軟件測試在軟件開發中應用的探討

吳文慶,修雅慧

(1.蘇州市職業大學 計算機工程學院，江蘇 蘇州 215104;2.齊齊哈爾醫學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

0 引言

軟件開發(Software development)是根據用戶要求建設、開發軟件系統或者部分軟件的過程，涵蓋需求捕捉、分析、設計、實現和測試等工作。軟件測試(Software Testing)則是促進軟件的正確性、完整性、安全性和質量的過程，主要用于比較預期輸出和實際輸出之間的差異。現代社會發展對軟件的需求越來越大、越來越復雜，這要求相關單位和工作人員加大軟件開發力度，同時通過測試等工作保證軟件性能，滿足實際要求。

1 軟件測試的目標與流程

1.1 軟件測試的目標

軟件測試是一系列工作的總稱，是指在規定的條件下對程序進行操作，發現錯誤、衡量質量，評估它是否能滿足設計要求的過程，該過程的對照目標是預期設計要求。通常軟件測試的目標包括三個方面，即避免開發風險、降低常見風險、了解軟件性能，測試對象則包括程序、數據和文檔。以性能評估為例，一款軟件的交互價值、程序完善度、性價比都會影響其性能。如常見的游戲軟件，若界面清晰簡潔，操作就比較容易，交互體驗良好；如果界面元素過多且復雜難辨，玩家的興趣就難以保證了。這是在軟件開發過程中將測試列為五個基本項目的主要原因之一。

1.2 軟件測試的流程

軟件測試的流程包括六個基本步驟，即擬定測試計劃、挑選測試用例、啟動測試計劃、提交缺陷問題、設計優化調整、提交測試成果。軟件測試過程中也應進行管理，主要包括軟件測試的過程、評價方法、參數選取，進行配置管理和測試風險分析、控制測試成本，等等。

測試計劃是軟件測試的第一步，要求針對不同對象目標分別擬定，如測試對象為數據，要了解數據在軟件中是否能夠被讀取、執行，是否滿足系統上下限，等等。在軟件測試過程中，尤其是大型軟件，需要了解的項目較多，難以一一測試，因此會選擇較具代表性的軟件作為用例，要求其覆蓋到關鍵性的測試需求，如主程序、核心參數等。測試活動開始前，需對選定對象進行分析，判斷其是否滿足“啟動準則”(EntryCriteria)，如果分析結果理想，則啟動測試，反之則繼續重復“挑選測試用例”環節。測試工作中，要將測試結果與標準參數比對，了解其中差異，明確問題以及缺陷，進行提交、設法消除。完成消除后，還要進行二次測試甚至三次、四次測試，直到選定的目標對象在參數、性能上達到或高于設計標準，滿足“完成準則”(ExitCriteria)，結束主體測試工作，撰寫并提交測試報告，記錄核心參數用于實際工作。軟件測試工作的流程如圖1所示。

圖1 軟件測試工作的流程

2 軟件測試在需求分析階段的應用

在需求分析階段，軟件測試的主要工作內容是記錄客戶需求，根據客戶的要求提煉各類核心信息，并與開發項目負責人進行溝通，了解各項工作的進度安排，擬定測試計劃。如客戶需求設計一款智能軟件，用于掃地機器人的性能改善，根據客戶需求，軟件核心參數應該是設備對作用力的感知、障礙物的感知、工作目標(垃圾)的處理以及與之對應的集成技術、傳感技術等。由于集成技術和傳感技術屬于通用技術，不必額外進行技術測試，因此選定“對作用力的感知、障礙物的感知、工作目標(垃圾)的處理”作為測試對象。計劃擬定后，了解整體軟件開發計劃，假定開發活動預期為90天，則將第一輪測試活動定在第51個工作日，以保證調整優化的時間充沛[1]。

3 軟件測試在設計過程中的應用

進入設計階段后，軟件開發已經處于實質工作中，這一階段的測試工作包括兩項基本內容，一是不斷根據實際工作情況調整原定測試計劃，二是根據階段設計結果進行必要的分項目測試。通常來說，軟件開發過程會存在一些未知變數，比如客戶需求的變化，此前客戶需要軟件辨識5種語言，隨著業務變更，客戶又要求軟件辨識至少7種語言，這意味著測試時必須在語言相關環節增加兩項內容，以滿足客戶的實際需要[2]。分項目測試在大型軟件設計過程中十分常見，如電子競技類游戲，涉及到很多程序，每完成一個階段工作后，需要進行一次小范圍測試，了解包括參數設定、人物動作、游戲背景等軟件的情況。

在對人物動作進行測試時，一般應用骨骼動作法或者有限元分析法，以虛擬軟件操作人物的動作，了解動作協調性、變形幅度等，再按標準參數進行微調，直至漸趨完善。

4 軟件測試在代碼編寫階段的應用

代碼編寫是指技術人員應用各類程序進行軟件設計、制作，該階段的測試內容包括單元測試、測試用例編寫、接受代碼完成報告，等等，核心工作是編寫測試用例。在軟件設計開發的過程中，很多環節需要單獨進行測試，單元測試可由設計人員自己負責，而較為復雜的多參數測試則需要人員提供測試用例、測試腳本等，供項目小組審閱、共同進行測試[3]。

如一款指紋密碼鎖軟件的開發，在代碼編寫階段，要求重視按壓強度、手指紋理之間的細微差別，這種差別難以通過一個模型完全涵蓋，設計人員完成小單元的簡單測試后，根據設計要求出具測試用例，供項目組進行有效性分析[4]。在編寫用例的過程中，要求嚴格應用代碼語言，避免出現代碼輸入錯誤、產生程序BUG等情況。代碼是程序員用開發工具所支持的語言寫出來的源文件，是一組由字符、符號或信號碼元以離散形式表示信息的明確的規則體系。在軟件開發過程中，不同軟件制作所使用的代碼存在差別，編寫過程中，也要求注意書寫的準確性。圖3中，代碼出現錯誤，將其應用于測試用例編寫，必然影響測試成果，正確的編寫如圖4所示。

圖3 測試用例編寫中出現的錯誤代碼

圖4 測試用例編寫的正確代碼

5 軟件測試在初步完成階段的應用

軟件測試一般被看做是軟件開發工作的組成部分之一，相關工作服從于項目整體安排，大型軟件系統的設計開發被分成多個階段，每一個階段都是相對獨立的，軟件測試工作也因此需要在初步完成階段進行，以便及時發現、處理問題。初步完成階段測試工作的內容包括更新測試用例、追蹤處理缺陷、出具階段測試報告三個方面，完成后進入下一輪測試循環[5]。

在上一輪代碼編寫階段，出具了覆蓋核心技術的測試用例，初步完成階段需要針對該用例進行測試，包括集成測試、確認測試、性能測試等，一般采用應用模擬、應用實踐兩種方式進行測試，應用模擬主要通過參數代入法在計算機環境下直接進行，由于工作狀態為理想狀態，因此不考慮誤差影響，對所獲數據進行記錄，與標準參數(客戶需求)進行對比，了解誤差值和問題。應用實踐是指將設計完成的測試用例應用于具體工作中，根據工作情況判斷軟件的性能，記錄數據，與標準參數(客戶需求)進行對比，了解設計上的問題和誤差等。

6 軟件測試在運行維護過程中的應用

在軟件投入運行后，測試工作并不能立即停止，由于很多軟件問題在測試階段并不會完全暴露，如果投入運行后聽之任之，很可能導致問題集中出現，客戶的滿意度、軟件開發的成效也就無從談起了。較為典型的問題比如軟件漏洞，部分軟件在測試時環境相對理想，但在應用中則面臨來自系統兼容性、木馬攻擊等方面的威脅，一旦出現漏洞、造成木馬侵入，軟件開發的價值會大大降低。在運行維護階段，要求軟件開發方積極與客戶進行聯絡，根據用戶反映進行運維測試。

7 結語

通過分析軟件測試在軟件開發中的應用，了解了相關理論內容。軟件測試的目標與流程一般是固定的，主要目的是降低風險、修復問題、消除軟件缺陷，利用擬好的規劃、針對固定的目標進行測試和優化。從應用上看，軟件測試涵蓋需求分析階段、設計過程、代碼編寫階段、初步完成階段以及運行維護階段，要求工作人員在進行軟件開發的過程中嚴格遵照標準進行測試，保證軟件功能。