某类错误或‘危险’结构，包括以下几种：

（1）      类型和单位分析

对源程序的类型进行检查，为了强化检查效果，扩充一些新的数据类型，进行静态预处理程序，分析程序中的类型错误

（2）      引用分析

l 对程序中变量的引用进行检查，发现引用异常错误（如变量在定义前被引用，变量定义后未被引用）。

l 采用深度优选的方法遍历程序流图的每一条路径

l 建立引用异常的探测工具，包括变量定义表和变量引用表

（3）      表达式分析

对表达式进行分析，以发现和纠正在表达式出现的错误，如：

l 在表达式中不正确的使用了括号造成错误

l 数组下标越界错误

l 除数为零

l 浮点数计算的误差（最复杂）

（4）      接口分析

接口一致性是程序的静态错误分析和设计分析共同研究的题目，接口分析主要对下内容时进行一致性的分析：

l 各模块之间接口一致性

l 模块与外部数据库的接口一致性

l 形参与实参在类型，数量，顺序，维数，使用上的一致性

l 全局变量和公共数据区在使用上的一致性

3．程序插桩技术

（1）      概述

在动态测试中，是一种基本的测试手段，有广泛的应用

主要借助向程序中插入操作，来实现测试目的的方法（即向源程序中添加一些语句（也称探测器），实现对程序语句的执行、变量的变化等情况进行检查）

（2）      设计时考虑的问题

l 明确要探测哪些信息

l 在程序的什么部位设置探测点

l 需要设计多少个探测点

（3）      探测点设置位置（以Fortran为例）

l 程序块的第一个可执行语句之前

l entry语句的前后

l 有标号的可执行语句处

l 循环语句之后

l 条件语句之后

l logical if语句之后

l call语句之后

l go to语句之后

（4）      断言语句

在程序中的特定部位插入某些用以判断变量特性的语句，使得程序执行中这些语句得以证实，从而使程序的运行特性得到证实，我们把这些插入的语句称为断言语句。

三．白盒测试方法－静态测试

1．        代码检查法

（1） 目的

通过桌面检查，代码审查和走查方式，对以下内容进行检查

l 检查代码和设计的一致性

l 代码对标准的遵循、可读性

l 代码逻辑表达的正确性

l 代码结构的合理性

l 程序编写与编写标准的符合性

l 程序中不安全、不明确和模糊的部分

l 编程风格问题等

（2） 代码检查方式

（3） 代码检查项目（采用分析技术）

l 检查变量的交叉引用表：检查未说明的变量和违反了类型规定的变量，变量的引用和使用情况

l 检查标号的交叉引用表：验证所有标号的正确性

l 检查子程序、宏、函数：验证每次调用与所调用位置是否正确，调用的子程序、宏、函数是否存在，参数是否一致

l 等价性检查：检查全部等价变量的类型的一致性

l 常量检查：确认常量的取值和数制、数据类型

l 标准检查：检查程序中是否违反标准的问题

l 风格检查：检查程序的设计风格

l 比较控制流：比较设计控制流图和实际程序生成的控制流图的差异

l 选择、激活路径：在设计控制流图中选择某条路径，到实际的程序中激活这条路径，如果不能激活，则程序可能有错

l 对照程序的规格说明，详细阅读源代码，比较实际的代码，从差异中发现程序的问题和错误

l 补充文档

根据以上检查项目，可以编制代码规则，规范和检查表等作为测试用例

（4） 编码规范

程序编写过程中必须遵守的规则，规定代码的语法格式、语法规则，如排版、注释、标识符命名、可读性、变量、函数、过程、可测性、程序效率、质量保证、代码编辑、编译、审查、代码测试、维护、宏等各方面的编码要求

（5） 代码检查规则

对程序逻辑结构检查时，所规定的规则，形成

（6） 缺陷检查表

主要包括一些容易出错的地方和在以往工作中遇到的典型错误，形成表格形式

2．        静态结构分析法

在静态结构分析中，测试者通过使用测试工具分析程序源代码的系统结构、数据结构、数据接口、内部控制逻辑等内部结构，生成函数调用关系图、模块控制流图、内部文件调用关系图等各种图形图表，清晰地标识整个软件的组成结构，便于理解，通过分析这些图表，检查软件有没有存在缺陷或错误；包括控制流分析、数据据流分析、接口分析、表达式分析

（1）      函数调用关系图：通过应用程序各函数之间的调用关系展示了系统的结构。列出所有函数，用连线表示调用关系，作用：

l 可以检查函数的调用关系是否正确

l 是否存在孤立的函数而没有被调用

l 明确函数被调用的频繁度，对调用频繁的函数可以重点检查

（2）      模块控制流图：由许多结点和连接结点的边组成的图形，其中每个结点代表一条或多条语句，边表示控制流向，可以直观地反映出一个函数的内部结构。

*例子1－GIS软件：存在无法执行的死代码；有多个出口，可能没有在所有出口进行内存释放与回收，有内存泄露的可能

*例子2－MIS软件：有多个出口，存在内存泄露的可能；有10逻辑判断结点，易出现逻辑错误，降低可靠性，可能会破坏对CPU操作进行优化的处理，影响其运行性能

3．        静态质量度量法

（1）      软件质量：根据ISO/IEC9126 国际标准，包括以下六个方面：

l 功能性（functionality）

l 可靠性（reliability）

l 可用性（usability）

l 有效性（efficiency）

l 可维护性（maintainability）

l 轻便性（portability）

（2）      质量度量模型（从上到下）

l 质量因素（Factors）：与分类标准的计算方式相似，依据各分类标准取值组合权重方法来计算，依据结果将软件质量分为四个等级，与分类标准等级内容相同

l 分类标准（criteria）：对某一软件质量分为不同的分类标准，每个分类标准由一系列度量规则组成，每个规则分配一个权重，每个分类标准的取值由规则的取值与权重值计算得出，依据结果将软件质量分为四个等级：

v 优秀（excellent）：符合本模型框加中的所有规则（可以接受）

v 良好（good）：未大量偏离模型框架中的规则（可以接受）

v 一般（fair）：违背了模型框架中的大量规则（可以接受）

v 较差（poor）：无法保障正常的软件可维护性（不可以接受）

l 度量规则（Metrics）：使用代码行数、注释频度等参数度量软件各种行为属性

四． 白盒测试方法－动态测试（即设计测试用例的方法）

1．        白盒测试的动态测试原则－根据程序的控制结构设计测试用例

（1）      保证每个模块的所有独立路径至少被使用一次

（2）      对所有的逻辑值均测试true和false

（3）      上下边界及可操作范围内运行所有循环

（4）      检查内部数据结构以确保其有效性

2．        逻辑覆盖法

（1）       概述

         逻辑覆盖是通过对程序逻辑结构的遍历实现程序的覆盖

（2）       分类－依据覆盖源程序语句的详尽程度

l 语句覆盖 SC（Statement Coverage）

l 判定覆盖 DC（Decision coverage）

l 条件覆盖 CC（Condition Coverage）

l 条件判定组合覆盖 CDC（Condition/ DecisionCoverage）

l 多条件覆盖 MCC （Multiple ConditionCoverage）

l 修改条件判定覆盖 MCDC（Multiple ConditionDecision Coverage）

（3）       语句覆盖

l 选择足够多的测试数据，使被测程序中每条语句至少执行一次

l 缺点：对程序执行逻辑的覆盖很低

（4）       判定覆盖

l 设计足够多的测试用例，使得程序中的每一个判定至少获得一次‘真’值和‘假’值，或者使得程序中的每一个取‘真’分支或取‘假’分支至少经历一次，因此又称分支覆盖

l 可以满足语句覆盖

l 缺点：主要对整个表达式最终取值进行度量，忽略了表达式内部取值

（5）       条件覆盖

l 设计足够多的测试用例，使得每一判定语句中每个逻辑条件的可能值至少满足一次

l 不能够满足判定覆盖

（6）       条件判定组合覆盖

l 设计足够多的测试用例，使得判定中的每个条件的所有可能（真/假）至少出现一次，并且每个判定本身的判定结果也至少出现一次

l 缺点：没有考虑单个判定对整体结果的影响，无法发现逻辑错误

（7）       多条件覆盖

l 也称条件组合覆盖，设计足够多的测试用例，使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次（以数轴形式划分区域，提取交集，建立最少的测试用例）

l 满足条件覆盖一定满足判定覆盖、条件覆盖、条件判定组合覆盖

l 缺点：判定语句较多时，条件组合值比较多

（8）       修正条件判定覆盖

l 每一个程序模块的入口和出口点都要考虑至少要被调用一次，每个程序的判定到所有可能的结果值要至少转换一次

l 程序的判定被分解为通过逻辑操作符（and，or）连接的bool条件，每个条件对于判定的结果值是独立的

练习1：采用多条件覆盖方法，对下程序进行白盒测试用例设计

if ((a >1 )&&( b= = 0))

{

   x=x/a;

 }

if (( a = = 2)|| (x > 1 ))

{

   x=x+1;

}

2005-4-22

第六章 白盒测试－>四．白盒测试方法

3．        基本路径覆盖

（1）      概述

l 在程序控制流图的基础上，通过分析程序控制流图的环路复杂性，导出基本可执行路径的集合，然后据此设计测试用例

l 设计出的测试用例要保证在测试中程序的每一条可执行语句至少执行一次

（2）      程序控制流图

l 控制流图是描述程序控制流的一种方式

l 图形符号：圆圈代表一个结点 表示一个或多个无分支的语句或源程序语句

l 边和点圈定的部分叫做区域。当对区域计数时，图形外的一个部分也应记为一个区域

l 判断语句中的条件为复合条件时，即条件表达式由一个或多个逻辑运算符连接的逻辑表达式（a and b），则需要改变复合条件的判断为一系列只有单个条件的嵌套的判断

   图形符号图所示

（3）      程序环路复杂性

l 程序的环路复杂性即McCabe复杂性度量，简单的定义为控制流图的区域数

l 从程序的环路复杂性可导出程序基本路径集合中的独立路径条数，这是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

l 独立路径：包括一组以前没有处理的语句或条件的一条路径

l 通常环路复杂性可用以下三种方法求得：

v  将环路复杂性定义为控制流图中的区域数。

v  设E为控制流图的边数，N为图的结点数，则定义环路复杂性为 V(G)＝E－N＋2。

v  若设P为控制流图中的判定结点数，则有 V(G)＝P＋1。

（4）      基本路径测试步骤

l 以详细设计或源代码为基础，导出程序的控制流图

l 计算得到控制流图G的环路复杂性v(g)

l 确定线性无关的路径的基本集

l 生成测试用例，确保基本路径集中每条路径的执行

五．其他白盒测试方法

1．        域测试

（1）      概述

是一种基于程序结构的测试方法，基于对程序输入空间（域）的分析，选择适的测试点进行测试

（2）      Howden错误分类－相对于程序路径分类

l 域错误：程序的控制流存在错误，对于某一特定的输入可能执行的是一条错误路径，这种错误称为路径错误，也叫做域错误

l 计算型错误：对于特定输入执行的路径正确，但赋值语句的错误导致输出结果错误，称为计算型错误

l 丢失路径错误：由于程序中的某处少了一个判定谓词而引起的

（3）      测试理想结果：检验输入空间的每一个输入元素是否都产生正确的结果

（4）      缺点

l 为进行域测试对程序提出的限制过多

l 当程序存在很多路径时，所需的测试点很多

2．        符号测试

（1）概述

l 基本思想是允许程序的输入不仅仅是具体的数值数据，而且包括符号值，符号值可以是基本的符号变量值，也可以是符号变量值的表达式。

l 符号测试执行的是代数运算，可以作为普通测试的一个扩充

l 符号测试可以看作是程序测试和程序验证的一个折衷办法

（2）测试理想情况：程序中仅有有限的几条执行路径，如果都完成了符号测试，就可把握的确认程序的正确性了

（3）缺点

l 分支问题

l 二义性问题

l 大程序问题

3．        Z路径覆盖

（1）      概述

对循环机制进行简化，减少路径的数量，使得覆盖所有路径成为可能，简化循环意义下的路径覆盖称为Z路径覆盖

（2）      循环简化：限制循环次数，只考虑循环一次或零次情况

4．        程序变异

（1）概述

是一种错误驱动测试

错误驱动测试：指该方法是针对某类特定程序错误的，即专门测试某类错误是否存在

错误驱动测试分类：程序强变异和程序弱变异

（2）优点：便于集中目标对软件危害最大的可能错误，提高测试效率，降低成本

六． 白盒测试综合策略

1．       白盒测试中测试方法的选择策略

（1）     在测试中，首先尽量使用测试工作进行静态结构分析

（2）     采用先静态后动态的组合方式，先进行静态结构分析，代码检查和静态质量度量，然后现进行覆盖测试

（3）     利用静态结构分析的结果，通过代码检查和动态测试的方法对结果进一步确认，使测试工作更为有效

（4）     覆盖率测试是白盒测试的重点，使用基本路径测试达到语句覆盖标准；对于重点模块，应使用多种覆盖标准衡量代码的覆盖率

（5）     不同测试阶段，侧重点不同

l 单元测试：以代码检查、逻辑覆盖

l 集成测试：增加静构结构分析、静态质量度量

l 系统测试：根据黑盒测试结果，采用白盒测试

2．      最少测试用例数计算

l 将构成循环操作的重复型结构用选择结构代替，因此在N-S图中只存在顺序和分支操作

l N-S图按分支结构分层，整个程序的最少测试用例数为每个分层中最少测试用例数的乘积

3．      测试覆盖标准

l Foster的ESTCA覆盖标准

l Woodward等人的层次LCSAJ覆盖标准

总结：黑盒测试与白盒测试

【例6】下面是快速排序算法中的一趟划分算法，其中datalist是数据表，它有两个数据成员：一是元素类型为Element的数组V，另一个是数组大小n。算法中用到两个操作，一是取某数组元素V[i]的关键码操作getKey ( )，一是交换两数组元素内容的操作Swap( )：
   int Partition ( datalist &list, int low, int high ) {
   //在区间[ low, high ]以第一个对象为基准进行一次划分，k返回基准对象回放位置。
int  k = low;  Element pivot = list.V[low];    //基准对象
   for ( int i = low+1; i <= high; i++ )       //检测整个序列，进行划分
      if ( list.V[i].getKey ( ) < pivot.getKey( ) &&++ k != i ) 
         Swap ( list.V[k], list.V[i] );         //小于基准的交换到左侧去
      Swap ( list.V[low], list.V[k] );       //将基准对象就位  
      return k;             //返回基准对象位置
   }
 (1) 试画出它的程序流程图；
 (2) 试利用路径覆盖方法为它设计足够的测试用例（循环次数限定为0次，1次和2次）。
答案：（1）流程图如下。






        


(2) 测试用例设计
 
循环次数             输 入 条 件        输 出 结 果    执 行 路 径
 low  high  k  i  V[0]  V[1]  V[2]  k i  V[0]  V[1]  V[2]  
 0   0   0  0  1   -   -   -  0 1   -   -   -  ①③
 1   0   1  0  1   1   2   -  0 2   1   2   -  ①②⑤⑥③
  0   1  0  1   2   1   -  1  2  1   2   -  ①②④⑥③
  0   1  0  1   1   1   -  0  2  1   1   -  ①②⑤⑥③
 2   0   2  0  1   1   2   3  0 3   1   2   3  ①②⑤⑥②⑤⑥③
  0   2  0  1   1   2   1  0  3  1   2   1  ①②⑤⑥②⑤⑥③
  0   2  0  1   2   3   1  1  3  1   2   3  ①②⑤⑥②④⑥③
  0   2  0  1   3   2   1  2  3  1   2   3  ①②④⑥②④⑥③
  0   2  0  1   2   1   2  1  3  1   2   2  ①②④⑥②⑤⑥③
  0   2  0  1   2   1   3  1  3  1   2   3  ①②④⑥②⑤⑥③
  0   2  0  1   1   1   2  0  3  1   1   2  ①②⑤⑥②⑤⑥③
  0   2  0  1   2   2   1  1  3  1   2   2  ①②⑤⑥②④⑥③
  0   2  0  1   2   2   2  0  3  2   2   2  ①②⑤⑥②⑤⑥③
                                                
分析：画程序流程图是设计测试用例的关键。从以往同学解题的经验来看，在画流程图时就出错了。所以首先要把流程图中的逻辑关系搞清楚再画出正确的流程图。考虑测试用例设计需要首先有测试输入数据，还要有预期的输出结果。对于此例，控制循环次数靠循环控制变量i和循环终值high。循环0次时，取low = high，此时一次循环也不做。循环一次时，取low +1 = high，循环二次时，取low+2 = high。
根据BRO策略，条件V[i] < pivot&& ++k≠i的约束集合为 { (<, < ), (<, =), (=, <), (>, < ) }，因此，测试用例设计为： 
循环次数             输 入 条 件          输 出 结 果  
 low  high  k  i  V[0]  V[1]  V[2] pivot  k  i  V[0]  V[1]  V[2]  
 0   0   0  0  1   -   -   -   - 0  1   -   -   -   
 1   0   1  0  1   1   2     1 0  2   1   2    (>, <)
  0   1  0  1   2   1     2  1 2   2 1   1 2    (<, =)
  0   1  0  1   1   1     1  0  2  1   1    (=, <)
  0   1  0  1   不   可   达             (<, <)
 2     0   2  0  1   1   2   3  1  00  23   1 1   2 2   3 3  (>, <)(>, <)
  0   2  0  1   1   2   1   1  00 23   1 1   2 2   1 1  (>, <) (=, <)
  0   2  0  1   2   3   1   2  01 23   2 2 1   3 1 2   1 3 3  (>, <) (<, <)
  0   2  0  1   不   可   达             (>, <) (<, =)
  0   2  0  1   3   2   1   3  12 23   3 3 1   2 2 2   1 1 3  (<, =) (<, =)
  0   2  0  1   2   1   2   2  11 23   2 2 1   1 1 2   2 2 2  (<, =) (=, <)
  0   2  0  1   2   1   3   2  11 23   2 2 1   1 1 2   3 3 3  (<, =) (>, <) 
  0   2  0  1   不   可   达             (<, =) (<, <)
  0   2  0  1   1   1   2   1  00 23   1 1   1 1   2 2  (=, <) (>, <)
  0   2  0  1   2   2   1   2  01 23   2 2 1   2 1 2   1 2 2  (=, <) (<, <) 
  0   2  0  1   2   2   2   2  00 23   2 2   2 2   2 2  (=, <) (=, <)
  0   2  0  1   不   可   达             (=, <) (<, =)
  0   2  0  1   不   可   达             (<, <) (*, *)
        
四、习题

【5-1】从供选择的答案中选出应填入下列(   )中的字句。
软件测试的目的是（  A  ）。为了提高测试的效率，应该（  B  ）。使用白盒测试方法时，确定测试数据应根据（  C  ）和指定的覆盖标准。与设计测试数据无关的文档是（  D  ）。
软件的集成测试工作最好由（  E  ）承担，以提高集成测试的效果。
供选择的答案：
 A.  ① 评价软件的质量       ② 发现软件的错误
③ 找出软件中的所有错误    ④ 证明软件是正确的
 B.  ① 随机地选取测试数据     
② 取一切可能的输入数据作为测试数据
③ 在完成编码以后制定软件的测试计划
④ 选择发现错误的可能性大的数据作为测试数据
 C.  ① 程序的内部逻辑       ② 程序的复杂程度
③ 使用说明书       ④ 程序的功能
 D.  ① 该软件的设计人员     ② 程序的复杂程度
③ 源程序         ④ 项目开发计划
 E.  ① 该软件的设计人员     ② 该软件开发组的负责人
③ 该软件的编程人员     ④ 不属于该软件开发组的软件设计人员
【5-2】请从供选择的答案中选出应填入下列（     ）中的字句。
程序的三种基本控制结构是（  A  ）。它们的共同点是（  B  ）。结构化程序设计的一种基本方法是（  C  ）。软件测试的目的是（  D  ）。软件调试的目的是（  E  ）。
供选择的答案：
 A.  ① 过程，子程序，分程序     ② 顺序，条件，循环
③ 递归，堆栈，队列       ④ 调用，返回，转移
 B.  ① 不能嵌套使用         ② 只能用来写简单的程序
③ 已经用硬件实现         ④ 只有一个入口和一个出口
 C.  ① 筛选法    ② 递归法    ③ 归纳法    ④ 逐步求精法
 D.  ① 证明程序中没有错误     ② 发现程序中的错误
③ 测量程序的动态特性     ④ 检查程序中的语法错误
 E.  ① 找出错误所在并改正之     ② 排除存在错误的可能性
③ 对错误性质进行分类     ④ 统计出错的次数 
【5-3】从下列关于软件测试的叙述中，选出5条正确的叙述。
 (1) 用黑盒法测试时，测试用例是根据程序内部逻辑设计的。
 (2) 尽量用公共过程或子程序去代替重复的代码段。
 (3) 测试是为了验证该软件已正确地实现了用户的要求。
 (4) 对于连锁型分支结构，若有n个判定语句，则有2n条路径。
 (5) 尽量采用复合的条件测试，以避免嵌套的分支结构。
 (6) GOTO语句概念简单，使用方便，在某些情况下，保留GOTO语句反能使写出的程序更加简洁。
 (7) 发现错误多的程序模块，残留在模块中的错误也多。
 (8) 黑盒测试方法中最有效的是因果图法。
 (9) 在做程序的单元测试时，桩（存根）模块比驱动模块容易编写。
 (10) 程序效率的提高主要应通过选择高效的算法来实现。
【5-4】从供选择的答案中选出同下列关于软件测试的各条叙述关系最密切的字句。
 (1) 对可靠性要求很高的软件，例如操作系统，由第三者对源代码进行逐行检查。
 (2) 已有的软件被改版时，由于受到变更的影响，改版前正常的功能可能发生异常，性能也可能下降。因此，对变更的软件进行测试是必要的。
 (3) 在意识到被测试模块的内部结构或算法的情况下进行测试。
 (4) 为了确认用户的需求，先做出系统的主要部分，提交给用户试用。
 (5) 在测试具有层次结构的大型软件时，有一种方法是从上层模块开始，由上到下进行测试。此时，有必要用一些模块替代尚未测试过的下层模块。
供选择的答案：
 A ~ E：  ① 仿真器     ② 代码审查   ③ 模拟器     ④ 桩       ⑤ 驱动器 
⑥ 域测试     ⑦ 黑盒测试    ⑧ 原型      ⑨ 白盒测试    ⑩ 退化测试
【5-5】对小的程序进行穷举测试是可能的，用穷举测试能否保证程序是百分之百正确呢？
【5-6】在任何情况下单元测试都是可能的吗？都是需要的吗？
【5-7】从供选择的答案中选出应填入下面有关软件测试的叙述的（    ）内的正确答案。
软件测试方法可分为黑盒测试法和白盒测试法两种。
黑盒测试法是通过分析程序的（  A  ）来设计测试用例的方法。除了测试程序外，它还适用于对（  B ）阶段的软件文档进行测试。
白盒测试法是根据程序的（  C  ）来设计测试用例的方法。除了测试程序外，它也适用于对（  D  ）阶段的软件文档进行测试。
白盒法测试程序时常按照给定的覆盖条件选取测试用例。（  E  ）覆盖比（  F  ）覆盖严格，它使得每一个判定的每一条分支至少经历一次。（  G  ）覆盖既是判定覆盖，又是条件覆盖，但它并不保证使各种条件都能取到所有可能的值。（  H  ）覆盖比其他条件都要严格，但它不能保证覆盖程序中的每一条路径。
单元测试一般以（  I  ）为主，测试的依据是（  J  ）。
供选择的答案：
 A, C：① 应用范围    ② 内部逻辑     ③ 功能     ④ 输入数据
 B, D：① 编码     ② 软件详细设计  ③ 软件总体设计  ④ 需求分析
 E, F, G, H：① 语句    ② 判定       ③ 条件     ④ 判定/条件
  ⑤ 多重条件    ⑥ 路径
 I：① 白盒法         ② 黑盒法
 J：① 模块功能规格说明    ② 系统模块结构图    ③ 系统需求规格说明
【5-8】从供选择的答案中选出应该填入下列关于软件测试的叙述的(  )内的正确答案。
软件测试中常用的静态分析方法是（  A  ）和（  B  ）。（  B  ）用于检查模块或子程序间的调用是否正确。分析方法（白盒方法）中常用的方法是（  C  ）方法。非分析方法（黑盒方法）中常用的方法是（  D  ）方法和（  E  ）方法。（  E  ）方法根据输出对输入的依赖关系设计测试用例。
供选择的答案：
 A ~ B：  ① 引用分析     ② 算法分析    ③ 可靠性分析   ④ 效率分析  
       ⑤ 接口分析     ⑥ 操作分析
 C ~ E：  ① 路径测试     ② 等价类     ③ 因果图     ④ 归纳测试
⑤ 综合测试     ⑥ 追踪       ⑦ 深度优先     ⑧ 调试
⑨ 相对图
【5-9】下面是选择排序的程序，其中datalist是数据表，它有两个数据成员：一是元素类型为Element的数组V，另一个是数组大小n。算法中用到两个操作，一是取某数组元素V[i]的关键码操作getKey ( )，一是交换两数组元素内容的操作Swap( )：： 
   void SelectSort ( datalist & list ) {
   //对表list.V[0]到list.V[n-1]进行排序, n是表当前长度。
      for ( int i = 0; i < list.n-1; i++ ) {
      int k = i;         //在list.V[i].key到list.V[n-1].key中找具有最小关键码的对象
      for ( int j = i+1;  j < list.n;  j++)
         if ( list.V[j].getKey ( ) < list.V[k].getKey( ) ) k = j;    //当前具最小关键码的对象
      if ( k != i ) Swap ( list.V[i], list.V[k] );         //交换
          }
       }
 (1) 试计算此程序段的McCabe复杂性；
 (2) 用基本路径覆盖法给出测试路径；
 (3) 为各测试路径设计测试用例。
【5-10】根据下面给出的规格说明，利用等价类划分的方法，给出足够的测试用例。
“一个程序读入三个整数。把此三个数值看成是一个三角形的三个边。这个程序要打印出信息，说明这个三角形是三边不等的、是等腰的、还是等边的。”
【5-11】设要对一个自动饮料售货机软件进行黑盒测试。该软件的规格说明如下：
“有一个处理单价为1元5角钱的盒装饮料的自动售货机软件。若投入1元5角硬币，按下“可乐”、“雪碧”或“红茶”按钮，相应的饮料就送出来。若投入的是2元硬币，在送出饮料的同时退还5角硬币。”
 (1) 试利用因果图法，建立该软件的因果图；
 (2) 设计测试该软件的全部测试用例。
【5-12】对一个长度为100,000条指令的程序进行测试，记录下来的数据如下：
  ú 测试开始, 发现错误个数为0;
  ú 经过160小时的测试, 累计改正100个错误, 此时, MTTF = 0.4小时；
  ú 又经过160小时的测试, 累计改正300个错误, 此时, MTTF = 2小时；
 (1) 估计程序中固有的错误总数;
 (2) 为使MTTF达到10小时, 必须测试和调试这个程序多长时间? 
 (3) 给出MTTF与测试时间t之间的函数关系。
【5-13】应该由谁来进行确认测试？是软件开发者还是软件用户？为什么？

五、习题解答

【5-1】A. ②   B. ④   C. ①  D. ④   E. ④
软件测试的目的是软件中的错误。因为不可能把所有可能的输入数据都拿来测试（时间花费不起），为了提高测试的效率，应该选择发现错误的可能性大的数据作为测试数据。
使用白盒测试方法时，确定测试数据应根据程序的内部逻辑和指定的覆盖标准，可以不考虑程序的功能。与设计测试数据无关的文档是项目开发计划。
软件的集成测试工作最好由不属于该软件开发组的软件设计人员承担，以提高集成测试的效果。
【5-2】A. ②   B. ④  C. ④   D. ②   E. ①
 1966年，Bohm与Jacopini提出任何单入口单出口的没有“死循环”的程序都能由三种最基本的控制结构构造出来。这三种基本控制结构就是“顺序结构”、“选择IF－THEN－ELSE结构”、“重复DO－WHILE或DO－UNTIL结构”。 它们的共同点是只有一个入口和一个出口。E.W.Dijkstra提出了程序要实现结构化的主张，并将这一类程序设计称为结构化程序设计。这种方法的一个重要原则就是采用自顶向下、逐步求精的方法编写程序。N.Wirth曾做过如下说明：“我们对付一个复杂问题的最重要的方法就是抽象。 因此，对于一个复杂的问题，不要急于马上用计算机指令、数字和逻辑符号来表示它，而应当先用较自然的抽象的语句来表示，从而得到抽象的程序。抽象程序对抽象的数据类型进行某些特定的运算，并用一些合适的记号（可以是自然语言）来表示。下一步对抽象程序再做分解，进入下一个抽象的层次。这样的细化过程一直进行下去，直到程序能被计算机接受为止。此时的程序已经是用某种高级语言或机器指令书写的了。”
软件调试则是在进行了成功的测试之后才开始的工作。它与软件测试不同，软件测试的目的是尽可能多地发现软件中的错误，但进一步诊断和改正程序中潜在的错误，则是调试的任务。调试活动由两部分组成：① 确定程序中可疑错误的确切性质和位置。② 对程序（设计，编码）进行修改，排除这个错误。
【5-3】正确的叙述有(4)、(5)、(6)、(7)、（10）。
黑盒测试主要是根据程序的有关功能规格说明和覆盖准则来设计测试用例，进行测试的，不是根据程序的内部逻辑来设计测试用例，这是白盒测试做的事情。在所有黑盒测试方法中，最有效的不是因果图法，而是边界值分析方法。测试的目的是尽可能多地发现软件中的错误，其附带的收获才是验证该软件已正确地实现了用户的要求。测试的一条重要原则是：发现错误多的程序模块，残留在模块中的错误也多。软件可靠性模型（Shooman）就是依据这个原则建立它的公式的。对于连锁型分支结构，若有n个判定语句，则有2n条路径。因此，随着n的增大，路径数增长非常快。单元测试时，因为桩模块要模拟子模块的功能，这不是一件容易的事情，而驱动模块只是控制被测模块的执行，所以桩模块的编写比驱动模块的编写要难得多。
在程序设计风格方面，如果重复的代码段没有明显的功能，不可以抽取出来形成独立的公共过程或子程序，只有在这些代码段表现出独立的功能时，才可把它们抽取出来形成独立的公共过程或子程序。另外，程序效率的提高主要应通过选择高效的算法或使用高效的语言编译器来实现。GOTO语句概念简单，使用方便，在某些情况下，保留GOTO语句反能使写出的程序更加简洁，这句话是正确的。
【5-4】(1) ②   (2) ⑩  (3) ⑨   (4) ⑧   (5) ④
(1) 对可靠性要求很高的软件，由第三者对源代码进行逐行检查，这是代码审查。
(2) 软件变更时可能发生退化现象：原来正常的功能可能发生异常，性能也可能下降。因此，对变更的软件要进行退化测试。
(3) 基于被测试模块的内部结构或算法设计测试用例进行测试，这是白盒测试。
(4) 为了确认用户的需求，先做出系统的原型，提交给用户试用。
(5) 自顶向下对具有层次结构的大型软件进行集成测试时，需要设计一些虚拟模块来替代尚未测试过的下层模块，这些模块叫做桩模块。
【5-5】对小程序进行穷举测试，不见得能保证程序百分之百正确。所谓穷举测试是拿所有可能的输入数据来作为测试用例（黑盒测试），或覆盖程序中所有可能的路径（白盒测试）。对于小程序来说，实际上并不能真正作到穷举测试。例如前面讲过，一个小程序P只有两个输入X和Y及输出Z，在字长为32位的计算机上运行。如果X、Y只取整数，考虑把所有的X、Y值都做为测试数据，按黑盒方法进行穷举测试，这样做可能采用的测试数据组（Xi，Yi），基数（radix）i的最大可能数目为：232×232＝264。如果程序P测试一组X、Y数据需要1毫秒，而且假定一天工作24小时，一年工作365天，要完成264组测试，需要5亿年。
【5-6】单元测试又称模块测试，是针对软件设计的最小单位─程序模块，进行正确性检验的测试工作。其目的在于发现各模块内部可能存在的各种差错。单元测试需要从程序的内部结构出发设计测试用例。多个模块可以平行地独立进行单元测试。
单元测试是在编码阶段完成的，每编写出一个程序模块，就开始做这个模块的单元测试，所以只要采用模块化方法开发软件，单元测试都是必需的。它可由编写程序的人来完成。因为它需要根据程序的内部结构设计测试用例，对于那些不了解程序内部细节的人，这种测试无法进行。
【5-7】A. ③  B. ④ C. ②  D. ②  E. ② F. ①  G. ④  H. ⑤ I. ①  J. ①
软件测试方法可分为黑盒测试法和白盒测试法两种。黑盒测试法是基于程序的功能来设计测试用例的方法。除了测试程序外，它还适用于对需求分析阶段的软件文档进行测试。白盒测试法是根据程序的内部逻辑来设计测试用例的方法。除了测试程序外，它也适用于对软件详细设计阶段的软件文档进行测试。
白盒法测试程序时常按照给定的覆盖条件选取测试用例。判定覆盖比语句覆盖严格，它使得每一个判定的每一条分支至少经历一次。判定/条件覆盖既是判定覆盖，又是条件覆盖，但它并不保证使各种条件都能取到所有可能的值。多重条件覆盖，也叫组合条件覆盖，比其他条件都要严格，但它不能保证覆盖程序中的每一条路径。
单元测试一般以白盒法为主，测试的依据是系统的模块功能规格说明。
【5-8】A. ①   B. ⑤  C. ①   D. ②   E. ③
软件测试中常用的静态分析方法是引用分析和接口分析。接口分析用于检查模块或子程序间的调用是否正确。分析方法（白盒方法）中常用的方法是路径测试方法。非分析方法（黑盒方法）中常用的方法是等价类（划分）方法和因果图方法。因果图方法根据输出对输入的依赖关系设计测试用例。
【5-9】(1) McCabe环路复杂性 = 5
 (2) 独立路径有5条：    
      ①③
      ①②⑤⑧……
      ①②⑤⑨……
      ①②④⑥……
      ①②④⑦……
 (3) 为各测试路径设计测试用例:
     路径①③：取n = 1
     路径①②⑤⑧……：取n = 2,
         预期结果：路径⑤⑧③不可达  
     路径①②⑤⑨……：取n = 2,
         预期结果：路径⑤⑨③不可达
     路径①②④⑥⑤⑧③：
         取n = 2, V[0] = 2,V[1] = 1, 预期结果：k = 1, V[0] = 1, V[1] = 2
     路径①②④⑥⑤⑨③：
         取n = 2, V[0] = 2,V[1] = 1, 预期结果：k = 1, 路径⑨③不可达
     路径①②④⑦⑤⑧③：
         取n = 2, V[0] = 1,V[1] = 2, 预期结果：k = 0, 路径⑧③不可达
     路径①②④⑦⑤⑨③：
         取n = 2, V[0] = 1,V[1] = 2, 预期结果：k = 0, V[0] = 1, V[1] = 2
【5-10】设三角形的三条边分别为A, B, C。如果它们能够构成三角形的三条边，必需满足：
A > 0，B > 0，C > 0，且A + B > C，B + C > A，A+ C > B。
如果是等腰的，还要判断是否A = B，或B = C，或A = C。
对于等边的，则需判断是否A = B，且B = C，且A = C。
 列出等价类表：

     输入条件         有效等价类            无效等价类
是否三角形的三条边  (A > 0) (1), (B > 0) (2),(C > 0) (3),  (A + B > C), (4)(B + C > A)(5),  (A + C > B) (6)    A £ 0 (7),  B £ 0 (8),  C£ 0 (9),A + B £ C (10),  A + C £ B  (11),B + C £ A (12)
是否等腰三角形  (A = B) (13), (B = C) (14),(A = C) (15)  (A ¹ B) and (B ¹ C) and (A ¹C) (16) 
是否等边三角形  (A = B) and (B = C)and (A = C)   (17)  (A ¹ B) (18), (B ¹ C) (19),(A ¹ C) (20)

     设计测试用例：输入顺序是〖A，B，C〗
 §〖3，4，5〗覆盖等价类 (1), (2), (3), (4), (5),(6)。满足即为一般三角形。
§〖0，1，2〗覆盖等价类 (7)。不能构成三角形。   若不考虑特定A, B, C，
§〖1，0，2〗覆盖等价类 (8)。同上。            三者取一即可
§〖1，2，0〗覆盖等价类 (9)。同上。
§〖1，2，3〗覆盖等价类 (10)。同上。   若不考虑特定A, B, C，
§〖1，3，2〗覆盖等价类 (11)。同上。   三者取一即可
§〖3，1，2〗覆盖等价类 (12)。同上。
§〖3，3，4〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (13)。    满足即为等腰三角形，
§〖3，4，4〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (14)。    若不考虑特定A, B, C，
§〖3，4，3〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (15)。    三者取一即可
§〖3，4，5〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (16)。不是等腰三角形。
§〖3，3，3〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (17)。是等边三角形
§〖3，4，4〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (14), (18)。   不是等边三角形，
§〖3，4，3〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (15), (19)。   若不考虑特定A, B, C，
§〖3，3，4〗覆盖等价类 (1), (2), (3),(4), (5), (6), (13), (20)。   三者取一即可
【5-11】(1) 因果图

        输入条件（原因）                                 输出条件（结果）

    投入1元5角硬币   (1)                              (21) 退还5角硬币
                   E                   
    投入2元硬币       (2)         (11)                  (22) 送出“可乐”饮料
                          
    按“可乐”按钮     (3)                              (23) 送出“雪碧”饮料
                        
    按“雪碧”按钮 E   (4)      Ú  (12)                 (24) 送出“红茶”饮料
                      
    按“红茶”按钮     (5)

(2) 测试用例设计 

 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10  11
 输 入  投入1元5角硬币  (1)  1  1  1  1 0  0  0  0  0  0  0
 投入2元硬币  (2)  0  0  0  0 1  1  1  1  0  0  0
 按“可乐”按钮  (3)  1  0 0  0  1  0  0  0  1  0  0
 按“雪碧”按钮  (4)  0  1 0  0  0  1  0  0  0  1  0
 按“红茶”按钮  (5)  0  0 1  0  0  0  1  0  0  0  1
中间结点     已投币  (11)  1  1  1  1 1  1  1  1  0  0  0
    已按钮  (12)  1  1 1  0  1  1  1  0  1  1  1
 输 出  退还5角硬币  (21) 0  0  0  0  1  1  1  0  0  0 0
 送出“可乐”饮料  (22)  1  0 0  0  1  0  0  0  0  0  0
 送出“雪碧”饮料  (23)  0  1 0  0  0  1  0  0  0  0  0
 送出“红茶”饮料  (24)  0  0 1  0  0  0  1  0  0  0  0
测试用例  每一纵列为一个测试用例
【5-12】由shooman公式：



其中，IT = 105，MTTF1 = 0.4，T1 = 160，n1 = 100，MTTF2 = 2，T2 = 320，n2 = 300。得：
              




 (1)  解得程序中固有得错误总数ET = 350，此外K = 1000。
 (2)  设MTTF = 10，有


     解得x = 340。由可靠性累积曲线EC (t) = ET (1-e-K1 t )，
     得    100 = 350 (1-e-160K1)
           300 = 350 (1-e-320K1)
     解得 K1 » 0.01。代入：340 = 350 (1-e-K1 t ) = 350(1-e-0.01 t )
        t = (ln(35))/0.01 » 356 (小时)
     因此求得为使MTTF = 10，测试和调试该程序需要花费356小时。
 (3)  MTTF与测试时间t之间的函数关系：   
 因为EC (t) = ET (1-e-K1 t )，则ET - EC (t) = ET e-K1 t。代入shooman公式：
【5-13】在对照需求做有效性测试和软件配置审查时，是由软件开发者在开发环境下进行的测试。而接下来做验收测试时则以用户为主。软件开发人员和QA（质量保证）人员也应参加。由用户参加设计测试用例，使用用户界面输入测试数据，并分析测试的输出结果。一般使用生产中的实际数据进行测试。
如果软件是为多个客户开发的，则需要进行α测试和β测试。α测试是由一个用户在开发环境下进行的测试，也可以是公司内部的用户在模拟实际操作环境下进行的测试。软件在一个自然设置状态下使用。开发者坐在用户旁边，随时记下错误情况和使用中的问题。这是在受控制的环境下进行的测试。
β测试是由软件的多个用户在一个或多个用户的实际使用环境下进行的测试。这些用户是与公司签定了支持产品预发行合同的外部客户，他们要求使用该产品，并愿意返回有关错位错误信息给开发者。与α测试不同的是，开发者通常不在测试现场。因而，β测试是在开发者无法控制的环境下进行的软件现场应用。

第七章 面向对象的软件测试技术

相关知识点－面象对象（=Object Oriented）技术

1．  对象和类

l  面象对象的编程语言：以对象为中心，以消息为驱动，程序＝对象＋消息

l  类是一种新的数据类型，是设计的核心，是通过抽象数据类型的方法来实现的一种数据类型

l  类是对某一对象的抽象，对象是某一类的实例，两者密切相关

2．  封装、继承和多态性

（1）        封装：把数据和操作结合一体，使程序结构更加紧凑，避免了数据紊乱带来的调试与维护的困难

（2）        继承：可以从一个类派生到另一个类，派生类继承了父类和祖先类的数据成员和函数，增加了软件的可扩充性，并为代码重用提供了强有力的手段

（3）        多态性：多种表现形式，可以用‘一个对外接口，多个内在实现方法’表示。

一．面向对象测试模型

1．  面向对象测试的分类

依据面向对象开发模型（面向对象分析、面向对象设计、面向对向编程），分为：

（1）        面向对象分析的测试（OOA Test）、面向对象设计的测试（OODTest）：是对分析结果和设计结果的测试，主要对分析设计产生的文本进行的，是软件开发前期的关键性测试

（2）        面向对象编程的测试（OOP Test）：对编程风格和程序代码实现进行测试，主要的测试内容在OOUnit Test和OO Integrate Test中体现

（3）        面向对象单元测试（OO Unit Test）：对程序内部具体单一的功能模块的测试，主要对类成员函数的测试，是OOIntegrate Test的基础

（4）        面向对象集成测试（OO IntergrateTest）：对系统内部的相互服务进行测试，如成员函数间的相互作用，类间的消息传递。不仅要基于OO Unit Test，还要参考OOD、OODTest的结果

（5）        面向对象确认测试（OO System Test）、面向对象系统测试（OOSystem Test）：最后阶段的测试，以用户需求为测试标准，借鉴OOA 、OOATest的结果

2．  面向对象测试模型

2005-4-25

二． 面向对象软件的测试策略

1．  面向对象分析的测试

（1） 面向对象分析

是把E-R图和语义网络模型，即信息造型中的概念，与面向对象程序设计语方中的重要概念结合在一起而形成的分析方法。通常以问题空间的图表的形式进行描述

（2） 分析方法

直接映射问题空间，全面地将问题空间中实现功能的现实抽象化。将问题空间中的实例抽象为对象，用对象的结构反映问题空间的复杂实例和复杂关系，用属性和服务表示实例的特性和行为。

（3） 面向对象分析缺点

对问题空间分析抽象的不完整，会影响软件的功能实现，导致软件开发后期产生大量原本可避免的修补工作；一些冗余的对象或结构类的选定，程序的整体结构和增加程序员不必要的工作量，因此 OOA测试的重点在其完整性和冗余性

（4） OOA测试划分的五个方面

对认定的对象的测试、对认定的结构的测试、对认定的主题的测试、对定义的属性和实例关联的测试、对定义的服务和消息关联的测试

2．  面向对象设计（OOD）的测试

（1） 面向对象设计（OOD）

采用‘造型的观点’，以OOA为基础归纳出类，并建立类结构或进一步构造类库，以实现分析结果对问题空间的抽象。OOD归纳的类即可以是对象的简单延续，也可以是不同对象的相同或相似的服务

（2） OOD与OOA

OOD是OOA的进一步细化和更高层的抽象，所以OOD、OOA的界限很难区分，OOD确定类和类结构不仅是满足当前需求分析要求，更重要是通过重新组合或加以适当的补充，方便实现功能重用和扩增。因此，对OOD的测试，建议针对功能的实现和重用以及OOA结果的分析

（3） OOD测试划分的三个方面

3．  面向对象编程（OOP）的测试

（1） 面向对象程序

把功能的实现分布在类中，能正确实现功能的类，通过消息传递来协同实现设计要求的功能。将出现的错误精确的确定在某一具体的类上。

（2） 测试重点

忽略类功能实现的细则，将测试的目光集中在类功能的实现和相应的面向对象程序风格上

（3） 测试方面（c++为例）

4．  面向对象软件的单元测试

（1） 可以将一些传统的单元测试方法在面向对象软件的单元测试中使用，如等价类划分、因果图、边界值分析法、逻辑覆盖法、路径分析法、程序插桩法，单元测试一般建议由程序员完成

（2） 单元级测试的测试分析和测试用例，规模和难度均远小于对整个系统的测试分析和测试用例，并且对语句应该有100％的代码执行覆盖率。

（3） 设计测试用例选择输入数据的两个假设：

l  如果函数（程序）对某一类输入中的一个数据正确执行，对同类中的基他输入也能正确执行（等价类）

l  如果函数（程序）对某一复杂度的输入正确执行，对更高复杂度的输入也能正确执行

（4） 针对继承性，BrianMarick两方面的考虑

l  继承的成员函数是否都不需要测试：当继承的成员函数在子类中做了改动；成员函数调用了改动过的成员函数的部分这两种情况需要对子类重新测试

l  对父类的测试是否能照搬到子类：可以重新测试或在父类原有的测试要求和测试用例上增加新的测试要求和测试用例，主要针对子类中变动的部分进行测试

5．  面向对象软件的集成测试

（1） 传统的自顶向下或自底向上的集成测试策略在面向对象软件的集成测试中无意义，OO软件的集成测试需要在整个程序编译完成后进行，面向对象程序具有动态特性，程序的控制流无法确定，只能对编译完成的程序做基于黑盒子的集成测试

（2） 面向对象软件的集成测试两种策略

l  基于线程的测试（Threadbased testing）：集成对响应系统的一个输入或事件所需的一组类，每个线程分别进行集成和测试，应用回归测试以保证没有产生副作用。

l  基于使用的测试（Usebased testing）：通过测试那些几乎不使用服务器类的的类（独立类）而开始构造系统，在独立类测试完成后，下一层中使用独立类的类（依赖类）被测试，这个依赖类层次的测试序列一直持续到构造完整个系统。

（3） 测试目的

      能够检测出相对独立的，单元测试无法检测出的，那些类相互作用时才会产生的错误，只关注于系统的结构和内部的相互作用

（4） 面向对象软件的集成测试过程

l  第一步：静态测试  针对程序的结构进行，检测程序结构是否符合设计要求。通过使用测试软件的‘可逆性工程’功能，得出源程序的类系统图和函数功能调用关系图，与OOD结果相比较，检测程序结构和实现上是否有缺陷，检测OOP是否达到了设计要求

l  第二步：动态测试 根据静态测试得出的函数功能调用关系图或类关系图作为参考，按照如下步骤设计测试用例，达到如下测试覆盖标准

v  设计测试用例步骤：选定检测的类，参考OOD分析结果，确定出类的状态和相应的行为；确定覆盖标准；利用结构关系图确定待测类的所有关联；根据程序中类的对象构造测试用例，确认使用什么输入激发类的状态，使用类的服务和期望产生什么行为等，还要设计一些类禁止的例子，确认类是否有不合法的行为产生

v  覆盖标准：达到类所有的服务要求或服务提供的一定覆盖率；依据类间传递的消息，达到对所有执行线程的一定覆盖率；达到类的所有状态的一定覆盖率等

6．  面向对象软件的确认和系统测试

（1） 系统测试：需要测试它与系统其他部分配套运行的表现，以确保在系统各部分协调工作的环境下软件也能正常运行

（2） 要求：测试环境尽量与用户实际使用环境相同，保证被测系统的完整性，对暂时没有的系统设备部件，应采取相应的模拟手段。参考OOA分析结果，检测软件是否能够完全‘再现’问题空间

（3） 不仅是检测软件的整体行为表现，另一方面对软件设计开发的确认。OO软件的确认和系统测试具体的测试内容与传统的系统测试基本相同，包括：功能测试，强度测试，性能测试，安全测试，易用性测试，恢复测试，安装/卸载测试

三．OO软件测试用例设计原则（Berard）

关注于设计合适的操作序列以测试类的状态

1．   对每个测试用例应当给予特殊的标识，并且还应当与测试的类有明确的联系

2．   测试目的应当明确

3．   应当为每个测试用例开发一个测试步骤列表，列表包含内容

l  列出所要测试对象的说明

l  列出将要作为测试结果的消息和操作

l  列出测试对象可能发生的例外情况

l  列出外部条件，为了正确对软件进行测试所必须有的外部环境的变化

l  列出为了帮助理解和实现测试所需要的附加信息

四．OO软件测试的方法

1．     基于故障的测试

（1） 具有较高的发现可能故障的能力

（2） 从分析模型开始，考察可能发生的故障，设计用例去执行设计和代码

（3） 可用于集成测试，发现消息联系中‘可能的故障’（可能的故障指意料之外的结果、错误地使用了操作/消息、不正确地引用等）

（4） 除用于操作测试外，还可用于属性测试，用以确定其对于不同类型的对象行为是否赋予了正确的属性值

（5） 是从客户对象（主动）上发现错误

（6） 不能发现的错误：不正确的规格说明，用户不需要的功能或缺少用户需要的功能；没有考虑子系统间的交互作用

2．     基于场景的测试

（1） 主要关注用户需要做什么，不是产品能做什么，即从用户任务（使用用例）中找出用户要做什么及如何去执行

（2） 有助于在一个单元测试情况下检查多重系统，比基于故障的测试更实际，更复杂一点

3．     OO类的随机测试

如果一个类有多个操作（功能），这些操作（功能）序列有多种排列，这种不变化的操作序列可随机产生，用这种可随机排列来检查不同类实例的生存史，称为随机测试

4．     类层次的分割测试

（1） 可以减少用完全相同的方式检查类测试用例的数目，类似于等价类划分

（2） 分类：基于状态的分割、基于属性的分割、基于类型的分割

l  基于状态的分割：按类操作是否会改变类的状态进行分割（归类）

l  基于属性的分割：按类操作所得到的属性来分割（归类）

l  基于类型的分割：按完成的功能分割（分类），如初始操作、计算操作、查询操作

5．     由行为模型（状态、活动、顺序和合作图）导出的测试

状态转换图（STD）可以用来帮助导出类的动态行为的测试序列，以及这些类与之合作的类的动态行为测试用例，根据状态转换图，设计出最小测试用例，加入其他测试序列到最小测试序列中，保证类所有行为被充分检查

总结：

   本章主要讲述了面向对象软件的测试方法，依据面向对象软件开发模型划分面向对象测试模型，其中单元测试、集成测试、确认测试和系统测试通过与传统的单元测试、集成测试和确认测试、系统测试进行比较，得出面向对象软件的测试内容

第八章 应用负载压力测试

一．  负载压力测试概述

1．负载压力

指系统在某种指定软件、硬件以及网络环境下承受的流量，如并发的用户数、持续运行时间、数据量等。其中并发的用户数是负载压力的重要体现。

2．负载压力测试

l  指在一定测试约束条件下，测试系统所能承受的并发用户量、运行时间、数据量，以确定系统所能承受的最大负载压力

l  负载压力测试是性能测试的重要组成部分

3．性能测试

用来保证产品发布后系统的性能能够满足用户需求，包括两种测试策略：性能评测、性能调优

（2）        性能评测－性能调优的基础

l  在真实环境下，检查系统服务等级的满足情况，评估并报告整个系统的性能

l  对系统的未来容量作出预测和规划

（3）        性能调优

l  性能调优步骤

l  查找形成系统瓶颈或者故障的根本原因

l  进行性能调整和优化

l  评估性能调整的效果

4．负载测试

通过逐步增加系统负载，测试系统性能的变化，并最终确定在满足性能指标的情况下，系统所能承受的最大负载量的测试

5．压力测试

l  通过逐步增加系统负载，测试系统性能的变化，并最终确定在什么负载条件下，系统性能处于失效状态，并以此来获得系统能提供的最大服务级别的测试

l  压力测试是为了发现在什么情况下系统的性能会变得不可接受

6．并发性能测试

l  并发性能测试的过程，是一个负载测试和压力测试的过程。

l  逐渐增加并发用户数负载，直到系统的瓶颈或者不能接收的性能点，能过综合分析交易执行指标，资源监控指标来确定系统并发性能的过程

l  并发性能测试是负载压力测试中的重要内容

l  并发性能测试包括：应用在客户端性能的测试、应用在网络上性能的测试、应用在服务器端上性能的测试三个方面

7．疲劳强度测试

采用系统稳定运行情况下所能支持的最大并发用户数，或者日常运行用户数，持续执行一段时间业务，保证达到系统疲劳强度需求的业务量，通过综合分析交易执行指标和资源监控指标，来确定系统处理最大工作量强度性能的过程

8．大数据量测试

l  大数据量测试包括独立的数据量测试和综合数据量测试两类

l  独立的数据量测试：指针对某些系统存储、传输、统计、查询等业务进行的大数据量测试

l  综合数据量：指和压力性能测试、负载性能测试、疲劳性能测试相结合的综合测试

二．负载压力测试的目的

1．在真实环境下检测系统性能，评估系统性能以及服务等级的满足情况

2．预见系统负载压力承受力，在应用实际部署之前，评估系统性能

3．分析系统颈，优化系统

（1）          瓶颈：应用系统中导致系统性能大幅下降的原因。硬件，操作系统、数据库或开发的应用程序中都有可能存在瓶颈

（2）          建议首先消解决软件瓶颈，原因有三个：

l  软件瓶颈往往导致系统性能衰减更快，消除软件瓶颈，系统性能提升更快

l  人为因素更易导致软件瓶颈要消除软件瓶颈，开发人员会更主动，并且可以节省资源

l  盲目增加硬件则无形中增加维护费用，将来，软硬件不匹配的问题终究会暴露出来

（3）          负载压力性能问题分为需要优化的性能问题和非系统优化所能解决的性能问题

4．为企业项目的实施提供信心，帮助用户正确地进行容量规划，实现软硬件投资合理化，最终交付高质量的系统，避免项目投产失败，保证用户的投资得到相应的回报

三．负载压力测试策略

1．可以利用手工进行测试和利用自动化工具进行测试两种测试策略

（1）        手工测试：无法解决同步问题，无法捕捉程序内部的变化情况

（2）        自动化工具测试：可以解决手工测试中无法解决的问题

2．自动化工具测试策略

（1）        利用商业化测试工具：LoadRunner，QALoad

（2）        利用开放资源测试工具：开放系统测试体系OpenSTA、TestMaker、Apache Jmeter

（3）        利用自主开发工具：核心内容是对与服务器的交互计时，

四．产品生命周期中负载压力测试计划

1．在需求分析中充分关注负载压力性能

2．从设计中得到负载压力性能指标

3．开发阶段创建一个负载压力性能测试环境

（5）         确保合理精确的测试环境，并且此环境可重用

（6）         为测试环境制定规则的负载压力性能测试的时间表，如果测试环境是共享的，负载压力性能测试不能与其他活动同时发生

（7）         选择一个负载压力性能测试工具

（8）         验收阶段在多等级范围内测试并调优

（9）         运行阶段持续监控系统负载压力性能

五．负载压力测试的盲点

在负载压力测试时，不进行功能校验，当功能发生错误时，测试工具不能够记录产生的错误，忽略了负载压力情况下的功能不稳定问题。所以负载压力测试期间必须要进行必要的功能内容校验，即在测试过程中记录所有虚拟用户的操作，及服务器的响应，才有助于判断功能错误，这是当前负载压力测试的最大挑战

2005-4-26

第8章 应用负载压力测试－负载压力测试解决方案

一．  并发性能测试

并发压力过程与测试定位

（1）        并发负载压力的实施：客户端――应用客户端的测试

（2）        负载压力的传输介质：网络――应用网络上的测试

（3）        压力到达：各类服务器――应用服务器端的测试

二．并发性能测试－应用服务端测试

1． 目的：模拟大量并发用户执行不同业务操作，达到实施负载压力的目的

6．  测试环境

（1）        测试工具主控台（1个）：负责管理各个测试工具代理，收集各类测试数据

（2）        负载生成器（多个）：即代理，模拟虚拟用户

（3）        服务器

7．  测试过程

（1）        创建方案：方案信息包括    虚拟用户组（Vuser）

                                  Vuser将运行的测试脚本

                                  用于运行脚本的负载生成器

（2）        定义测试目标：  虚拟用户数：测试应用程序可以同时运行多秒个Vuser

每秒点击次数

每分钟页面数    测试服务器稳定性

每秒事务数

事务响应时间：测试在期望的事务响应时间内可以同时运行多少个Vuser，在脚本中指定要测试的事务名称以及Vuser的范围

（3）        制定方案执行计划：制定方案执行的时间安排，如开始时间、执行持续时间、启动/停止多少个Vuser数量等。注：如果脚本中包含有集合点，方案将不会按计划运行；集合点：在方案中指定Vuser，各Vuser执行的脚本，运行的时间，启动方案后，并不能保证所有的Vuser能够达到同步操作的效果，设置集合点，Vuser执行到集合点时，会被Controller滞留在集合点，等待所有Vuser全部到达后，执行某一项指定操作，从而达到同步并发的效果

8．  影响服务器的负载级别

（1）        选择在方案运行过程中活动的集合点

（2）        选择加入每个集合的Vuser数

9．  控制服务器上的负载峰值

（1）        创建Vuser脚本，插入必要的集合点（采用录制功能将操作过程录制形成脚本，插入某一项操作的集合点）

（2）        创建方案（建立Vuser组，指定每组的user及数量、运行的脚本等信息）

（3）        向方案中添加Vuser组，搜索设置的集合点，并将集合点名称添加到‘集合信息’列表中

（4）        设置虚拟用户负载的级别

（5）        通过选择加入到方案中的集合点及加入每个集合的Vuser数，可以确定负载的精确级别

（6）        设置集合的属性

（7）        对于每一个集合，都可以设置集合策略

（8）        运行方案（在此之前，可以同时配置负载生成器和Vuser行为）

10．客户端交易处理性能指标

（1）        并发用户数指标

（2）        交易处理指标：平均事务响应时间、每秒事务数、每秒事务总数、事条摘要、事务性能摘要、事务响应时间（负载下、百分比、分布）

（3）        Web请求指标：每秒点击次数、吞吐量、吞吐量摘要、HTTP状态代码摘要、每秒HTTP响应数、每秒下载页面数、每秒重试次数，重试次数摘要、连接数、每秒连接数、每秒SSL连接数

（4）        Web页面组件指标：激活网页细分、页面组件细分（随时间变化）、页面下载时间细分（随时间变化）、第一次缓冲时间细分（随时间变化）、已下载组件大小

二．并发性能测试－应用网络上性能测试

    应用网络上性能测试包括：应用网络故障分析和网络应用性能监控

1． 应用网络故障分析

（4）       测试目标：显示网络带宽，延迟、负载和TCP端口的变化是如何影响用户的响应时间的

（5）       作用

l  优化性能

l  预测系统响应时间

l  确定网络带宽需求

l  定位应用程序和网络故障

（6）       网络故障分析工具

l  作用：      使应用跨越多个网段的活动过程变得清晰

                提供有关应用效率的统计数据

                模拟用户在不同网络配置环境下的响应时间，决定应用投产的网络环境

l  工作原理：  多个捕捉点：Agent，被动监听数据包来实现实时数据采集

                一个分析：Agent Manager进行对所跟踪的数据的分析

l  获取信息：  监控不同探针之间的连接状态，传输的字节数以及通信往返行程次数

会话性能概要，监控哪段网络延迟大，带宽对网络双向性能的影响，节点用于处理和用于传输的时间

服务器与客户端之间帧传输情况统计，监控到与应用相关的帧的分布，对每一个帧可以与相关的数据包关联，并且可以对帧解码

服务器与客户端之间传送包信息统计，监控包的详细信息，并且可以将包与帧及线程相关联

线程信息统计，监控线程的内容和生存周期，以及线程与数据包的关系

负载的高峰时刻，负载的平均值，高峰时刻可以与相关的线程、数据包、帧相关联

故障错误总结：应用级错误、TCP错误、IP错误、其他错误

2． 网络应用性能监控指标

（4）        测试目标：在系统试运行之后，需要及时准确地了解网络上正在发生什么事；什么应用在运行，如何运行；多少PC正在访问LAN或WAN；哪些应用程序导致系统瓶颈或资源竞争

（5）        作用

l  分析关键应用程序的性能

l  定位问题的根源是在客户端、服务器、应用程序还是网络

l  哪些应用程序占用大量带宽

l  哪些用户产生了大量的网络流量

（6）        网络应用性能监控工具

l  组成：      探针：采集与存储数据，并根据应用对数据进行分类，设置的原则是根据网络组成和监控要求

探针管理器：管理配置探针，设定数据采集与上传时间，合并收集的数据；

时间服务器：对探针进行时针同步

交互界面：数据展示平台

l  监控信息：  应用监视：

关键特性：客户和服务器通信量，应用响应时间和资源应用的业务水平等

按会话统计传输负载：测试应用和会话级响应时间，以及自动为通过网络中每一个联网设备的每一个应用程序生成负载图

应用、会话级、事务响应时间

延迟在何处被引入网络，瓶颈在哪里

趋势分析

三．并发性能测试－应用服务器端的测试

（一）概述

1．对应用服务器端的测试主要包括三方面：操作系统、数据库和中间件的监控

2．监控手段：可以采用工具自动监控，也可以使用操作系统、数据库、中间件本身提供的监控工具

3．利用工具监控的优点

（1）       减少故障诊断和分析时间 

（2）       减少手工定位的时间和避免误诊

（3）       在问题发生前定位故障

（4）       验证可达到的性能水平和服务水平协议

（5）       持续的服务器、数据库和应用性能和可用性监控

（6）       故障诊断和恢复：自动报警、故障恢复程序、故障恢复信息

（7）       服务器、应用可用性和性能报告

（二）操作系统监控

操作系统的监控涉及后台重要服务器的操作系统监控，对于主流的操作系统，主要关注：内存、CPU、硬盘

监控建议：

1．磁盘管理

（4）        采集物理读/写和逻辑读/写信息

（5）        收集操作系统和其他平台上的磁盘忙信息

（6）        监控I/O

2．文件系统

（1）        显示每个文件系统的使用率，检测文件系统空闲空间的大小

（2）        剪裁文件系统－删除指定的CORE（核心）文件和其他文件

（3）        显示文件系统的mount on device、type、size

（4）        可以监控特殊的文件系统，如NFS（网络文件系统），CD-ROM

（5）        检测特定文件的存在及超出特定期限的文件存在

3．内存

（5）        显示可用的内存数量

（6）        决定当前的内存短缺量

（7）        帮助分析内存问题

（8）        显示内存的实存、所有虚存和kernel（核心内存）的状态等信息

4．CPU

（1）        记录CPU的使用率

（2）        监测CPU参数，包括CPU idle（空闲）,CPU waits,CPU system usage,CPUuser usage,run queue length（运行队列长度）

（3）        显示CPU context（上下关系） switches 的总数

（4）        显示CPU处理系统任务和完成用户任务的时间比例

5．操作系统举例

（1）        UNIX操作系统

（2）        Windows操作系统

（三）数据库监控

1．共性的指标

（1）        监控数据库系统中关键的资源

（2）        监测读写页面的使用情况

（3）        监控超出共享内存缓冲区的操作数

（4）        监测上一轮询期间作业等待缓冲区的时间

（5）        跟踪共享内存中物理日志和逻辑日志的缓冲区的使用率

（6）        监控磁盘的数据块使用情况以及被频繁读写的热点区域

（7）        监控用户事务或者表空间监控事务日志

（8）        监控数据库锁资源

（9）        监测关键业务的数据表的表空间增长

（10）      监控SQL执行情况

2．监控建议－针对监控内存缓冲区、会话及磁盘等方面

（4）        监控超出共享内存缓冲区的操作：可以调整缓冲区大小，更好的支持系统运行

（5）        扩展的会话/用户检查以及参数控制：发现不合理顺序扫描操作，从而分配附加的资源，修改应用程序，降低对系统资源的要求

（6）        磁盘：监控数据块的使用情况以及被频繁读写的热点区域，可以平衡数据量的存储分配及I/O分配

3．数据库举例

（5）        Oracle：内存统计、SQL分析、会话统计、事件统计

（6）        Sysbase：

（7）        DB2：

（8）        SQL Server：

（四）中间件监控

1．中间件分类

（4） Web服务器： Apache

（5） Web应用服务器：Websphere、WebLogic

（6） 应用服务器： tuxedo

2．中间件举例

（4） TUXEDO：

（5） WebSphere：队列性能计数器、通道性能计数器

（6） WebLogic：LogBaroadcasterRuntime、ServerSecurityRuntime

四．负载压力测试解决方案－疲劳强度测试

强调长时间的考核，主要是过长时间运行系统，发现问题

1．日常强度疲劳强度测试

   模拟系统的日常业务（正常情况），持续执行‘一段时间’，暴露系统的性能问题，如内存泄露、资源争用

2．高峰业务疲劳强度测试

（1）  模拟系统的高峰业务（最大业务量），持续执行‘一段时间’，暴露系统的性能问题

（2）  时间指标要满足：（1）这段模拟时间所处理的交易量要达到系统疲劳强度需求的业务量 （2） 在这段测试周期中必须通过加大负载，以及尽可能长的测试周期来保证疲劳强度测试

五．负载压力测试解决方案－大数据量测试

1．大数据量测试类型

（3）     独立数据量测试：针对某些系统存储、传输、统计、查询等业务进行单用户大数据量测试，如大量的批处理任务

（4）     综合数据量测试：采用并发测试、疲劳强度测试以及大数据量测试相结合的综合测试方案

2．自动生成大数据量

（5）      借助自动化测试工具，利用数据库测试数据自动生成工具，如TESTBytes

（6）      利用自动化负载压力测试工具，模拟用户业务操作，同时并发数百个或数千个用户生成相关数据

（7）      自主开发数据生成工具

（8）      数据库本身的辅助工具

3．大数据量管理

（3） 手工管理：

（4） 自动化工具管理：File-Aid/CS 数据库管理工具 ，完成比较数据和数据库结构；转换关系数据库数据成XML数据；比较XML数据与关系数据库数据；比较XML文件；数据迁移

2005-4-27

第8章 应用负载压力测试－负载压力测试实施

    负载压力测试的实施过程分为：制定测试计划→制定测试需求分析→制定测试方案→测试环境、工具、数据准备→测试脚本录制、编写与调试→场景制定→测试执行→获取测试结果→结果评估与测试报告

一．测试计划

1．作用

（1） 是负载测试成功的关键，明确的测试计划能够确保制定的方案能完成负载测试目标

（2） 构建能够精确地模拟工作环境的测试方案

（3） 了解测试需要的资源，如硬件、软件及人力资源

（4） 以可度量的指标定义测试成功条件，有助于确保测试成功

2．制定步骤

第二部分  基础知识

1．计算机系统组成

2．处理机

3．基本输入出设备

4．存储系统

5．操作系统的中断控制、进程管理、线程管理

中断控制

6．处理机管理，存储管理，设备管理，文件管理，作业管理

处理机管理

存储管理

  设备管理

文件管理

作业管理

7．网络操作系统和嵌入式操作系统基础知识

  网络操作系统

嵌入式操作系统

8．操作系统的配置

9．数据库基本原理

11．数据库管理系统的功能和特征

12．数据库语言与编程

13．中间件基础知识

14．网络分类，体系结构与网络协议

网络分类  按通信距离分 － 广域网、局域网、城域网

          按信息交换方式分 － 电路交换网、分组交换网、综合交换网

          按网络拓扑结构分 － 星形、树形、环形、总线型

          按通信介质分 － 双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网

          按传输带宽分 － 基带网、宽带网

          按使用范围分 － 公用网、专用网

          按速率分 － 高速网、中速网、低速网

          按通信传播方式分 － 广播式、点到点式

体系结构  采用ISO/OSI网络体系结构，OSI参考模型从低到高为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层；

          1～3层：负责通信功能，为通信子层

          5～7层：资源子网层

网络协议

15．常用网络设备

16．Internet基础知识及应用

17．网络管理

18．标准化的概念（意义、发展、机构）

意义：在经济、技术、科学及管理等社会实践中，以改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，促进技术合作，促进最大社会效益为目的，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，获得最佳秩序和社会效益的过程

发展：

机构：标准化技术委员会是制定国家标准和行业标准的一种重要组织形式，它是一定专业领域内从事全国性标准化工作的技术工作组织。

19．标准化的层次（国际、国家、行业、企业）

国际标准：由国际标准化组织（ISO）、国际电气委员会（IEC）所制定的标准，在世界范围内使用，各国可以自愿采用，不强制使用

国家标准：由政府或国家级的机构制定或批准的、适用于全国范围的标准，是一个国家标准体系的主体和基础，国内各级标准必须服从且不得与之相抵触，常见：中华人民共和国国家标准GB、美国标准、英国标准、日本工业标准

行业标准：由行业机构、学术团体或国防机构制定，并适用于某个业务领域的标准，常见IEEE，中国GJB

企业标准：由企业或公司批准、发布的标准

我国标准分为国家、行业、地方、企业四类标准

20．标准的类别及生命周期

21．信息安全基本概念

计算机安全：指计算机资产的安全，要保证这些计算机资产不受自然和人为的有害因素的威胁和危害；计算机资产由系统资源和信息资源组成

信息安全基本要素：机密性、完整性、可用性、可控性、可审查性

计算机安全等级：技术安全性、管理安全性、政策法律安全性

22．计算机病毒及防范

定义：是一种程序，编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码，并具有这样的特性：可以修改别的程序，使得被修改的程序也具有这种特性

特点：寄生性、隐藏性、非法性、传染性、破坏性

类型：系统引导型病毒、文件外壳型病毒、混合型病毒、目录型病毒、宏病毒

繁衍方式：变种、病毒程序加密、多形性病毒、伪装

防治：人工预防（修改程序）、软件预防、管理预防（建立法律制度、教育管理、建立计算机系统管理制度）

23．加密与解密机制

加密技术：两个元素　算法、密钥

　　　　　过程：对原来为明文的文件或数据按某种加密算法进行处理，使其成为不可读的一段代码（密文）

　　　　　分类：对称加密技术、不对称型加密、不可逆加密三类

24．信息化相关概念

信息化：是指社会经济的发展从以物质与能量为经济结构的重心,向以信息与知识为经济结构的重心转变的过程。在这个过程中,不断地采用现代信息技术装备国民经济各部门和社会各领域,从而极大地提高社会劳动生产力。

25．与知识产权相关的法律、法规

知识产权

软件著作权

26．信息网络系统，信息应用系统，信息资源系统基本知识

27．软件工程概念

28．需求分析

29．软件系统设计

30．软件组件设计

31．软件编码

32．软件测试

33．软件维护

34．结构化开发方法

35．面相对象开发方法

36．瀑布模型

37．快速原形模型

38．螺旋模型

39．软件质量及软件质量管理概念

40．软件质量管理体系

41．软件质量管理的目标,内容,方法和技术

42．软件过程管理概念

43．软件过程改进

44．软件能力成熟度模型

45．软件配置管理的意义

46．软件配置管理的过程,方法和技术

47．风险管理

48．风险防范及应付

49．软件工程术语

50．计算机软件开发规范

51．计算机软件产品开发文件编制指南

52．计算机软件需求规范说明编制指南

53．计算机软件测试文件编制规范

54．计算机软件配置管理计划规范

55．计算机软件质量保证计划规范

56．数据流图,程序流程图,系统流程图,程序网络图,和系统资源图得文件编制符号及约定

57．软件评测师职业特点与岗位职责

58．软件评测师行为准测与职业道德要求

59．软件评测师得能力要求