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1
第六章
软件测试及软件 质量控制
2
软件系统的开发过程中，软件测试占据着重要地 位。尽管人们采取了多种保证软件质量的措施，由 于软件系统的客观复杂性，人们的主观认识不可能 完全符合客观实际，完美无缺，每个阶段的技术审 查也不可能毫无遗漏地查出和纠正所有的设计和分 析上的错误，在软件生命周期的各个阶段，都不可 避免地会产生差错，这些差错迟早会在软件的生产 和使用过程中暴露出来。
软件工程实践的经验表明，发现软件的时刻越晚，3 改正这些错误所花费的代价也越高，如果在软件投入 使用之前没有发现和纠正软件的大部分错误，人们付 出的代价会更高，往往会造成恶劣的后果。
从广义上来说，软件测试工作散布在软件生命周期 的各个开发阶段，人们认识到，软件测试是保证软件 质量的主要手段，各阶段的评审工作和验证工作，均 是广义概念上的测试工作。而主要的测试是在编码和 测试这两个阶段进行的。因此，狭义的软件测试就是 程序测试。
4
6.1 软件测试基本概念
G.J.Myers给出了关于测试的一些规则，被软件工 程领域认可： （1）测试是为了发现程序中的错误而执行程序的 过程； （2）好的测试方案极有可能发现迄今为止尚未发 现的错误； （3）成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错 误。
5
6.1 软件测试基本概念
这些规则，实际上是软件测试的狭义概念——程 序测试。
狭义的软件测试：测试是为了发现错误而执行程 序的过程。是根据软件开发的各个阶段的说明和程 序的内部结构而精心设计的一批测试用例（有输入 数据及预期的结果），并利用这些测试用例执行程 序及发现错误的过程。
6
6.1 软件测试基本概念
广义的软件测试是对软件计划、软件系统分析、 软件设计、软件编码进行的查错活动，包括代码执行 和人工审查活动，测试的目的是找出软件生命周期的 各个阶段的错误，有利于以后进行修改和纠正。但测 试本身不修正错误，调试才会修正错误。即找错的活 动是测试；分析错误的性质与位置，进行纠错的活动 是调试，保证算法的正确实现。软件测试与程序测试 都是查找错误的活动，差别在于查找错误的范围不同。
7
6.1 软件测试基本概念
由于测试的目标是暴露程序的错误，从心理学角 度看，由设计者自己进行测试是不恰当的，设计小 组和测试小组应该分别设立，有利于进行客观和公 正的软件测试。测试是有限的，由于通常的测试过 程不可能穷尽一切情况，即使经过了严格的测试之 后，仍然可能存在没有被发现的错误隐藏在程序中， 不能证明程序中没有错误。
8
6.1 软件测试基本概念
因此，测试仅仅有可能找出程序的错误，测试不 能证明程序是正确的。软件工程中所有其它阶段都 是“建设性”的，软件工程师力图从抽象概念出发， 逐步设计出具体的软件系统，而测试人员的工作表 面上看却是“破坏性”的，竭力证明软件中含有错 误，不能按预定要求正确工作。凡是进行对比的方 式均可理解为测试验证。
9
6.1.2 软件测试的对象
软件测试应该贯穿于软件生命期的各个阶段，各 阶段的工作是相互衔接、相互影响的，前一阶段发生 的问题自然要影响到下一阶段的工作。为了把握各个 环节的正确性，人们需要进行各种确认和验证工作。
软件确认是广义上的软件测试，它是企图证明软件在 一个给定的外部环境中软件的逻辑正确性的一系列活 动和过程，如需求说明书的确认、程序的确认等。
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6.1.2 软件测试的对象
• 程序的确认又分为静态确认与动态确认。
静态确认一般不在计算机上执行程序，而是通过 程序正确性证明、静态分析或人工分析来确认程序 的正确性；
动态确认主要通过动态分析和动态测试，用执行 程序的过程来检查执行的状态，确认程序是否有问 题；
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6.1.2 软件测试的对象
正确性证明主要是企图绕过复杂的测试，直接证明 程序的正确性。
• 如程序的输入输出断言法。
设程序段为S，其前断言为P，后断言为R。如果执 行S以前P为真，则执行S后R也为真，则证明S是正确 的，记为{P}S{R}。
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6.1.2 软件测试的对象
任何程序总可以分成S1、S2、… Sn个结点，对 应的断言为R1、R2、…、Rn，起初R1为输入断言， R2为输出断言，也是下一个输入断言，… Rn为最 后的输出断言，我们总可以，将S1、S2、… Sn逐 个证明，自顶向下或自底向上都可证明程序的正确 性，该分支已发展为计算机代数学；
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6.1.2 软件测试的对象
软件验证也属于广义上的软件测试，它试图证明在 软件生命期的各个阶段、各阶段的逻辑协调性、完备 性和正确性。
包括系统分析员理解用户要求的正确性、表达的正 确性、设计人员对需求规格说明理解的正确性、设计 与设计表达的正确性、程序编码的正确性和运行软件 程序时输入的正确性、运行结果的正确性等，运行结 果与用户预期的结果是否一致等，这说明任何一个环 节上发生了问题都可能在软件测试中表现出来。
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6.1.3 测试信息流
将测试的过程用数据流图表示，可得测试信息流 如图6-1所示。
软件配置 1 测试结果 2 错误
测试配置
测试结果
测试工具 测试
评价
（至软件配置） 3 修正的软件
调试 正确
预测结果
出错率 4 数据 可靠性
分析
图6-1 测试信息流
15
6.1.3 测试信息流
1.测试过程需要三类输入：
（1）软件配置：包括软件开发文档（用户文档、 需求规格说明、软件设计说明、源程序代码）、目 标执行程序、数据结构；
（2）测试配置：包括测试计划、测试用例、测试 驱动程序等；实际上在整个软件开发过程中，测试 配置只是软件配置的一个子集；
16
6.1.3 测试信息流
（3）测试工具：为提高软件测试效率，使用测 试工具为测试工作服务；如：测试数据自动生成 程序，静态分析程序、动态分析程序、测试结果 分析程序及标准例程测试数据库等。
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6.1.3 测试信息流
测试之后，对所有测试结果进行分析，将实际 测试的结果与预期的结果进行比较。如果发现出 错的数据，则意味着软件有错误，需要纠错，应 进行调试，确定错误的位置和出错的性质，改正 这些错误，同时修正相关文档。修正过的文档一 般需经过再次测试，直到通过测试为止。
第六章
软件测试及软件 质量控制
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软件系统的开发过程中，软件测试占据着重要地 位。尽管人们采取了多种保证软件质量的措施，由 于软件系统的客观复杂性，人们的主观认识不可能 完全符合客观实际，完美无缺，每个阶段的技术审 查也不可能毫无遗漏地查出和纠正所有的设计和分 析上的错误，在软件生命周期的各个阶段，都不可 避免地会产生差错，这些差错迟早会在软件的生产 和使用过程中暴露出来。
软件工程实践的经验表明，发现软件的时刻越晚，3 改正这些错误所花费的代价也越高，如果在软件投入 使用之前没有发现和纠正软件的大部分错误，人们付 出的代价会更高，往往会造成恶劣的后果。
从广义上来说，软件测试工作散布在软件生命周期 的各个开发阶段，人们认识到，软件测试是保证软件 质量的主要手段，各阶段的评审工作和验证工作，均 是广义概念上的测试工作。而主要的测试是在编码和 测试这两个阶段进行的。因此，狭义的软件测试就是 程序测试。
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6.1 软件测试基本概念
G.J.Myers给出了关于测试的一些规则，被软件工 程领域认可： （1）测试是为了发现程序中的错误而执行程序的 过程； （2）好的测试方案极有可能发现迄今为止尚未发 现的错误； （3）成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错 误。
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6.1 软件测试基本概念
这些规则，实际上是软件测试的狭义概念——程 序测试。
狭义的软件测试：测试是为了发现错误而执行程 序的过程。是根据软件开发的各个阶段的说明和程 序的内部结构而精心设计的一批测试用例（有输入 数据及预期的结果），并利用这些测试用例执行程 序及发现错误的过程。
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6.1 软件测试基本概念
广义的软件测试是对软件计划、软件系统分析、 软件设计、软件编码进行的查错活动，包括代码执行 和人工审查活动，测试的目的是找出软件生命周期的 各个阶段的错误，有利于以后进行修改和纠正。但测 试本身不修正错误，调试才会修正错误。即找错的活 动是测试；分析错误的性质与位置，进行纠错的活动 是调试，保证算法的正确实现。软件测试与程序测试 都是查找错误的活动，差别在于查找错误的范围不同。
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6.1 软件测试基本概念
由于测试的目标是暴露程序的错误，从心理学角 度看，由设计者自己进行测试是不恰当的，设计小 组和测试小组应该分别设立，有利于进行客观和公 正的软件测试。测试是有限的，由于通常的测试过 程不可能穷尽一切情况，即使经过了严格的测试之 后，仍然可能存在没有被发现的错误隐藏在程序中， 不能证明程序中没有错误。
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6.1 软件测试基本概念
因此，测试仅仅有可能找出程序的错误，测试不 能证明程序是正确的。软件工程中所有其它阶段都 是“建设性”的，软件工程师力图从抽象概念出发， 逐步设计出具体的软件系统，而测试人员的工作表 面上看却是“破坏性”的，竭力证明软件中含有错 误，不能按预定要求正确工作。凡是进行对比的方 式均可理解为测试验证。
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6.1.2 软件测试的对象
软件测试应该贯穿于软件生命期的各个阶段，各 阶段的工作是相互衔接、相互影响的，前一阶段发生 的问题自然要影响到下一阶段的工作。为了把握各个 环节的正确性，人们需要进行各种确认和验证工作。
软件确认是广义上的软件测试，它是企图证明软件在 一个给定的外部环境中软件的逻辑正确性的一系列活 动和过程，如需求说明书的确认、程序的确认等。
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6.1.2 软件测试的对象
• 程序的确认又分为静态确认与动态确认。
静态确认一般不在计算机上执行程序，而是通过 程序正确性证明、静态分析或人工分析来确认程序 的正确性；
动态确认主要通过动态分析和动态测试，用执行 程序的过程来检查执行的状态，确认程序是否有问 题；
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6.1.2 软件测试的对象
正确性证明主要是企图绕过复杂的测试，直接证明 程序的正确性。
• 如程序的输入输出断言法。
设程序段为S，其前断言为P，后断言为R。如果执 行S以前P为真，则执行S后R也为真，则证明S是正确 的，记为{P}S{R}。
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6.1.2 软件测试的对象
任何程序总可以分成S1、S2、… Sn个结点，对 应的断言为R1、R2、…、Rn，起初R1为输入断言， R2为输出断言，也是下一个输入断言，… Rn为最 后的输出断言，我们总可以，将S1、S2、… Sn逐 个证明，自顶向下或自底向上都可证明程序的正确 性，该分支已发展为计算机代数学；
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6.1.2 软件测试的对象
软件验证也属于广义上的软件测试，它试图证明在 软件生命期的各个阶段、各阶段的逻辑协调性、完备 性和正确性。
包括系统分析员理解用户要求的正确性、表达的正 确性、设计人员对需求规格说明理解的正确性、设计 与设计表达的正确性、程序编码的正确性和运行软件 程序时输入的正确性、运行结果的正确性等，运行结 果与用户预期的结果是否一致等，这说明任何一个环 节上发生了问题都可能在软件测试中表现出来。
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6.1.3 测试信息流
将测试的过程用数据流图表示，可得测试信息流 如图6-1所示。
软件配置 1 测试结果 2 错误
测试配置
测试结果
测试工具 测试
评价
（至软件配置） 3 修正的软件
调试 正确
预测结果
出错率 4 数据 可靠性
分析
图6-1 测试信息流
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6.1.3 测试信息流
1.测试过程需要三类输入：
（1）软件配置：包括软件开发文档（用户文档、 需求规格说明、软件设计说明、源程序代码）、目 标执行程序、数据结构；
（2）测试配置：包括测试计划、测试用例、测试 驱动程序等；实际上在整个软件开发过程中，测试 配置只是软件配置的一个子集；
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6.1.3 测试信息流
（3）测试工具：为提高软件测试效率，使用测 试工具为测试工作服务；如：测试数据自动生成 程序，静态分析程序、动态分析程序、测试结果 分析程序及标准例程测试数据库等。
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6.1.3 测试信息流
测试之后，对所有测试结果进行分析，将实际 测试的结果与预期的结果进行比较。如果发现出 错的数据，则意味着软件有错误，需要纠错，应 进行调试，确定错误的位置和出错的性质，改正 这些错误，同时修正相关文档。修正过的文档一 般需经过再次测试，直到通过测试为止。