实验八 系统测试讲义

2. 系统测试的步骤 大型软件系统的测试步骤基本由以下四个步骤组成： 单元测试所示列出了软件工程领域中的测试与系统开 发各阶段之间的关系。
2.1 单元测试
所谓单元是指程序中的一个模块或一个子程序， 它是程序中最小的独立编译单位。因此，单元测试也 称模块测试，有时也叫逻辑测试或结构测试。 单元测试的方法一般采用白盒法，以路径覆盖为 最佳准则，且系统内多个模块可以并行地进行测试。 单元测试和编码属于软件工程过程的同一个阶段，因 为单元模块一般比较简单，为了节约时间提高效率， 往往由编程人员自己进行，在编写出源程序代码并通 过了编译程序的语法检查之后，就可以开始单元测试 了。
1.系统测试的基本概念
1.1 系统测试的定义 所谓系统测试就是为了发现程序中的错误而执行程 序的过程。 系统测试在系统生命周期中横跨了两个阶段。通常 在编写出每个模块之后就对它做必要的测试(称为单元测 试)，模块的编写者和测试者是同一个人，编码和单元测 试属于系统生命周期的同一个阶段。在这个阶段结束之 后，对软件系统还应该进行各种综合测试，这是系统生 命周期中的另一个独立的阶段，通常由专门的测试人员 承担这项工作。 1.2 系统测试的作用和意义 大量统计资料表明，系统测试的工作量往往占系统 开发总工作量的40%以上，在极端情况，测试那种关系 人的生命安全的系统所花费的成本，可能相当于其他开 发步骤总成本的3倍到5倍。
2.2 集成测试 1). 集成测试的目的 集成测试是指在单元测试的基础上，将所有模块 按照设计要求组装成一个完整的系统而进行的测试， 故也称组装测试或联合测试。 2). 集成测试的方法 集成测试的方法主要有非渐增式测试和渐增式测 试两类。 (1) 非渐增式测试 该测试是首先对每个模块分别进行单元测试，然 后再把所有的模块按设计要求组装在一起进行的测试。 (2) 渐增式测试 该测试是逐个把未经过测试的模块组装到已经测 试过的模块上去，进行集成测试。每加入一个新模块 进行一次集成的测试，重复此过程直至程序组装完毕。
2)．单元测试的方法 可以应用人工测试和计算机测试这两种类型的测 试，完成单元测试工作。 (1). 代码审查 人工测试源程序可以由编写者本人非正式地进行， 也可以由审查小组正式进行，后者称为代码审查，它 是一种非常有效的程序验证技术，对于典型的程序来 说，可以查出30%～70%的逻辑设计错误和编码错误。 (2). 测试软件 由于被测试的模块往往不是独立的程序，它处于 整个系统结构的某一层位置上，被其他模块调用或调 用其他模块，其本身不能进行单独运行，因此在单元 测试时，需要为被测模块设计驱动模块和桩模块。
1.6 系统测试的过程 系统测试的过程如图9-2所示。 1）．测试过程有三类输入：系统的软件配置、测试配 置和测试工具。 （1）软件配置：指被测试系统的文件。 （2）测试配置：指测试方案、测试计划、测试用例、 测试驱动程序等文档。 （3）测试工具：指为了提高测试效率而设计的支持系 统测试的软件。 2）．测试评价：测试的结果要和预期的结果相比较， 即是评价。如果不符，就意味着错误，需要改正，也就是 要进行纠错。 3）．调试：指找到出错的原因与位置并纠错，包括修 正文件直到系统正确为止。 4）．可靠性模型：通过对测试出的系统出错率的分析， 建立模型，得出可靠的数据，指导系统的设计与维护。
2.3 确认测试
确认测试也称为验收测试或有效性测试，它的目 标是使用实际数据进行测试，从而验证系统是否能满 足用户的实际需要，验证系统的有效性。 1).确认测试的范围 确认测试必须有用户积极参与，或者以用户为主 进行。用户应该参加设计测试方案，使用用户接口输 入测试数据并且分析评价测试的输出结果。为了使用 户能够积极主动地参与确认测试，特别是为了使用户 能有效地使用这个系统，通常在验收之前由开发部门 对用户进行培训。 确认测试一般使用黑盒测试法。
2).复查系统配置 确认测试的一项重要任务是复查系统配置。复查 的目的是保证系统配置的所有成分都齐全，各方面的 质量都符合要求，文档内容与程序完全一致，具有系 统维护阶段所必须的细节，而且全部文档都已经编好 目录。
3).Alpha测试和Beta测试 大多数系统产品的开发者使用一种称为α测试和β 测试(Alpha-testing and Beta-testing)的过程来发现 只有用户才能发现的错误。 α测试是由一个用户在开发环境下进行测试，也可 以是开发机构内部的人员在模拟实际操作环境下进行的 测试。测试的关键在于尽可能逼真地模拟实际运行环境 和用户对系统产品的操作，并尽最大努力涵盖所有可能 的用户操作方式。可见，α测试是在一个受控制环境下 的测试。 β测试是由系统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。与α测试不同的是，开发者 一般不在现场。因此，β测试是系统不在开发者控制的 环境下的“活的”应用。用户记录在测试过程中遇到的 所有问题，包括真实的以及主观认定的，定期向开发者 报告。开发者在综合用户报告之后，必须做出相应的修 改，然后才能将系统产品交付给全体用户使用。
1.5 系统测试的方法 系统测试方法一般包括静态测试与动态测 试两大类。 1).静态测试 静态测试是指被测试程序不在机器上运行， 而是采用人工检测和计算机辅助静态分析的手 段对程序进行检测。 (1)人工测试：人工测试是指不依靠计算机 而靠人工审查程序或评审软件的测试方法。具 体有下列三种方式:个人复查,走查会审。
1.3 系统测试的目的 基于不同的立场，测试存在着两种完全不同的目的。
l 从用户的角度出发，普遍希望通过系统测试暴 露系统中隐藏的错误和缺陷，以考虑是否可接受该产品。
l 从系统开发者的角度出发，则希望测试成为表 明系统产品中不存在错误的过程，验证该系统已正确地实 现了用户的要求，确立人们对系统质量的信心。
PROCEDURE EXAMPLE（A， B： REAL；VAR X：REAL）； BEGIN IF（A＞1）AND（B＝0） THEN X：＝X／A； IF（A＝2）OR（X＞1） THEN X：＝X＋1 END；
下面以它为例来介绍一下几种不同的逻辑覆盖标准。
1）语句覆盖 为了暴露程序中的错误，至少每个语句应该执行一 次。语句覆盖的含义是，选择足够多的测试数据，使被 测程序中每个语句至少执行一次。 为了使每个语句都执行一次，图9-8程序的执行路径 应该是sacbed，为此只需要输入下面的测试数据（实际 上X可以是任意实数）： A＝2，B＝0，X＝4
1．逻辑覆盖
所谓逻辑覆盖是对一系列测试过程的总称，这组测试过程逐 渐进行越来越完整的通路测试。根据覆盖源程序语句的详尽程度 的不同，有不同的覆盖标准，即语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、 判定－条件覆盖、条件组合覆盖和路径覆盖。例如，如图9-8所示 是一个被测模块的程序流程图，它的源程序（用PASCAL语言书 写）如下：
（1）白盒测试法 该方法把测试对象看作一个打开的盒子， 测试人 员须了解程序的内部结构和处理过程，以检查处理过程 的细节为基础，对程序中尽可能多的逻辑路径进行测试， 检验内部控制结构和数据结构是否有错，实际的运行状 态与预期的状态是否一致。 （2）黑盒测试法 该方法把被测试对象看成一个黑盒子，测试人员完 全不考虑程序的内部结构和处理过程，只在系统的接口 处进行测试，依据需求说明书，检查程序是否满足功能 要求。因此，黑盒测试又称为功能测试或数据驱动测试。
2.4 系统测试 系统测试是把通过确认测试的系统，作为基于计 算机系统的一个整体元素，与整个系统的其他元素结 合起来，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系 列的集成测试和有效性测试。下面简单讨论几类系统 测试。 1）. 恢复测试 恢复测试主要检查系统的容错能力。 2）. 安全性测试 系统的安全性测试是要检验在系统中已存在的系 统安全性措施、保密性措施是否发挥作用，有无漏洞。
Grenford J.Myers就系统测试的目的提出下列观点：
（1）测试是程序的执行过程，目的在于发现错误；
（2）一个好的测试用例在于能发现至今未发现的错 误； （3）一个成功的测试是发现了至今未发现的错误的 测试。 设计测试的目标是想以最少的时间和人力系统地找 出系统中潜在的各种错误和缺陷。
1.4 系统测试的基本原则
(2) 计算机辅助静态分析：这种方法是指利用静态 分析工具对被测试程序进行特性分析，从程序中提取 一些信息，以便检查程序逻辑的各种缺陷和可疑的程 序构造。
2). 动态测试
动态测试指通过运行程序发现错误，一般意义上的 测试大多是指动态测试。为使测试发现更多的错误，需 要运用一些有效的方法。通常测试任何产品有两种方法： 一是测试产品内部结构及处理过程；二是测试产品的功 能。对软件产品进行动态测试时，也用这两种方法，分 别称为白盒测试法和黑盒测试法。
3）. 强度测试 强度测试是要检查在系统运行环境不正常到发生 故障的时间内，系统可以运行到何种程度的测试。 4）. 性能测试 性能测试就是测试系统软件在被组装进系统的环 境下运行时的性能。
3 .系统测试方案的设计 设计测试方案是测试阶段的关键技术问题。所谓 测试方案包括下述三方面内容：具体的测试目的（例 如，要测试的具体功能），应该输入的测试数据和预 期的输出结果。通常又把测试数据和预期的输出结果 称为测试用例。 下面详细地介绍白盒和黑盒测试方法。 3.1 白盒测试方法 白盒测试方法把测试对象看作一个透明的盒子， 它允许测试人员利用程序内部的逻辑结构及有关信息， 设计或选择测试用例，对程序所有逻辑路径进行测试。 通过在不同点检查程序的状态，确定实际的状态是否 与预期的状态一致。因此白盒测试又称为结构测试或 逻辑驱动测试。逻辑覆盖和基本路径测试是2种常见的 白盒测试技术。
实验八
系统测试
一、实验目的 通过本实验使学生掌握软件测试用例的设计、 程序调试技术等步骤和方法。 二、实验内容和要求 对上一实验的程序，进行测试： 1) 首先设计测试方案（分别采用白盒法和黑盒法）。 2) 准备测试用例 3) 进行测试。 4) 对于出错的程序进行修改。 5)并不断循环直至程序符合要求。 6) 写出测试过程及结果。