軟件質(zhì)量和測試的背景

第1章軟件質(zhì)量和測試的背景1內(nèi)容提要1.1 軟件特征與軟件工程 1.1.1 軟件分類 1.1.2 層次化軟件工程 1.1.3 軟件范型的轉(zhuǎn)變 1.1.4 現(xiàn)代軟件開發(fā) 1.2 軟件質(zhì)量 1.2.1 質(zhì)量概念 1.2.2 質(zhì)量運(yùn)動(dòng) 1.2.3 軟件質(zhì)量概念 1.2.4 軟件質(zhì)量評價(jià)體系與標(biāo)準(zhǔn) 1.3 軟件測試與可靠性概述 1.3.1 軟件測試的意義 1.3.2 軟件測試的定義 1.3.3 軟件測試方法 1.3.4 軟件測試自動(dòng)化 1.3.5 軟件缺陷的修復(fù)費(fèi)用 1.4 軟件質(zhì)量保證與測試人才的特點(diǎn) 1.4.1 現(xiàn)代軟件研發(fā)對軟件人才的需求 1.4.2 優(yōu)秀的軟件測試員應(yīng)具備的素質(zhì) 1.5 小結(jié) 21.1 軟件特征與軟件工程要理解軟件的含義并全面地理解軟件工程，我們首先要明確軟件的特征，并據(jù)此知道軟件與人類建造的其它事物之間的區(qū)別。IEEE定義對軟件的定義如下：軟件是計(jì)算機(jī)程序、規(guī)程以及可能的相關(guān)文檔和運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)。軟件包含計(jì)算機(jī)程序、規(guī)程、文檔和軟件系統(tǒng)運(yùn)行所必需的數(shù)據(jù)四個(gè)部分。3軟件具有與硬件完全不同的特征軟件是開發(fā)產(chǎn)生的，而不是用傳統(tǒng)方法制造。軟件不會像硬件一樣有磨損。很多軟件不能通過已有構(gòu)件組裝，只能自己定義。4硬件、軟件失效曲線圖51.1.1 軟件分類當(dāng)前的計(jì)算機(jī)軟件分為七個(gè)大類，使得軟件工程正面臨持續(xù)的挑戰(zhàn)：系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件Web應(yīng)用軟件工程和科學(xué)軟件嵌入式軟件產(chǎn)品線軟件人工智能軟件6新的挑戰(zhàn)也逐漸顯現(xiàn)出來普適計(jì)算網(wǎng)絡(luò)資源開源軟件新經(jīng)濟(jì)71.1.2 層次化軟件工程FritzBauer在NATO（北大西洋公約組織）會議上給出的定義仍是我們進(jìn)一步展開討論的基礎(chǔ)：軟件工程：是為了經(jīng)濟(jì)地獲得可靠的和能在實(shí)際機(jī)器上高效運(yùn)行的軟件而建立和使用的好的工程原則。美國電氣和電子工程師協(xié)會（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE）給出了一個(gè)更加綜合的定義：軟件工程：（1）將系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)的過程，即將工程化應(yīng)用于軟件中。（2）（1）中所述方法的研究。8軟件過程、軟件方法和軟件工具9軟件工程的視圖拋開要工程化的實(shí)體，我們必須先回答下列問題：要解決的問題是什么？要用于解決該問題的實(shí)體具有什么特點(diǎn)？如何實(shí)現(xiàn)該實(shí)體？其解決方案是怎樣的？如何建造該實(shí)體？采用什么方法去發(fā)現(xiàn)該實(shí)體設(shè)計(jì)和建造過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤？當(dāng)該實(shí)體的用戶要求修改、適應(yīng)和增強(qiáng)時(shí)，如何支持這些活動(dòng)？10三個(gè)個(gè)階階段段我們們可可以以把把與與軟軟件件工工程程相相關(guān)關(guān)的的工工作作分分為為三三個(gè)個(gè)階階段段，，其其中中的的每每個(gè)個(gè)階階段段能能夠夠回回答答上上述述的的一一個(gè)個(gè)或或多多個(gè)個(gè)問問題題：：定義階段段針對““做什么么”開發(fā)階段段針對““如何做做”維護(hù)階段段針對““改變””11補(bǔ)充說明明還有很多多保護(hù)性性活動(dòng)用用來補(bǔ)充充說明在在軟件工工程的一一般視圖圖中的各各個(gè)階段段和相關(guān)關(guān)步驟，，這些典典型的貫貫穿于整整個(gè)軟件件過程中中的活動(dòng)動(dòng)包括：：軟件項(xiàng)目目追蹤和和控制正式的技技術(shù)復(fù)審審軟件質(zhì)量量保證軟件配置置管理文檔的準(zhǔn)準(zhǔn)備和產(chǎn)產(chǎn)生可復(fù)用用管理理測試風(fēng)險(xiǎn)管管理121.1.3軟軟件范范型的的轉(zhuǎn)變變131.1.4現(xiàn)現(xiàn)代軟軟件開開發(fā)傳統(tǒng)軟軟件開開發(fā)和和現(xiàn)代代軟件件開發(fā)發(fā)軟件團(tuán)團(tuán)隊(duì)與與軟件件開發(fā)發(fā)人員員的培培養(yǎng)141.2軟軟件質(zhì)質(zhì)量有些軟軟件開開發(fā)者者仍然然相信信軟件件質(zhì)量量是在在編碼碼之后后才應(yīng)應(yīng)該開開始擔(dān)擔(dān)心的的事情情。這這是荒荒謬的的，因因?yàn)檐涇浖|(zhì)質(zhì)量保保證（（SoftwareQualityAssurance，SQA）是是一種種應(yīng)用用于整整個(gè)軟軟件過過程的的保護(hù)護(hù)性活活動(dòng)，，它包包括：：一種質(zhì)質(zhì)量管管理方方法，，有效的的軟件件工程程技術(shù)術(shù)（方方法和和工具具）在整個(gè)個(gè)軟件件過程程中采采用的的正式式技術(shù)術(shù)復(fù)審審一種多多層次次的測測試策策略對軟件件文檔檔及其其修改改的控控制保證軟軟件遵遵從軟軟件開開發(fā)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的規(guī)程程度量和和報(bào)告告機(jī)制制151.2.1 質(zhì)量概概念我們應(yīng)從以以下幾個(gè)方方面考慮軟軟件質(zhì)量：：軟件結(jié)構(gòu)方方面功能與性能能方面開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)與與文檔方面面161.2.2 質(zhì)量運(yùn)運(yùn)動(dòng)全面質(zhì)量管管理通常都都包括以下下4個(gè)步驟驟：第1步是指指一個(gè)連續(xù)續(xù)的過程改改進(jìn)系統(tǒng)，，其目標(biāo)在在于開發(fā)一一個(gè)看的見見的、可重重復(fù)的和可可度量的軟軟件過程。。第2步只第第1步完成成之后才可可啟動(dòng)。這這一步將檢檢查影響過過程的其它它因素，并并優(yōu)化這些些因素對過過程的影響響。例如，，軟件過程程可能受到到高層職員員流動(dòng)的影影響，而該該影響則是是公司內(nèi)部部不斷重組組而引起的的。一個(gè)穩(wěn)穩(wěn)定的公司司組織會對對軟件質(zhì)量量的提高帶帶來很大的的幫助，所所以第2步步可以幫助助管理者對對公司重組組方式提出出建議。前面兩個(gè)步步驟關(guān)注的的是過程，，第3步（（或稱為““第五感覺覺”）則關(guān)關(guān)注軟件產(chǎn)產(chǎn)品的用戶戶，它是通通過檢查用用戶使用產(chǎn)產(chǎn)品的方式式，而導(dǎo)致致產(chǎn)品本身身的改進(jìn)和和潛在地改改進(jìn)產(chǎn)品的的生產(chǎn)過程程。第4步將管管理者的注注意從當(dāng)前前的產(chǎn)品上上移開并拓拓寬。作為為一個(gè)面向向商業(yè)的步步驟，該步步驟通過觀觀察產(chǎn)品的的市場用途途，來尋找找產(chǎn)品在相相關(guān)領(lǐng)域中中的發(fā)展機(jī)機(jī)會。在軟軟件領(lǐng)域，，第4步可可以被視為為一種發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有利可圖圖的新產(chǎn)品品，或視作作尋找當(dāng)前前計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)的副產(chǎn)產(chǎn)品用途的的努力。171.2.3 軟件質(zhì)質(zhì)量概念I(lǐng)EEE關(guān)關(guān)于軟件質(zhì)質(zhì)量的定義義：軟件質(zhì)質(zhì)量是系統(tǒng)、部件件或者過程程滿足規(guī)定定需求的程程度。系統(tǒng)、部件件或者過程程滿足顧客客或者用戶戶需要或期期望的程度度。該定義相對對客觀，強(qiáng)強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品品（或服務(wù)務(wù)）和客戶戶/社會需需求的一致致性。ANSI關(guān)關(guān)于軟件質(zhì)質(zhì)量的定義義：按照ANSI（（AmericanNationalStandardsInstitute，美國國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)學(xué)會）在在1983年的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)陳述，軟軟件質(zhì)量定定義為“與與軟件產(chǎn)品品滿足規(guī)定定的和隱含含的需求的的能力有關(guān)關(guān)的特征和和特性的全全體”。具具體包括軟件產(chǎn)品中中能滿足用用戶給定需需求的全部部特性的集集合，軟件具有所所期望的各各種屬性組組合的程度度，用戶主觀得得出的軟件件是否滿足足其綜合期期望的程度度，決定所用軟軟件在使用用中將滿足足其綜合期期望程度的的軟件合成成特性。186個(gè)主要特特征我們把各類類軟件綜合合起來看，，可以列出出下列6個(gè)個(gè)主要特征征：功能性：軟軟件實(shí)現(xiàn)的的功能達(dá)到到要求的和和隱含的用用戶需求以以及設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范的程度度，可靠性：軟軟件在指定定條件和特特定時(shí)間段段內(nèi)維持性性能的能力力程度，易使用性：：用戶使用用該軟件所所付出的學(xué)學(xué)習(xí)精力，，效率：在指指定條件下下，軟件功功能與所占占用資源之之間的比值值，可維護(hù)性：：當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)錯(cuò)誤、運(yùn)行行環(huán)境改變變或客戶需需求改變時(shí)時(shí)，程序能能修改的容容易程度，，可移植性：：將軟件從從一種環(huán)境境移入另一一種環(huán)境的的容易程度度。191.2.4 軟件質(zhì)質(zhì)量評價(jià)體體系與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)IEEE給給出軟件質(zhì)質(zhì)量保證的的定義，軟軟件質(zhì)量保保證（SQA）是：：一種有計(jì)劃劃的，系統(tǒng)統(tǒng)化的行動(dòng)動(dòng)模式，它它是為項(xiàng)目目或者產(chǎn)品品符合己有有技術(shù)需求求提供充分分信任所必必需的。設(shè)計(jì)用來評評價(jià)開發(fā)或或者制造產(chǎn)產(chǎn)品的過程程的一組活活動(dòng)，與質(zhì)質(zhì)量控制有有區(qū)別。201.3軟軟件測試與與可靠性概概述1.3.1 軟件測測試的意義義迪斯尼獅子子王缺陷英特爾浮點(diǎn)點(diǎn)除法缺陷陷人造隕石坑坑缺陷程序員的千千年蟲問題題Windows的輸輸入法漏洞洞愛國者導(dǎo)彈彈缺陷211.3.2 軟件測測試的定義義1983年年，，IEEE在在提提出出的的軟軟件件測測試試文文檔檔標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（（IEEEStandardForSoftwareTestDocument）），，即即IEEE829-1983中中對對軟軟件件測測試試進(jìn)進(jìn)行行了了準(zhǔn)準(zhǔn)確確的的定定義義：：軟件件測測試試是是使使用用人人工工或或自自動(dòng)動(dòng)手手段段來來運(yùn)運(yùn)行行或或測測定定某某個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)的的過過程程，，檢檢驗(yàn)驗(yàn)它它是是否否滿滿足足規(guī)規(guī)定定的的需需求求或或者者弄弄清清預(yù)預(yù)期期結(jié)結(jié)果果與與實(shí)實(shí)際際結(jié)結(jié)果果之之間間的的差差別別。。IEEE在在1990年頒頒布的的軟件件工程程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)術(shù)語語集中中沿用用了這這一概概念，，該概概念非非常明明確的的提出出了軟軟件測測試以以檢驗(yàn)驗(yàn)是否否滿足足需求求為目目標(biāo)。。其次，，G.J.Myers在在其經(jīng)經(jīng)典論論著《《軟件件測試試的藝藝術(shù)》》中對對軟件件測試試提出出如下下觀點(diǎn)點(diǎn)：測試是是程序序的執(zhí)執(zhí)行過過程，，目的的在于于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)錯(cuò)誤誤，一個(gè)好好的測測試用用例可可以發(fā)發(fā)現(xiàn)至至今尚尚未發(fā)發(fā)現(xiàn)的的錯(cuò)誤誤，一個(gè)成成功的的測試試能發(fā)發(fā)現(xiàn)至至今未未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的錯(cuò)錯(cuò)誤。。221.3.3軟軟件測測試方方法1.靜靜態(tài)態(tài)方法法和動(dòng)動(dòng)態(tài)方方法2.黑黑盒盒測試試、白白盒測測試和和灰盒盒測試試3.基基于于軟件件開發(fā)發(fā)階段段的測測試方方法需求測測試單元測測試集成測測試性能測測試壓力測測試容量測測試配置測測試回歸測測試安裝測測試安全性性測試試231.3.4軟軟件測測試自自動(dòng)化化白盒測測試工工具功能測測試工工具負(fù)載壓壓力測測試工工具測試管管理工工具241.3.5軟軟件缺缺陷的的修復(fù)復(fù)費(fèi)用用251.4軟軟件質(zhì)質(zhì)量保保證與與測試試人才才的特特點(diǎn)1.4.1現(xiàn)現(xiàn)代軟軟件研研發(fā)對對軟件件人才才的需需求傳統(tǒng)軟件人才的特點(diǎn)創(chuàng)新軟件人才的特點(diǎn)敢冒風(fēng)險(xiǎn)敢冒風(fēng)險(xiǎn)有雄心壯志有雄心壯志能學(xué)習(xí)，適應(yīng)新環(huán)境能學(xué)習(xí)，適應(yīng)新環(huán)境實(shí)事求是的作風(fēng)創(chuàng)新精神有克服困難的毅力如果對問題有興趣，則有熱情、有主動(dòng)性扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，尤其是數(shù)學(xué)獨(dú)立從事研究的能力很強(qiáng)的編程能力題目想的遠(yuǎn)、做的深講紀(jì)律、講服從對什么事都有主見對許多事情都沒有主見，即使有想法也不敢說直截了當(dāng)?shù)販贤ㄉ踔僚u和爭論26研發(fā)方方法的的差別別創(chuàng)新研發(fā)方法非創(chuàng)新研發(fā)方法想著做事情坐著想事情經(jīng)過科學(xué)手段、大量的數(shù)據(jù)、可重復(fù)的深入研究膚淺的、無用的、無法擴(kuò)張的簡單結(jié)果研究、理解、借用別人的結(jié)果不看別人的研究，或只抄襲別人的研究成果經(jīng)過親自的設(shè)計(jì)工程原型，證實(shí)對用戶有用理論的、沒用的紙上談兵承認(rèn)失敗，從頭開始不承認(rèn)失敗，永無止境地延續(xù)研究27現(xiàn)代軟軟件研研發(fā)對對軟件件人才才提出出的要要求專業(yè)基基礎(chǔ)和和創(chuàng)新新能力力具備主主人翁翁精神神良好的的團(tuán)隊(duì)隊(duì)精神神從錯(cuò)誤中學(xué)學(xué)習(xí)的能力力281.4.2 優(yōu)秀的的軟件測試試員應(yīng)具備備的素質(zhì)軟件測試員員是探索者者：軟件測試員員不會害怕怕進(jìn)入陌生生環(huán)境，他他們喜歡拿拿到新的軟軟件，安裝裝在自己的的機(jī)器上并并觀看結(jié)果果。軟件測試員員是故障排排除員：軟件測試員員善于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題的癥癥結(jié)，他們們喜歡解謎謎。軟件測試員員不放過蛛蛛絲馬跡：：軟件測試員員總在不停停地嘗試。。他們可能能會碰到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)瞬即逝或或者難以證證實(shí)的軟件件缺陷，當(dāng)當(dāng)然，他們們不會當(dāng)作作視偶然而而輕易放過過，而會想想盡一切可可能去發(fā)現(xiàn)現(xiàn)它們。軟件測試員員具有創(chuàng)造造性：這是對測試試是顯而易易見的。軟軟件測試員員的工作是是要想出富富有創(chuàng)意審審視超常的的手段來尋尋找缺陷。。軟件測試員員是追求完完美者：軟件測試員員力求完美美，但是當(dāng)當(dāng)知道某些些無法企及及時(shí)，他們們不去苛求求，而是盡盡力接近目目標(biāo)。軟件測試員員判斷準(zhǔn)確確：軟件測試員員要判斷測測試內(nèi)容、、測試時(shí)間間、以及看看到的問題題是否是真真正的缺陷陷。軟件測試員員注重策略略和外交：：軟件測試員員常常帶來來的壞消息息。他們必必須告訴程程序員，你你的程序很很糟糕。好好的軟件測測試員知道道以怎樣的的策略來溝溝通這些問問題，他們們也能夠和和有時(shí)不夠夠冷靜的程程序員合作作。軟件測試員員善于說服服：軟件測試員員找出的缺缺陷有時(shí)會會被認(rèn)為不不重要且不不用修復(fù)。。這時(shí)測試試員要善于于清晰