軟件測(cè)試技術(shù)之功能測(cè)試方法探討與分析

李　英，薛　嵐

（江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院　計(jì)算機(jī)技術(shù)系，南昌　330043）

軟件測(cè)試技術(shù)之功能測(cè)試方法探討與分析

李英，薛嵐

（江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)技術(shù)系，南昌330043）

摘要：軟件產(chǎn)品隨著計(jì)算機(jī)信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展而規(guī)模越來越大，軟件測(cè)試技術(shù)也隨之發(fā)展，它是貫穿于整個(gè)軟件項(xiàng)目開發(fā)的過程檢驗(yàn)軟件產(chǎn)品質(zhì)量的最有效的方法之一，主要確認(rèn)產(chǎn)品是否完成需求規(guī)格說明書中所設(shè)定的功能。本文主要討論了軟件測(cè)試技術(shù)的黑盒測(cè)試方法的功能測(cè)試，功能測(cè)試也可以被稱之為正確性測(cè)試，它主要檢查軟件產(chǎn)品的功能是否能夠滿足用戶的要求。由于功能測(cè)試牽涉到了軟件產(chǎn)品的正確性，所以功能測(cè)試在整個(gè)軟件測(cè)試技術(shù)中也是極為重要的。

關(guān)鍵字：軟件測(cè)試技術(shù)；軟件產(chǎn)品質(zhì)量；功能測(cè)試；黑盒測(cè)試；正確性

1　功能測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介

軟件測(cè)試技術(shù)黑盒測(cè)試—功能測(cè)試也可以稱之為正確性測(cè)試。在測(cè)試過程中，把程序比作一個(gè)看不清、打不開的黑匣子，在完全不考慮程序的內(nèi)部情況的前提下，測(cè)試人員只對(duì)程序的外部進(jìn)行功能性測(cè)試。在進(jìn)行功能性測(cè)試時(shí)，只是通過輸入數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、輸出結(jié)果來檢驗(yàn)軟件系統(tǒng)是否能夠按照需求規(guī)格說明書中用戶所要求的功能正常使用。

功能測(cè)試不可能把所有的輸入都作為測(cè)試用例來進(jìn)行窮舉測(cè)試，所以我們必須從無限的輸入數(shù)據(jù)中選出極具有典型的測(cè)試數(shù)據(jù)來進(jìn)行測(cè)試。功能測(cè)試的方法有很多種，其中有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、因果圖法、錯(cuò)誤推測(cè)法、場(chǎng)景分析法等等。下面介紹幾種常用的功能測(cè)試方法：等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測(cè)法和因果圖法。

2　功能測(cè)試方法

2.1等價(jià)類劃分

等價(jià)類的劃分根據(jù)程序的需求規(guī)格說明可以分成兩種不同等價(jià)類的情況：

（1）有效等價(jià)類：是指有意義的，合法的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。

（2）無效等價(jià)類：是指無意義的，非法的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。

在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要在輸入域中分別對(duì)有效區(qū)域和無效區(qū)域進(jìn)行有效等價(jià)類和無效等價(jià)類的設(shè)計(jì)；如何進(jìn)行正確的等價(jià)類劃分？劃分等價(jià)類時(shí)有如下五個(gè)原則：

（1）如果輸入的條件是一個(gè)取值的范圍，那么則可以劃分成一個(gè)有效等價(jià)類（合法值，即取值合法的區(qū)域內(nèi)）和兩個(gè)無效等價(jià)類（非法值，即取值的區(qū)域兩端外）。

（2）如果輸入的條件含有某種條件，比如說“必須如何”等，或者如果是有一組輸入值的集合，那么則可以劃分成一個(gè)有效等價(jià)類（滿足必須條件的所有值或輸入值的集合）和一個(gè)無效等價(jià)類（不滿足必須條件的所有值和除輸入值集合之外的所有值）。

（3）如果輸入條件是一個(gè)“True”或“False”的布爾值，那么則可以劃分一個(gè)有效等價(jià)類（布爾值為True）和一個(gè)無效等價(jià)類（布爾值為False）。

針對(duì)基于信號(hào)處理的滾動(dòng)軸承復(fù)合故障診斷難的問題,提出一種基于NCA的滾動(dòng)軸承復(fù)合故障智能診斷方法.為提高NCA的分類正確率及效率,用常規(guī)時(shí)域特征提取方法,對(duì)滾動(dòng)軸承不同運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行特征提取,將提取后的特征向量作為NCA的訓(xùn)練及測(cè)試樣本,取得理想的分類效果.通過滾動(dòng)軸承3種復(fù)合故障振動(dòng)數(shù)據(jù)及正常狀態(tài)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了所述方法的有效性.此外,通過與PCA分類效果對(duì)比,證明了所述方法的優(yōu)越性,具有更高的分類正確率.

（4）如果輸入條件是程序?qū)σ唤M數(shù)據(jù)值要進(jìn)行分別處理時(shí)，也就是程序定義了一組數(shù)據(jù)輸入的值，那么則N個(gè)有效等價(jià)類（每一個(gè)輸入值）和一個(gè)無效等價(jià)類（所有不允許的輸入值的一組集合）。

（5）如果輸入條件規(guī)定了一系列必須要遵守的規(guī)則，那么則可以劃分一個(gè)有效等價(jià)類（滿足所有要遵守的規(guī)則）和N個(gè)無效等價(jià)類（從若干個(gè)不同角度違反規(guī)則）。

等價(jià)類劃分完之后就可以建立等價(jià)類表，最后從劃分出的等價(jià)類表中設(shè)計(jì)選擇合適的測(cè)試用例。

輸入條件有效等價(jià)類無效等價(jià)類………………………………

2.2邊界值分析法

邊界值分析法是對(duì)輸入值臨界情況的一種考慮，它可以認(rèn)為是對(duì)等價(jià)類劃分法的一種補(bǔ)充，也可以另外一個(gè)層面上來理解，也就是等價(jià)類劃分法中的一種特殊情況。

程序輸入值的數(shù)據(jù)類型可以有各種類型，例如數(shù)值、字符、位置、數(shù)量、速度、地址、尺寸等，這些類型都會(huì)包含確定的邊界，所以邊界值分析法應(yīng)考慮邊界的情況，即臨界的值；此測(cè)試方法如果僅僅測(cè)試邊界線上的最后一個(gè)合法數(shù)據(jù)點(diǎn)往往是不夠充分的，它還應(yīng)測(cè)試剛超過邊界的非法數(shù)據(jù)。

2.3錯(cuò)誤推測(cè)法

錯(cuò)誤推測(cè)法是通過測(cè)試人員的經(jīng)驗(yàn)和直覺推測(cè)程序中可能存在的各種錯(cuò)誤，然后再根據(jù)所推測(cè)的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的測(cè)試用例。

2.4因果圖法

在一般情況下，因果法用來檢查需求規(guī)格說明書中所定義的輸入條件的各種組合情況，它是一種利用圖解的方法來解釋因與果之間的關(guān)系，基本符號(hào)通常有Ci（表原因）、Ei（表結(jié)果）和結(jié)點(diǎn)（有狀態(tài)0和1），其中原因和結(jié)果之間存在恒等、非、或和與四種關(guān)系；而原因與原因之間與結(jié)果與結(jié)果之間存在的約束條件有E（互斥）、I（包含）、O（唯一）、R（要求）和M（屏蔽）五種條件。

利用因果圖法設(shè)計(jì)測(cè)試用例的步驟如下：

（1）根據(jù)軟件需求規(guī)格說明書中所描述的內(nèi)容列出哪些是原因，哪些是結(jié)果，并給每條原因和每條結(jié)果分別賦予唯一的標(biāo)識(shí)符。

（2）依據(jù)軟件需求規(guī)格說明書中所描述的語(yǔ)義分析原因與結(jié)果的四種關(guān)系以及原因與原因、結(jié)果與結(jié)果之間所對(duì)應(yīng)的約束條件，并畫出因果圖。

（3）在因果圖上標(biāo)識(shí)出哪些原因與原因，原因與結(jié)果之間不可以出現(xiàn)的情況。

（4）把因果圖轉(zhuǎn)換成判定表。

（5）根據(jù)判定表的每一列分別設(shè)計(jì)測(cè)試用例。

3　功能測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)

通過上述主要的四種功能測(cè)試方法的學(xué)習(xí)，我們不難發(fā)現(xiàn)功能測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：（1）功能測(cè)試相對(duì)白盒測(cè)試比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樗恍枰私獬绦虻膬?nèi)部代碼的實(shí)現(xiàn)過程；（2）功能測(cè)試是基于需求規(guī)格說明書的文檔測(cè)試，也是站在用戶的角度出發(fā)的測(cè)試，它能夠很清楚地了解用戶需要哪些功能，以及可能會(huì)遇到哪些問題；（3）功能測(cè)試是基于文檔的測(cè)試，即軟件需求規(guī)格說明書；（4）功能測(cè)試做自動(dòng)化測(cè)試比較方便，可以大大的節(jié)約人力成本。

缺點(diǎn)：（1）經(jīng)驗(yàn)表明，功能測(cè)試大概只能覆蓋到總代碼的30%，因此功能測(cè)試代碼覆蓋率低；（2）自動(dòng)化測(cè)試的重用性低。

因此，要對(duì)一個(gè)軟件產(chǎn)品做一個(gè)全面的測(cè)試時(shí)，僅僅運(yùn)用功能測(cè)試方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要功能和結(jié)構(gòu)測(cè)試相結(jié)合，使軟件產(chǎn)品的質(zhì)量得到最大的保證。

參考文獻(xiàn)：

［1]朱少民，軟件測(cè)試方法和技術(shù)［M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

［2]張向宏主編.軟件測(cè)試?yán)碚撆c實(shí)踐教程［M].北京：人民郵電出版社，2009.