軟件缺陷檢查單的動態(tài)生成方法

陳平，黃茂生

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

1 引言

隨著我國軟件產業(yè)的大發(fā)展，軟件測試機構迅速增多。但新興機構的測試經驗不足，導致測試機構的測試水平低下，難以整體提高。如何高效收集并傳承工程經驗，如何將項目經驗和成果延續(xù)不斷地傳遞給后來者的問題就變得越來越重要。

在實際工程的應用中，往往會利用制定標準缺陷檢查單的方法來解決這個問題，要求測試人員嚴格按照缺陷檢查單上的內容測試對象軟件。但現(xiàn)有預制定的缺陷檢查單往往也是根據(jù)固定模版及小范圍內測試人員的累積經驗補充完成的，即跟單位內（小組內）測試人員已做過的項目和發(fā)現(xiàn)缺陷的類型有關，單一針對性、依賴性較強；而且固定模版還可能長期不變，或通用性較強，不能夠適用于發(fā)現(xiàn)多變、復雜的具體工程中的各種缺陷，存在一定的局限性，不便于大范圍推廣。同時在一些人員變動較頻繁的測試單位中，一個經驗豐富的測試人員的離開，首先就意味著后續(xù)測試過程中可能發(fā)現(xiàn)的缺陷的種類、數(shù)量和深度的大幅下降，儼然形成了某種測試領域的危機。

2 缺陷檢查單動態(tài)生成方法原理

首先測試組對外的主要溝通渠道就是問題報告單，其中一個標準的問題報告單應包括缺陷的名稱、類型、現(xiàn)象描述、實際輸出概述和缺陷等級等屬性。對應的缺陷檢查單應當也包含缺陷的名稱、類型、現(xiàn)象描述、可能輸出分析和建議缺陷等級等屬性。

我們應當針對缺陷單所應該包含的屬性來著手收集、整理缺陷源數(shù)據(jù)，組織經驗豐富人員召開專項會議，分析項目工程中可能存在的缺陷及其屬性數(shù)據(jù)。在建立缺陷源數(shù)據(jù)庫的初始階段，甚至可以直接收集、整理原有項目中的問題報告單，分析提取出上述各屬性數(shù)據(jù)，同時對每一個入庫的缺陷進行標注，對缺陷發(fā)生的背景條件及可能出現(xiàn)的概率進行說明，然后存入缺陷源數(shù)據(jù)庫，并在缺陷源數(shù)據(jù)庫中進行結構排列和分類。在進行軟件測試時，再根據(jù)項目條件利用缺陷源數(shù)據(jù)庫中的對應數(shù)據(jù)，動態(tài)生成缺陷檢查單。

3 基于Access的缺陷檢查單動態(tài)生成方法

3.1 總體思路

針對缺陷屬性數(shù)據(jù)生成的缺陷源數(shù)據(jù)庫，就是將所有的缺陷類型及其名稱、定義、建議缺陷等級、預估計出現(xiàn)概率和可能輸出分析聚在一起的大集合。它是生成缺陷檢查單的必要輔助工具，是通過對測試人員實踐工作的總結，將各種可能或已發(fā)現(xiàn)的缺陷信息經必要的分析、處理后，并進行統(tǒng)計、匯總所組成的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它使得測試經驗以數(shù)據(jù)形式進行傳遞，同時為新項目建立合理、規(guī)范的缺陷檢查單提供了有效的統(tǒng)計學數(shù)據(jù)。

3.2 基于樹形表結構的缺陷源數(shù)據(jù)庫表設計

首先缺陷源數(shù)據(jù)庫的基礎是由一個簡單的Ac cess數(shù)據(jù)庫及若干個表結構構成。其中主要的表結構如表1-4所示：

表1 “缺陷表第一層”數(shù)據(jù)庫字段屬性表

可輸入內容：文檔缺陷、代碼缺陷、軟件程序缺陷等抽象層面具有概括性、種類性的缺陷類型，其中 “本層類別”為主鍵。

表2 “缺陷表第二層”數(shù)據(jù)庫字段屬性表

可輸入內容：文檔內容不一致、軟件異常退出等具體層面中具有總結性、概括性的缺陷類型，其中外鍵 “上層類別”為上一層缺陷表中的 “本層類別”，設定 “本層類別＋上層類別”為主鍵。

表3 “缺陷陷表第三層”數(shù)據(jù)庫字段屬性表

可輸入內容：用戶手冊與需求不一致、數(shù)組下標越界等具體層面中具有詳細性、針對性的缺陷類型，其中外鍵 “上層類別”為上一層缺陷表中的“本層類別”，設定“本層類別＋上層類別”為主鍵。

表4 “缺陷表第四層”數(shù)據(jù)庫字段屬性表

可輸入內容：用戶手冊與需求中關于軟件運行環(huán)境要求不一致等在具體層面中具有詳細性、針對性的缺陷類型之上的變種或推進的缺陷類型，一般根據(jù)具體項目中要求詳細描述缺陷類型時添加，其中外鍵 “上層類別”為上一層缺陷表中的 “本層類別”，設定 “本層類別＋上層類別”為主鍵。

其總體組織結構如圖1所示。

圖1 缺陷庫結構圖

可根據(jù)實際項目的需要適當?shù)卦黾尤毕荼韺訑?shù)。由于表中結構只是向上一級追朔，即建立了一個樹形結構，每一層新增節(jié)點只需和上一級節(jié)點建立強聯(lián)系。因此很容易在原有的數(shù)據(jù)庫基礎上擴充新一層分支，同時無需要求每一層缺陷類型之間的級別程度完全一致，每一個新增葉子只需對上一級節(jié)點增加一個更小的子節(jié)點。

3.3 缺陷源數(shù)據(jù)庫表實現(xiàn)

根據(jù)上述設計方法，以及數(shù)據(jù)庫表結構關系，即可利用Access數(shù)據(jù)庫，進行表的生成與關聯(lián)，其中表實現(xiàn)如圖2所示，表關系如圖3所示。將分析、標注后的缺陷源數(shù)據(jù)灌入缺陷源數(shù)據(jù)庫后即可完成動態(tài)生成缺陷檢查單的所有準備工作。

圖2 Access數(shù)據(jù)庫中缺陷源數(shù)據(jù)庫表結構

圖3 Access數(shù)據(jù)庫中缺陷源數(shù)據(jù)庫表關系

3.4 缺陷檢查單的動態(tài)實現(xiàn)

當缺陷源數(shù)據(jù)庫被完整地建立以后，即可利用其動態(tài)生成缺陷檢查單了。首先，缺陷源數(shù)據(jù)庫中的缺陷信息包括了缺陷類型及其名稱、定義、建議缺陷等級、預估計出現(xiàn)概率和可能輸出分析等屬性，而缺陷檢查單則需要缺陷的名稱、種類、定義、可能輸出分析、建議缺陷等級等屬性數(shù)據(jù)。因而可以綜合分析當前被測軟件的實際種類和預估計情況，對比缺陷源數(shù)據(jù)庫中記錄的缺陷源屬性數(shù)據(jù)，選取合適的缺陷類型，進而形成缺陷檢查單，其中在選取缺陷類型時應首先考慮提取對應最佳的葉子結點缺陷源數(shù)據(jù)，然后再向上一級進行追溯，增加同一父節(jié)點下的所有其它葉子節(jié)點，進而形成有層次結構、覆蓋全面的檢查單源數(shù)據(jù)。最后結合軟件需求及對應語言編碼規(guī)范的實際要求，整理獲取最終的缺陷檢查單如表5所示。

表5 缺陷檢查單模式

4 缺陷檢查單的數(shù)據(jù)分析與應用實踐

4.1 缺陷檢查單的缺陷信息源數(shù)據(jù)量分析及其更新策略

如下可以簡單地分析得到缺陷檢查單對應缺陷源數(shù)據(jù)庫中的缺陷信息源數(shù)據(jù)量變化情況，如圖4、5所示。

圖4 預測數(shù)據(jù)庫內缺陷信息源總數(shù)據(jù)量分析曲線

圖5 預測數(shù)據(jù)庫內新增缺陷信息源數(shù)據(jù)量分析曲線

此分析曲線適合以無任何基礎的N0個開始入庫，或從已有的初步統(tǒng)計缺陷類型Nt入手，建立數(shù)據(jù)庫。分析曲線符合正態(tài)分布原理，計劃在tm時刻能新發(fā)現(xiàn)及確定的缺陷類型數(shù)量達到峰值Nm，發(fā)現(xiàn)總數(shù)超過Nmx，此后由于庫內存儲的數(shù)據(jù)趨于成熟、豐富，新入庫數(shù)據(jù)的增長率將會明顯地下降，總數(shù)量將趨于穩(wěn)定，但仍會有新增以適應新的缺陷類型。

在上述過程中，Nt值是通過大量總結原有或現(xiàn)用的缺陷檢查單、缺陷報告類型列表及現(xiàn)有工程人員的經驗而獲得的。

建成后的數(shù)據(jù)庫缺陷信息源更新即可以在測試項目組內或測試單位內進行定期匯總、整理當前的庫內缺陷數(shù)據(jù)，再以標準庫形式進行發(fā)布；其中測試項目組內的數(shù)據(jù)可按月或季度進行更新，測試單位內的數(shù)據(jù)可按1～3年為周期進行更新；也可以在測試單位和測試項目組中分工進行，測試單位只針對第一、二、三層缺陷類型進行定義，測試項目組可在其基礎上針對具體情況進行擴充，兩者數(shù)據(jù)以單季度或半年為周期進行同步更新。

4.2 缺陷源數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)維護與缺陷檢查單的動態(tài)生成實例

在日常收集缺陷的過程中，測試人員發(fā)現(xiàn) “新缺陷”時，應首先根據(jù)異?，F(xiàn)象（缺陷）對缺陷源數(shù)據(jù)庫的所有葉子節(jié)點進行查找，當發(fā)現(xiàn)完全相符或近似的缺陷節(jié)點時，應將現(xiàn)有缺陷的實際輸出和現(xiàn)象描述與已記錄的缺陷節(jié)點的現(xiàn)象描述和預估輸出分析進行對比，確定該異?，F(xiàn)象（缺陷）的名稱、種類、定義、出現(xiàn)原因概述和缺陷等級等屬性并劃歸對應類型，覆蓋或添加相應缺陷數(shù)據(jù)的現(xiàn)象描述和預估輸出分析等信息。

當新缺陷在缺陷源數(shù)據(jù)庫的所有葉子節(jié)點中無法被精確定位時，應遵循優(yōu)先在可被概括的父節(jié)點下建立新子葉子節(jié)點的原則來生成子缺陷類型。當新缺陷在現(xiàn)有的缺陷源數(shù)據(jù)庫中無法查找到任何相符或近似的父節(jié)點或葉子節(jié)點時，才考慮新增根節(jié)點的葉子節(jié)點。

同時，應該對整個查找分析過程進行必要的監(jiān)督和評審，即對確定異?，F(xiàn)象（缺陷）屬性的過程進行監(jiān)督，對新增缺陷類型及其定義、建議缺陷等級、預估計出現(xiàn)概率和預估計輸出分析等屬性進行評審。并對已確定的異?，F(xiàn)象（缺陷）的出現(xiàn)情況和此缺陷占本項目整個發(fā)現(xiàn)缺陷比例情況進行必要的分析和統(tǒng)計，作為實際數(shù)據(jù)參數(shù)存于數(shù)據(jù)庫中，以缺陷項唯一序列號進行區(qū)分——缺陷類別（本層缺陷類別）。其中缺陷庫的收集過程及缺陷檢查單的生成過程如圖6所示。

圖6 缺陷庫的收集過程及缺陷檢查單的生成過程設定圖

表6介紹了一個簡單的缺陷庫生成的數(shù)據(jù)存儲實例，其中所有的缺陷類型均達到了第三層，那么收集第三層數(shù)據(jù)，即可生成各缺陷檢查單，如表7所示。

在軟件測試各主要過程（包括文檔審查、代碼審查、動態(tài)測試、工作產品組內互審、工作產品專家審查及項目組人力資源管理等）中，即可利用相應生成的缺陷檢查單，高效地進行相關測試或考核工作，并根據(jù)檢查單結果生成問題報告。

表6 缺陷庫數(shù)據(jù)存儲實例

5 結束語

大量收集目標缺陷信息及缺陷發(fā)生的背景條件，并以此為基礎構建缺陷信息數(shù)據(jù)庫，分析挖掘已有缺陷數(shù)據(jù)中的有用信息，進而指導軟件測試工作，對于提高缺陷發(fā)現(xiàn)率和改善軟件的質量有著重要意義，必須進行全面、詳實的記錄。而文中介紹的動態(tài)生成方法，只要計算機上安裝有Access數(shù)據(jù)庫，即可根據(jù)缺陷檢查單的基本原理并聯(lián)系工作實際來建立缺陷源數(shù)據(jù)庫，并在測試項目組或測試單位內簡單、方便地生成所需的缺陷檢查單。同時，建立完整的缺陷檢查單及其對應的缺陷源數(shù)據(jù)庫有利于為各個測試項目組建立相應的標準化機制，統(tǒng)一缺陷名稱、適用范圍及缺陷等級情況。并有益于測試單位內實踐經驗的有效傳遞，測試新手在學習測試方法時，可通過了解前輩建立的缺陷源數(shù)據(jù)庫，更好、更快地適應新的工作崗位。項目管理人員也可以通過對缺陷信息源進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，建立更加合適的、有具體項目條件的缺陷檢查單，并對被發(fā)現(xiàn)的概率及出現(xiàn)前提進行分析、預測，合理地調配人員，盡可能早地發(fā)現(xiàn)缺陷，更好地完成軟件測試工作。

表7 缺陷檢查單實例

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