基于敏捷方法的雷達系統(tǒng)軟件測試V模型研究與改進

摘 要：信息技術的發(fā)展日新月異，現(xiàn)代雷達系統(tǒng)變得日益復雜，雷達系統(tǒng)軟件測試直接影響到裝備的可靠性和質量，使用合理的軟件測試模型可以提高測試效率。本文對典型V模型進行了分析與研究，將敏捷方法應用到雷達系統(tǒng)軟件測試V模型的研究與改進中，改進模型將軟件測試貫穿雷達系統(tǒng)軟件開發(fā)周期的各個階段，能夠盡早地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤，更好地保證軟件測試的充分性、有效性和產(chǎn)品質量。

關鍵詞：軟件測試；雷達系統(tǒng)；敏捷；V模型

隨著計算機技術以及現(xiàn)代雷達技術的迅速發(fā)展，雷達系統(tǒng)中軟件的比重越來越大，保證雷達系統(tǒng)質量、提高系統(tǒng)可靠性成為人們關注的焦點。軟件測試對于雷達軟件質量的保證、雷達系統(tǒng)可靠性的提高具有重要意義[1-2]，是軟件質量保證的一項關鍵活動，是最有效的排除和防止軟件缺陷與故障的手段[3-4]。本文通過研究典型的雷達系統(tǒng)軟件測試V模型以及敏捷方法的觀點與原則，提出一種改進的雷達系統(tǒng)軟件測試模型，以期通過軟件測試更早發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)現(xiàn)并解決更多的問題，保證雷達系統(tǒng)軟件質量。

1 軟件測試模型

軟件測試是貫穿于整個軟件開發(fā)生命周期中的對軟件分析、設計以及程序進行驗證（verification）和確認（validation）的活動過程。軟件測試的原則包括以下幾點：

⑴盡早地和不斷地進行軟件測試（Check early， check often）；

⑵測試用例應由測試輸入數(shù)據(jù)和對應的預期輸出結果這兩部分組成；

⑶程序員應避免檢查自己的程序；

⑷在設計測試用例時，應當包括合理的輸入條件和不合理的輸入條件；

⑸充分注意測試中的群集現(xiàn)象；

⑹嚴格執(zhí)行測試計劃，排除測試的隨意性；

⑺應當對每一個測試結果做全面檢查；

⑻妥善保存測試計劃、測試用例、出錯統(tǒng)計和最終分析報告，為維護提供方便。

軟件測試發(fā)展至今，比較典型的測試模型有V模型、W模型、H模型。其中V模型是最具有代表性的測試模型[5]，也被廣泛應用于雷達系統(tǒng)測試過程，意在改進軟件開發(fā)的效率和效果。如圖1所示，V模型從左到右從上至下地描述了基本的開發(fā)行為和測試過程，箭頭代表了時間方向，左邊下降的是開發(fā)過程各個階段，相對應的是右邊上升的部分，即測試過程的各個階段。以編碼為分界把開發(fā)和測試兩個過程劃開，表達了這種模型下測試與開發(fā)相分離的思想。

V模型指出，單元測試和集成測試主要作用是驗證程序設計，開發(fā)人員和測試人員應檢測程序的執(zhí)行是否滿足軟件設計的要求[6]；而系統(tǒng)測試主要作用是驗證系統(tǒng)設計，檢驗系統(tǒng)功能、性能的質量是否達到系統(tǒng)設計的指標；由測試人員和用戶進行軟件的確認測試和驗收測試，以確定軟件的實現(xiàn)是否滿足用戶需求或合同的要求[7]。

然而雷達系統(tǒng)軟件測試V模型存在測試起始時間晚[8]、釆用串行的測試過程以及將測試與開發(fā)分開進行等不足。V模型僅僅把測試過程作為在需求分析、概要設計、詳細設計及編碼之后的階段，容易讓人理解為測試是軟件開發(fā)的最后一個階段，主要是針對程序進行測試來發(fā)現(xiàn)錯誤，而需求分析階段沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤一直到后期驗證測試才被發(fā)現(xiàn)。測試的開始時間規(guī)定為編碼結束之后，這大大增加了前期錯誤的隱藏時間，不符合盡早發(fā)現(xiàn)錯誤的原則。

2 敏捷方法的觀點及原則

敏捷開發(fā)（agile development）的概念從2004年初開始流行起來，它是一種以人為本、通過迭代、循序漸進的軟件開發(fā)方法。在2001年2月，17位軟件開發(fā)領域的大師發(fā)表了敏捷宣言[9]，在宣言中明確提出敏捷的價值觀：個體與交互重于過程和工具；可用的軟件重于完備的文檔；客戶協(xié)作重于合同談判；響應變化重于遵循計劃。

敏捷聯(lián)盟同時發(fā)表了敏捷的十二條原則[10]，歸納這些原則，可以分析出敏捷過程具有以下幾個要點：

⑴通過頻繁迭代與客戶形成早期的良好合作，及時反饋提高產(chǎn)品質量。敏捷小組關注完成和交付具有用戶價值的功能，而不是孤立的任務。即使到了開發(fā)的后期，也歡迎改變需求，敏捷過程利用變化來為客戶創(chuàng)造競爭優(yōu)勢；

⑵客戶、需求人員、開發(fā)人員之間必須進行有意義的、頻繁的交互，這樣就可以在早期及時的發(fā)現(xiàn)并解決問題；

⑶衡量功能是否實現(xiàn)的唯一標準是該功能的開發(fā)和測試均已完成，并且測試通過；

⑷使用更好的設計模式，或者輔助工具來加強團隊敏捷能力。不斷學習新的技能，使得敏捷運行得更加順暢。

敏捷方法在幾周或者幾個月的時間內完成相對較小的功能，強調盡早的將可能小的并且可用的功能交付給用戶使用，并在整個項目周期中持續(xù)改善和增強。敏捷方法重視頻繁的功能交付、重視交流與溝通，并以迭代方式強調對變化的快速響應能力。

3 基于敏捷方法的V模型改進

通過對典型的雷達系統(tǒng)軟件測試模型的研究分析，在改進和設計新模型時，應遵循以下設計原則[11]：（1）使軟件設計中的錯誤盡可能早地暴露出來；（2）采用測試與開發(fā)并行的測試模式；（3）簡單實用原則。

針對V模型的不足，結合雷達系統(tǒng)軟件的特點，本文基于敏捷方法的觀點與原則對雷達系統(tǒng)軟件測試V模型進行改進，如圖2所示，它可以更好地滿足測試的原則，具有以下特點。

⑴在初始階段進行計劃和測試設計，驗證雷達系統(tǒng)需求與設計。雷達系統(tǒng)軟件測試需要針對軟件的不同特點，結合測試需求分析和風險分析，確定測試策略。改進模型中測試活動從可行性分析文檔、需求文檔的撰寫階段開始部署測試，從需求的可實現(xiàn)性考慮，進行需求分析和設計邏輯分析，盡早發(fā)現(xiàn)設計錯誤。

⑵將雷達系統(tǒng)軟件開發(fā)過程和測試過程并行化，測試過程與開發(fā)過程緊密結合。這使得軟件測試的各個環(huán)節(jié)不再是軟件編碼工作之后串行的后續(xù)內容，而是與其它開發(fā)環(huán)節(jié)并行的獨立流程，這樣有利于針對雷達系統(tǒng)軟件的功能和特點設計高效的測試用例。強調測試應和設計同時進行，從而可以提高雷達系統(tǒng)軟件開發(fā)和測試的效率。

⑶對每一個可交付產(chǎn)品進行測試。改進模型的測試內容不只包括程序的源代碼及基本的功能。重要的測試文檔，包括可行性分析文檔、需求分析文檔也需要進行完備而有效的測試，以保證這些文檔的正確性以及可靠性。

⑷軟件的開發(fā)過程是一個循環(huán)往復的過程，相應地軟件測試也是一個循環(huán)往復的過程，不斷修改測試設計并重新執(zhí)行測試的過程。

⑸不斷回顧、維護原有的測試用例。測試人員在編寫測試用例的同時，可以編寫測試用例跟蹤矩陣（Test Case Matrix），標注測試用例已覆蓋的功能、每個具體功能對應的測試用例編號等，明晰測試用例覆蓋率，從而及時發(fā)現(xiàn)覆蓋率不足的功能點，便于提高測試效率。

4 結束語

面對軟件高度集成的現(xiàn)代雷達系統(tǒng)，軟件測試作為必不可少的環(huán)節(jié)，對提高產(chǎn)品質量具有重要的意義。V模型是雷達系統(tǒng)軟件測試常用模型，但存在不足之處。在測試過程中使用基于敏捷方法改進的雷達系統(tǒng)軟件測試V模型，對雷達系統(tǒng)進行規(guī)范、系統(tǒng)的測試，能夠及早發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，有利于提高軟件測試效率，降低發(fā)現(xiàn)問題成本，保證雷達系統(tǒng)軟件測試的充分性、有效性和產(chǎn)品質量。

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[9]The Agile Alliance.（2001）.“The Agile Manifesto”，Available on-line：http：//www.agilemanifesto.org/.

[10]A.Hunt，D.Thomas.The Pragmatic Programmer[M].北京：中國電力出版社.2003：124-157.

[11]James Bach. Good Enough Quality Beyond the Buzzword. IEEE Computer Society，2010：96-98.