計算機應用系統(tǒng)性能測試技術及應用方法探析

宋來建

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學院，重慶 402160）

計算機具有運算速度快、應用領域廣以及社會需求量大的現(xiàn)實特征，不論是政府機關、企業(yè)還是家庭，都離不開計算機的服務，計算機的發(fā)展呈現(xiàn)出微型化、網絡化、人性化和智能化的特征。雖然計算機功能眾多，但是其應用系統(tǒng)是由多個模塊構成的，還集成了互聯(lián)網、服務器等各類硬軟件功能。因此，無論哪個計算機服務組成部分出現(xiàn)了問題，都會直接導致計算機系統(tǒng)流暢度下降，甚至出現(xiàn)嚴重的卡頓和死機，導致用戶難以使用和經濟損失。在當前一個計算機系統(tǒng)中往往安裝了若干個應用軟件，用戶的操作行為也越來越復雜，這些情況都會導致計算機應用系統(tǒng)性能的下降。因此，為了提升計算機系統(tǒng)性能，達到更好地服務用戶的效果，我們就要不斷加強對計算機應用系統(tǒng)測試技術的研究，創(chuàng)新應用方法，找到計算機系統(tǒng)性能下降的影響因素，并且積極應對，提升用戶體驗。[1-2]

1 計算機應用系統(tǒng)性能

性能是計算機技術開發(fā)人員和工程師的重要關注點，一般來說，計算機應用系統(tǒng)性能是計算機對用戶操作的反應速度，反應速度越快，操作越為流暢，則認為計算機的性能較強。但是不同人對計算機系統(tǒng)性能的理解各異，對于技術人員和專業(yè)工程師來說，計算機系統(tǒng)性能不僅包括其對操作的反應速度，更包括計算機的運行狀態(tài)和承受能力。而對于普通用戶來說，可能他們更加關注單純的操作反應能力。但不論從何角度出發(fā)，計算機系統(tǒng)的性能都是被各界高度關注的方面。

2 計算機應用系統(tǒng)測試技術指標

2.1 測試響應速度

計算機的響應速度一般在測試上關注計算機對操作行為的響應時間，即從用戶通過鼠標鍵盤等發(fā)出操作指令開始，到計算機系統(tǒng)處理操作指令，并且提供相應的服務這一過程所需要的時間。在具體測試過程中，從操作行為開始到計算機處理操作精確反應的時間就是測試內容，這一時間往往被測試人員精確到秒甚至是毫秒，測試要求較為嚴格。加快系統(tǒng)的擴容系統(tǒng)運營的速度在CPU，數(shù)據(jù)庫等方面對未來系統(tǒng)擴展方向作出預測，增強系統(tǒng)的容錯性，進而提升計算機的運行效率以及穩(wěn)定性。

2.2 測試并發(fā)接入能力

計算機系統(tǒng)的并發(fā)接入能力是其流暢性的重要體現(xiàn)，一般來說，計算機需要同時處理用戶的多個復雜操作或在短時間內接收到用戶的多個操作，那么其同時能夠處理操作的能力就是并發(fā)接入能力。但是在具體的計算機使用過程中，并非多個用戶或多個操作需要使用同一臺計算機后就會同時操作，此時被測試的計算機系統(tǒng)也會作出額外的并發(fā)接入反應。并發(fā)接入在使用過程中的能力大小表現(xiàn)在其能夠接受的用戶數(shù)量，接受的用戶數(shù)量和同時接受的操作指令越多，越能夠表現(xiàn)出計算機系統(tǒng)的性能強大，因為這一過程中可以為用戶提供更多的信息。[3]借助先進自動檢測工具，分別模擬正常、高峰以及異常負荷環(huán)境對系統(tǒng)綜合性能的自檢，隨著并發(fā)用戶量的增加，系統(tǒng)的資源利用率也將得到提高，對于不同用戶的使用體檢及時做出調整和修改。

2.3 測試系統(tǒng)處理能力

計算機系統(tǒng)為用戶服務的關鍵就在于其能夠處理復雜的信息，主要通過硬件和軟件的配合達到這一效果。在具體的測試過程中，一般用TPS 和HPS 作為判斷系統(tǒng)處理能力的指標，最容易表明計算機系統(tǒng)處理能力的指標就是TPS，即系統(tǒng)在一個單位時間內能夠處理的操作量。這個操作量的定義主要包括用戶操作的過程和系統(tǒng)發(fā)回響應的過程。[4]這兩方面都可以評價出計算機應用系統(tǒng)中的系統(tǒng)處理功能，在測試過程中，明確TPS 屬于哪個方面，需TPS 的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)交易日志保持一致，從而使統(tǒng)計更加的方便。體現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境的需求，在代碼中預設操作類型，方便在實際應用中用戶的使用使得應用系統(tǒng)自檢反應速度。

2.4 測試系統(tǒng)資源利用率

資源利用率是衡量計算機系統(tǒng)性能的重要方面，是系統(tǒng)在用戶使用的過程中對硬軟件資源的利用程度，也就是當前資源利用量和計算機包含的硬軟件資源總量的比較。系統(tǒng)資源涵蓋互聯(lián)網、計算機硬件、計算機軟件以及操作系統(tǒng)等等。在實際測試過程中，往往會關注常見的利用率指標，比如CPU、內存、硬盤以及網絡帶寬等的實際利用率。這些指標一般在任務管理器中能夠向用戶顯示，我們在測試中也會通過更加專業(yè)的工具對這些利用率指標進行統(tǒng)計。[5]通常情況下，用戶的負載量越高系統(tǒng)的利用率就越高，當負載量達到一定數(shù)值不再上升時，其資源的利用率也會達到頂峰，資源的利用率的高低也會決定系統(tǒng)的響應時間和網絡吞吐量，資源的利用率可以反應系統(tǒng)的運行狀態(tài)，通過此項研究，能清楚的掌握計算機應用系統(tǒng)的性能狀態(tài)。

2.5 測試系統(tǒng)網絡數(shù)據(jù)量

系統(tǒng)網絡數(shù)據(jù)量的測試其實就是對其單位時間內的網絡數(shù)據(jù)吞吐能力進行測試，一般要劃定一段測試時間，假定計算機發(fā)生網絡故障或疑難雜癥，統(tǒng)計這一時間段內通過計算機的網絡數(shù)據(jù)量。通過對系統(tǒng)網絡數(shù)據(jù)吞吐能力的測試，能夠判斷計算機接入的網絡設備是否能夠滿足計算機系統(tǒng)的運行需求，若這一測試數(shù)據(jù)和網絡設備的極限傳輸值接近時，基本可以認定我們需要對網絡設備進行優(yōu)化或更換。

2.6 影響計算機應用系統(tǒng)性能的因素

1.業(yè)務因素包括：交易類型、交易數(shù)據(jù)量、并發(fā)用戶數(shù)量等。在不同時間范圍內，這些因素會有所改變，計算機應用系統(tǒng)性能也會有所不同。

2.用戶的個人使用習慣、操作習慣、操作時間、操作頻率等，這些因素的不同組合使得計算機的應用系統(tǒng)的性能也會有所改變。環(huán)境的因素也是不可忽略的，不同環(huán)境下的計算機性能也有著不同的效果。

3 計算機應用系統(tǒng)測試技術應用過程

3.1 測試調查過程

在對計算機應用系統(tǒng)進行測試前，要積極進行背景調查。首先，應當依據(jù)測試的具體情況作出測試計劃，挑選具有針對性的技術人員參與到測試工作中，一般應當包括計算機市場人員、硬件技術人員、性能測試人員以及網絡技術人員等，覆蓋面較廣。因而在測試開始之前，必須清晰了解此次系統(tǒng)測試的任務重點，進而有的放矢地組建測試隊伍。之后，要積極與用戶進行溝通，分析用戶計算機系統(tǒng)面臨的問題和可能存在的問題，例如系統(tǒng)安全問題、使用問題還是業(yè)務交易問題或者網絡使用問題等等，盡可能縮小系統(tǒng)測試的范圍，提升測試結果的精確度，減少測試可能花費的時間，達到高效高質的目的。對主要測試過程中各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行收集和歸納，針對測試的范圍和目標，形成兩者的鮮明對比，找到系統(tǒng)存在的不足，以及時調整系統(tǒng)性能，測試報告實際是從側面反映系統(tǒng)性能的表現(xiàn)。

測試階段主要是對測試活動、測試系統(tǒng)、測試問題、以及解決辦法進行分析和總結，以對系統(tǒng)的性能進行全方位的分析，為用戶使用提供強有力的保障。此外，在測試環(huán)境之下，利用監(jiān)控設備實時記錄測試的具體內容和環(huán)節(jié)，測試中可適時調節(jié)監(jiān)控所發(fā)現(xiàn)的性能問題，更加全面細致的了解計算機應用系統(tǒng)的性能狀態(tài)，測試人員可隨時調取監(jiān)控設備的錄像內容對測試環(huán)節(jié)進行回顧，結合性能測試數(shù)據(jù)，便可直觀地判斷出當前系統(tǒng)性能存在的哪些問題。

生成可靠性的系統(tǒng)報告，分析二者之間的差距產生的原因，如果是環(huán)境因素所引發(fā)的數(shù)據(jù)結果不同，則需在報告中指出環(huán)境的具體差異。此外，為保證系統(tǒng)性能測試的科學性，測試人員要結合不同條件下所得出的性能指標數(shù)據(jù)進行對比，綜合多種因素得出可靠判定的結果，并在往后的技術研發(fā)中積極探求優(yōu)化系統(tǒng)性能的先進策略，改善系統(tǒng)的弊端。

3.2 測試準備過程

完成測試調查之后，第一，要根據(jù)用戶提出的問題和可能存在問題的領域提出測試方案，重點是確定測試范圍，這樣能夠提升測試的針對性，大量的測試數(shù)據(jù)也能夠更加提供更為有效的信息。之后需要在此基礎上科學設計應用系統(tǒng)測試模型，詳細標明測試的交易占比、路徑和名稱等。當基本信息設定完成后，測試工作應當合理選擇混合場景、單交易基準等測試技術策略。另外，還需要合理對照測試的用戶、硬軟件需求，使測試計算機、軟硬件具體配置符合測試要求。第二，要創(chuàng)設測試腳本，測試腳本實際上就是根據(jù)此次測試情況設置的一系列指令，這些由字母字節(jié)構成的指令能夠通過專業(yè)測試工具自動運動，要注意的是增加測試腳本的實用性和復用性。因此，測試技術團隊需要首先編寫測試腳本的指令代碼，并且在編寫的過程中插入具體要進行測試的指令，完成后就可以作為整個測試過程中的計量和基準單位。在這個過程中還需要合理設置斷點和觀察點，在測試過程中瞄準這些斷點和觀察點，分析系統(tǒng)是否能夠流暢運行此次交易。第三，要合理構建測試環(huán)境，不論是系統(tǒng)類別、網絡帶寬、測試軟件，還是計算機硬件配置等，都要嚴格錨定到用戶日常使用的環(huán)境當中。在構建測試環(huán)境后，要嚴格與用戶日常歡迎進行比對，保證測試數(shù)據(jù)和測試結果真實可靠。[6]針對以上系統(tǒng)問題，系統(tǒng)開發(fā)人員要積極改良硬、軟件的資源配置，擴大系統(tǒng)的容量，優(yōu)化系統(tǒng)綜合性能。對經常呈現(xiàn)運行不穩(wěn)定的狀態(tài)，要強化系統(tǒng)性能測試工作，制定嚴格的性能測試標準，并且組建專門的測試團隊；對系統(tǒng)測試人員進行必要的培訓工作，掌握測試技巧；成立專業(yè)的系統(tǒng)檢測維修小組，定期對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行維修檢測，配合性能測試團隊，維持企業(yè)計算機應用系統(tǒng)的良好運營狀態(tài)。

3.3 測試執(zhí)行和結果

完成一系列測試準備工作后，實際上后續(xù)的工作就較為簡單了。當前比較成熟的測試工具在正常情況下能夠順利獲取計算機應用系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)并且分析出可能存在的問題。在測試過程中，測試工具會對測試數(shù)據(jù)進行全程監(jiān)測，并在完成執(zhí)行動作后分析收集好的數(shù)據(jù)。在完成測試分析后，技術人員應當根據(jù)測試工作的初步分析，再次梳理各類測試數(shù)據(jù)，并且對測試中發(fā)現(xiàn)的問題進行討論，并且提出解決優(yōu)化方案。特別要注意的是，測試人員需要說明此次測試的目的、過程、技術以及結果。在完成所有過程后，測試人員應當積極總結測試技術在此次應用中的效果，整理測試數(shù)據(jù)，為用戶提供準確的測試結果和解決方法。例如，我們在測試過程中假定需要測試系統(tǒng)的響應時間、并發(fā)接入能力和資源利用率。在調查用戶需求后，設定響應時間應在15 秒內，并發(fā)接入數(shù)平均為350 個，最大并發(fā)接入數(shù)不超過450 個，CPU 利用率總體不超過65%。在保證系統(tǒng)不崩潰的前提下，對應用系統(tǒng)依次進行單交易和混合場景測試。在單交易測試的過程中，采取梯度增加并發(fā)數(shù)的方式進行測試，判斷計算機應用系統(tǒng)是否能夠流暢運行和耐受。進行混合場景測試時，可以根據(jù)用戶的實際情況進行配置，初始值設置為100 位用戶，隨后增加到150 位用戶，之后逐次增加150 位用戶，達到最大并發(fā)接入數(shù)450 位用戶為止，觀察測試在不同并發(fā)接入數(shù)量下計算機的響應時間和CPU 利用率，并且對數(shù)據(jù)進行收集整理，向用戶分析問題、提出建議并且優(yōu)化系統(tǒng)即可。[7]

4 結語

計算機服務人們的重要基礎就是應用系統(tǒng)的存在，不論是當前應用最廣的Windows 系統(tǒng)還是正在大量推廣的國產Linux 系統(tǒng)，都能夠通過較為流暢的系統(tǒng)使用體驗給人們帶來科學計算、數(shù)據(jù)分析、人工智能以及各類計算機輔助功能。但是計算機應用系統(tǒng)在復雜的用戶行為下時常會出現(xiàn)卡頓或崩潰，我們要加強對計算機應用系統(tǒng)測試技術的創(chuàng)新，不斷研究測試技術的應用方式，優(yōu)化測試過程，科學分析測試數(shù)據(jù)，為用戶提供更加流暢的計算機應用系統(tǒng)使用體驗。