系統測試在軟件開發中的重要作用

摘要：本文重點介紹了系統測試在軟件開發過程中的重要作用，列舉了軟件測試的基本原則和方法，并以自行開發的在線即時通信軟件的部分模塊進行各種功能測試和確認測試，其目的是通過與系統的需求相比較，盡可能多的發現軟件開發過程中的錯誤，使系統的可靠性進一步提高。

關鍵詞：系統測試；軟件開發；在線即時通信

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0022-02

為了開發的軟件滿足用戶需求，軟件設計開發人員運用了大量分析、設計和調試方法，在分析設計的每個部分結束前，對相應的分析設計結果進行嚴格的審查和評定。由于人為能力有一定的局限性，審查很難發現所有的錯誤和缺陷，而且在編碼調試階段會引出大量的錯誤，在所設計的軟件投入運行之后，這些缺陷和錯誤最終會暴露出來。而這可以通過系統測試來解決，系統測試就是在軟件投入運行之前，對軟件的需求分析階段、概要設計階段、詳細設計階段和編碼部分的最終審查，是保證軟件質量的關鍵步驟[1]。

一、系統測試的含義

系統測試是指為了發現軟件的錯誤而執行程序的過程。系統測試的最基本任務是盡可能多的、徹底的檢查出程序運行中的錯誤，提高軟件系統的可靠性，從而能檢驗出系統是否存在問題。在軟件開發的整個過程中，通常使用大量保證軟件質量的方法分析、設計和實現軟件，但仍然難免會出現一定的錯誤，從而導致軟件產品中隱藏一些錯誤和缺陷。尤其是對于規模較大、復雜性較高的軟件更會如此。在這些錯誤和缺陷中，有些是致命的，如果不排除掉，就可能會導致重大損失。基于這種情況迫使設計者必須認真計劃、徹底地進行系統測試[2]。

二、系統測試的原則

系統測試的原則是必須最大限度地模擬出被測試軟件的實際運行環境，以保證測試的可靠性[3]。

在進行有效無誤的系統軟件測試之前，系統測試工程師必須了解軟件系統測試的基本原則：

（1）查找錯誤的源泉。系統測試的最終目標在于查找軟件錯誤，而最嚴重的錯誤（用戶角度）就是完成的用戶需求分析模型是錯誤的。

（2）系統測試計劃要在需求分析模型完成時形成，詳細的系統測試過程要在軟件的任意代碼產生之前就進行計劃和設計。

（3）Pareto原則。Pareto原則意喻在系統測試中發現的錯誤有80%可能來源于程序模塊中的20%。

（4）系統測試應按照有“小規模”到“大規模”的方式進行。最初的測試要把焦點定位在單個程序模塊上，然后在逐漸向集成的模塊簇轉變，最后在整個系統中尋找錯誤。

（5）窮舉測試是無法實現的。選擇盡可能充分覆蓋程序邏輯關系的數據。

（6）系統測試的實現要由第三方來獨立完成。創建系統的軟件設計工程師不是構造軟件測試的最佳人選。

系統測試工作人員通常站在用戶的角度（第三方）來把握系統，并且在軟件開發的整個階段中時刻與用戶進行不間斷的交流和溝通，理解系統業務需求、理順業務關系，測試系統的可靠性、可用性、正確性、完整性和可維護性等。依據軟件開發各階段的規格說明和程序的內部結構認真設計各種測試用例，用這些精心設計的測試用例去執行程序進行系統測試，以發現程序的錯誤。軟件測試所追求的是通過各種不同的系統測試方法，發現軟件中錯誤，完善豐富的錯誤診斷信息，以便于改正錯誤，達到預錯誤的發生，減少軟件相應開發費用的目標[1]。

如果系統測試對軟件的審查不夠嚴格，引起了大量的錯誤，待到那時，不僅要付出很高的代價來改正這些錯誤，還會造成無法彌補的損失。系統測試在軟件整個生命周期中主要經歷兩個階段：通常在編寫出每一個模塊之后就對它做必要的測試，這稱為單元測試。編碼與單元測試屬于軟件開發生命周期中的同一階段。在結束這個階段之后，對整個軟件系統還要進行各種不同的綜合測試，這是軟件生命周期的另一階段，即測試階段[2]。

三、系統測試的方法

黑盒測試和白盒測試是系統測試的基本方法。這兩種方法主要是依靠一組精心挑選的測試用例為輸入執行程序，對程序的行為進行逐個檢驗，確定其是否與軟件預期的結果相符。因此，對系統進行實時性測試時，要借助相應的測試工具對應用程序的算法復雜度和操作系統的任務調度進行分析測試。從測試是否針對具體實現算法的角度和系統的內部結構來看，軟件測試可以分成黑盒測試和白盒測試。

（1）黑盒測試又稱為功能測試，它是通過測試輸入和輸出來檢測每個功能模塊是否都能正常使用。在測試過程中，把每個功能模塊程序看作是一個不能打開的黑盒子，在完全不考慮其程序內部結構和內部特性的情況下，在程序的輸入和輸出接口處進行測試，它僅僅檢查程序的每個模塊功能是否按照需求規格說明書的規定正常運行，以及程序是否能準確地接收輸入數據而輸出正確的結果信息。黑盒測試主要是從程序的外部結構出發，不考慮程序本身的內部邏輯結構，主要針對的是軟件界面和軟件基本功能進行測試。黑盒測試是站在用戶的角度，從輸入數據與輸出數據的對應關系出發進行測試的。這種測試方法的缺點是如果程序外部特性本身有問題或規格說明的規定有誤，用墨盒測試方法是檢測不出來的。

（2）白盒測試又稱為邏輯驅動測試或結構測試，它主要按照程序內部的結構來進行測試的，通過測試來檢測產品內部動作是否按照設計規格說明書的規定正常進行，檢驗程序中的每條通路是否都是按照預定要求進行正確工作的。這種方法是把被測試對象看作一個打開的盒子，測試工程師依據程序內部的邏輯相關信息，設計或選擇對應測試用例，對程序所有可能的邏輯路徑進行測試，通過在不同的測試點檢查程序的狀態，確定實際的狀態是否與預期的狀態一致[4]。

四、系統測試舉例

這里以用戶自行開發的一款在線即時通信系統為測試用例進行系統測試，本系統實現的通信功能極其復雜，運用多個線程進行前臺和后臺的消息發送和接收。使用ServerSocket創建要連接的端口，線程連接socket打通前后臺的消息通道。在線即時通信系統登錄界面如圖1所示。

根據這一邏輯，在線用戶登陸成功后就將登陸ID保存在線程中，打開在線好友通信窗口時，也會將接收者的ID進行保存，這樣就能正確保證消息的發送者和接收者。消息的傳遞會通過前臺發送給連接后臺的線程，經后臺線程處理后，找到接收者，再將信息進行轉發，這樣就完成了好友間的在線即時通信。同時，在用戶登錄時，也會進行上線提示，將自己在線情況通知給所有在線用戶，又將所有在線用戶的狀態進行顯示。這樣就能正確的顯示在線用戶列表，也能準確的實現在線用戶間消息傳遞。

在線即時通信模塊功能測試過程和要求如下：

1.登錄模塊

（1）測試描述。用戶需正確輸入用戶名和密碼，才能正確登錄并跳轉到好友列表界面。系統默認用戶名為1-50之內的任意數字，密碼為123456。

（2）測試步驟。首先打開在線即時通信登錄界面，輸入用戶名和密碼；然后點擊登錄按鈕；最后確認是否能夠正常登錄。

（3）合格標準。輸入正確的用戶名和密碼后，能夠成功登錄，并跳轉到我的好友列表；或者用戶名和密碼不正確時會彈出相應的錯誤提示。

2.好友列表界面

（1）測試描述。登錄成功的用戶在好友列表會以彩色頭像顯示，后登錄的用戶會通知所有在線用戶更新好友列表。雙擊在線好友能正確打開通信對話框。

（2）測試步驟。首先由登錄用戶跳轉到好友列表，確認好友列表可以將自己的頭像設置成彩色在線狀態；然后再登錄一個用戶，確認能正確通知所有在線用戶進行好友在線更新，鼠標滑過在線用戶時，確認是否有不同顏色提示；最后雙擊在線好友頭像，能實時打開通信對話框。

（3）合格標準。登錄成功在好友列表顯示自己的頭像為彩色在線狀態，并獲取所有在線好友；后登錄的用戶會通知所有在線用戶更新自己的在線好友列表；鼠標滑到在線用戶名上時，用戶名由黑色變為紅色；鼠標滑過時，又會從紅色變為黑色；雙擊在線好友，能成功打開通信對話框，發送者和接收者均正確。

3.通信界面

（1）測試描述。在線好友間的消息能夠準確發送和接收，并正確顯示在通信界面上。

（2）測試步驟。首先互相打開在線好友的通信界面；然后在文本框中輸入通信內容，可以是任意字符，點擊發送按鈕；最后確認發送的消息是否能準確顯示在接收者的通信界面上。

（3）合格標準。輸入任意通信內容，點擊發送后，接收者的通信界面上即時顯示好友發送的消息，同時好友也能接收返回的信息，并正確顯示。

五、總結

將系統測試的基本方法用于軟件開發過程中，可以增加軟件的可靠性，使軟件在投入運行之后基本不出錯誤，或者錯誤很少。對實際開發的軟件系統按照測試步驟進行測試，滿足測試通過原則的軟件系統安裝到用戶現場能夠順利實施和運行，得到用戶認可。

參考文獻：

[1]馬瑞芳，王會燃.計算機軟件測試方法的研究[J].小型微型計算機系統，2009，12.

[2]張新華，何永前.軟件測試方法概述[J].科技視界，2012，2.

[3]郭遠東，黃榮瑛.基于模塊化設計的嵌入式軟件測試方法[J].單片機與嵌入式系統應用，2005，1.

[4]馮博琴.軟件開發技術[M].北京：高等教育出版社，1996.

[作者簡介]王麗平（1974-），女，漢族，吉林長春人，長春工程學院，講師。