基于框架的軟件測試性分析

陳君

【摘要】分析了基于框架的軟件產(chǎn)品線測試方法、當前的狀況以及相關(guān)的自動化測試工具，為確保軟件產(chǎn)品線的可靠性以及促使軟件生產(chǎn)在時間、成本和質(zhì)量方面獲得顯著的改善提供了有力支持。

【關(guān)鍵詞】軟件產(chǎn)品線測試；面向?qū)ο蟮能浖y試：自動化工具支持

【中圖分類號】TP311

【文獻標識碼】A

【文章編號】1672-5158（2013）04-0003-02

軟件產(chǎn)品線是一套軟件密集型系統(tǒng)，它擁有一組能滿足特定需求的公共的、可管理的特性，并且是按預定義的方式由一組公共的核心資產(chǎn)開發(fā)而來。軟件產(chǎn)品線可以提供重用軟件資產(chǎn)，生產(chǎn)和開發(fā)一組類似系統(tǒng)的方法，使用這種方法可以有效地降低成本、縮短產(chǎn)品面世時間、提高軟件質(zhì)量。它是軟件產(chǎn)業(yè)向大規(guī)模定制模式發(fā)展的一個重要途徑和方法。

面向?qū)ο蟮膽每蚣苁且环N軟件半成品，是軟件產(chǎn)品線的主干（backbone）?？蚣芫哂泻軓姷念I(lǐng)域特性，是對問題領(lǐng)域共性的抽?。I(lǐng)域分析），它用一種抽象可擴展的方式描述產(chǎn)品線中所有產(chǎn)品的共性特征?；诳蚣艿拈_發(fā)方法把軟件復用提高到了設計層次，提高了軟件生產(chǎn)率。

在軟件開發(fā)過程中，測試是一項持續(xù)性活動，同時也是一項勞動密集型活動。傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮臏y試方法是產(chǎn)品線測試的基礎(chǔ)，因為軟件產(chǎn)品線，尤其是框架通常是用面向?qū)ο蠹夹g(shù)來進行設計和實施的。為了確?？蚣艿目煽啃?，在應用它之前必須進行仔細的檢測。實踐中，通常是通過測試應用程序來測試框架，因而難以區(qū)分框架和應用程序的編碼錯誤。同時，當前測試框架和產(chǎn)品線的方法還非常不成熟，因此對成熟測試方法的需求十分迫切，測試過程也應獲得測試工具更多的支持。

1 面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)測試

1.1 面向?qū)ο笙到y(tǒng)的測試方法與過程

為了保證軟件的質(zhì)量和可靠性，應力求在分析、設計等各個開發(fā)階段，對軟件進行嚴格技術(shù)評審。近年來，測試的作用在很多組織中得以擴展，進而為軟件可靠性的評估提供技術(shù)支持。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)產(chǎn)生更好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，更規(guī)范的編程風格，極大地優(yōu)化了數(shù)據(jù)使用的安全性，提高了程序代碼的使用率，然而正是因為面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)的軟件代碼重用率高，這就需要更嚴格的測試，避免錯誤的繁衍。

1.2 測試自動化和工具支持

近幾年來，許多研究工作者通過使用自動化的測試工具對軟件的質(zhì)量進行保障研究。到現(xiàn)在為止自動化測試工具已經(jīng)足夠完善了，完全可以應用自動化測試工具來大幅度地提高軟件測試的效率和質(zhì)量。在使用自動化的測試工具的時候應盡早地開始測試工作，這樣可以使修改錯誤更加地容易和廉價，并且可以減少更正錯誤對軟件開發(fā)周期的影響。

自動化支持的一個關(guān)鍵因素是是否有用于所有測試交付物和工作產(chǎn)品的中心項目數(shù)據(jù)庫。這可以指的是測試管理系統(tǒng)，包括用于對測試進行保存、描述、文檔化和跟蹤，并且對測試目標和結(jié)果進行記錄、跟蹤、評審的輔助設施。好的工具可以使得這些信息很容易被項目組獲得，并且提供穩(wěn)定的工作流支持來簡化和跟蹤軟件開發(fā)過程。

2 軟件產(chǎn)品線測試方法

在軟件產(chǎn)品線測試時雖然可以使用傳統(tǒng)面向?qū)ο蟮臏y試方法，但仍強烈需要一個明確定義的產(chǎn)品線測試過程和方法，包括工具支持。這是因為當一個產(chǎn)品線或多個產(chǎn)品線被測試時，一些具體問題就會暴露出來。例如規(guī)模問題，因為產(chǎn)品線中的所有應用都需要測試，這就使得產(chǎn)品線的測試要比單獨的產(chǎn)品測試要復雜得多。產(chǎn)品線測試的關(guān)鍵在于重用測試用例和測試件（Testwarc，指測試工作形成的產(chǎn)品），而不是將產(chǎn)品線中的每個軟件作為一個單獨的產(chǎn)品來進行測試。

2.1 軟件產(chǎn)品線測試

產(chǎn)品線測試關(guān)系到多個方面，包括回歸測試、非完整性項目測試和有效使用可重用的測試資產(chǎn)等等?；貧w測試是用來確認前期可正常工作的組件在面臨某些修改時，是否還能正確運行。產(chǎn)品線中的成員在共享許多共性特征的基礎(chǔ)上又各自變化，因此回歸測試適合于產(chǎn)品線或重用情況。與單個系統(tǒng)開發(fā)項目不同，測試也是可以重用于大多數(shù)產(chǎn)品中的活動，它本身產(chǎn)生可重用的核心資產(chǎn)。建立可重用的測試資產(chǎn)能使產(chǎn)品線測試擁有較高的成本效益比。

產(chǎn)品線測試也需要詳細規(guī)劃并給出一個明確定義的過程，把測試集成到過程的每個階段，以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。在產(chǎn)品線中組件被大量重用，有效的故障修復顯得尤其重要。領(lǐng)域工程中的缺陷使風險演變?yōu)閱栴}，因為可重用資產(chǎn)中的缺陷蔓延到重用它的每個產(chǎn)品中。然而在軟件產(chǎn)品線方法中，測試不能很好地區(qū)分領(lǐng)域工程和應用工程任務。雖然根據(jù)V模型進行測試，但ISAPS、CAF和SEI提出的框架還是不能完全將V模型測試的各個階段集成到軟件開發(fā)中去。在實踐中，將測試過程集成到整個產(chǎn)品線過程中被證明是最棘手的問題。

產(chǎn)品線測試的主要問題可以從兩個方面來進行論述。在領(lǐng)域工程中測試核心資產(chǎn)時，測試者試圖減少應用測試，但卻很難保證軟件在不明確的用例情景下都正常運作；產(chǎn)品線中的成員在共享許多共性特征的基礎(chǔ)上又各自變化，測試者發(fā)現(xiàn)根據(jù)V模型進行集成和系統(tǒng)測試并不可行。而在應用工程中，在核心資產(chǎn)和其它應用測試的基礎(chǔ)上，測試者想使充分測試特定產(chǎn)品的費用最小化，但很難確定哪些已有測試結(jié)果是可以利用的，哪些產(chǎn)品測試是必須進行的。

2.2 當前產(chǎn)品線測試狀況

目前產(chǎn)品線測試的工作重心主要放在驗收和系統(tǒng)測試上。

但由于產(chǎn)品線中大量重用組件，因此它們的低級別測試（例如，單元級）也應該得到保證。換而言之，當前的研究和實踐主要集中在高級別的產(chǎn)品線測試上。假設傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮臏y試方法可以不做任何修改就用于產(chǎn)品線測試過程，那么這一假設存在許多疑點。例如，目前尚不清楚將使用哪一種面向?qū)ο蟮臏y試方法以及如何將之用于產(chǎn)品線測試，更加不清楚是否還需要新的、具體的產(chǎn)品線測試方法。

在基于框架的軟件產(chǎn)品線測試方法中，應用框架是產(chǎn)品線的核心，在所有應用從它產(chǎn)生之前就應該得到很好的測試。但是以框架為基礎(chǔ)的產(chǎn)品線的實際測試中，往往沒有使用產(chǎn)品線的任何信息。例如，諾基亞的移動瀏覽器產(chǎn)品線是按照如下要求進行產(chǎn)品線測試的：“產(chǎn)品線測試的復雜性要遠大于單個軟件產(chǎn)品的測試。必須測試在不同情景下的產(chǎn)品線。為了控制測試的復雜性，應縮減單個產(chǎn)品的測試，取而代之的是對整個產(chǎn)品線的測試。這樣才能保證測試的簡化以及產(chǎn)品質(zhì)量”。

2.3 軟件產(chǎn)品線自動化測試及相關(guān)工具支持

在軟件產(chǎn)品線測試方法中，工具支持比在傳統(tǒng)面向?qū)ο鬁y試中更加重要。這是因為包含數(shù)個相同體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品線測試規(guī)模要大于單個產(chǎn)品測試。當一個組織有幾個產(chǎn)品線時，規(guī)模的問題就更加突出。產(chǎn)品線的工具支持因使用可重用的測試資產(chǎn)可以減少費用，并且使復雜的測試過程更易于管理。

現(xiàn)今有許多成熟的測試工具，但是產(chǎn)品線和框架測試缺乏有效的工具支持。通常這些工具也能夠應用于產(chǎn)品線的測試，但它們只適用于像單元測試這樣低級別的測試。在產(chǎn)品線方面，需要詳細而精確的測試工具。測試工具應有效地管理可重用的測試資產(chǎn)。工具支持應從測試執(zhí)行和測試結(jié)果的分析擴展到集成產(chǎn)品線測試的整個過程。

目前赫爾辛基大學已經(jīng)開發(fā)出RITA工具。RITA是一個能覆蓋所有領(lǐng)域的測試支持工具。但是所有設計功能并沒有在RITA的第一版中完全實現(xiàn)。同時，RITA工具的焦點在于支持基于框架結(jié)構(gòu)的低水平的白盒測試。

3 評測過程

3.1 評測類型

對電子商務易用性質(zhì)量的衡量，它側(cè)重于提供同類產(chǎn)品之間可比的易用性質(zhì)量數(shù)據(jù)，是黑箱方式的定量測試。

3.2 評測相關(guān)人員

可以由幾方面的易用性專業(yè)人員共同完成。軟件開發(fā)方可進行評測，為下一次開發(fā)提供歷史數(shù)據(jù)或者向采購方提供報告；采購方也可以通過評測的方式來驗證某個測試報告；還可由獨立的第三方易用性專業(yè)機構(gòu)進行評測。報告主要供三類人員使用：

①軟件供應方的技術(shù)人員可以根據(jù)評測結(jié)果為下一版本的設計提供參考意見；

②采購方的管理和決策人員，他們根據(jù)評測結(jié)果做出產(chǎn)品采購決定；

③易用性專業(yè)人員，他們對評測的技術(shù)價值和產(chǎn)品的易用性質(zhì)量進行評價，或者重復進行評測以驗證報告結(jié)果。

本次評測是由第三方測試機構(gòu)進行評測的，報告目前是作為相關(guān)領(lǐng)域的易用性評測的研究之用，在條件成熟之后會考慮向其他幾方面的人員開放。

3.3 評測計劃

評測盡可能地接近實際的用戶、任務和環(huán)境，事先進行了使用環(huán)境分析，并據(jù)此制定了詳細的評測計劃，詳細地說明了電子商務的特征描述、環(huán)境、過程和指標體系。

3.4 評測環(huán)境

產(chǎn)品的易用性不僅取決于產(chǎn)品本身，還受使用環(huán)境的影響。使用環(huán)境包括以下幾方面：

（1）用戶特征。它包括知識背景、技能、經(jīng)驗、學歷、年齡、體力等，有時還可按經(jīng)驗、職務或能力來分組。

（2）使用產(chǎn)品的目標。產(chǎn)品的主要用途以及工作時間長短、強度等。

（3）社會物理環(huán)境。例如計算環(huán)境、溫濕度環(huán)境、法律環(huán)境、社會文化習慣環(huán)境等。

（4）在詳細分析使用環(huán)境的基礎(chǔ)上，設計出評測環(huán)境并在評測計劃中明確定義，并使評測環(huán)境具有使用環(huán)境的典型特征，包括：

①評測對象特征，如知識背景、技能、學歷、年齡等；

②評測任務，如符合電子商務網(wǎng)站的主要用途并覆蓋其主要功能，詳細規(guī)定任務要求和執(zhí)行順序；

③評測的社會物理環(huán)境，如所使用的物理設備、軟件以及相關(guān)的物理和社會環(huán)境特征。

3.5 評測過程與數(shù)據(jù)收集

在評測開始前向測試對象介紹產(chǎn)品及測試內(nèi)容和目的，然后讓測試對象熟悉測試環(huán)境。在測試過程中，為使測試環(huán)境符合使用環(huán)境，除了用戶在正常使用環(huán)境中所能得到的幫助外，不向他們提供任何額外幫助，同時使測試對象盡可能地放松。

在正式開始測試時，要向測試對象介紹測試任務和完成時間。在測試過程中，記錄人員針對任務完成情況和用戶滿意度，觀察并記錄各項測試數(shù)據(jù)，記錄測試對象遇到的具體問題。在測試結(jié)束時，征詢測試對象對產(chǎn)品的其他意見和建議。

3.6 數(shù)據(jù)的分析和解釋

對測試數(shù)據(jù)進行計算整理和分析，得出綜合評價。

4 結(jié)束語

軟件產(chǎn)品線受到越來越多的關(guān)注和研究，特別是在工業(yè)應用領(lǐng)域。但是產(chǎn)品線的測試所受到的關(guān)注還是很少。產(chǎn)品線需要一個詳細規(guī)劃的測試過程，它要能夠比較容易地被不同的產(chǎn)品線應用領(lǐng)域所采納和運用。然而，測試產(chǎn)品線是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作。因此迫切需要一些成熟的測試方法和工具。

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