基于PDCA循環(huán)的時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件測(cè)試管理方法研究

李亞君，王洪宇

基于PDCA循環(huán)的時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件測(cè)試管理方法研究

李亞君1，王洪宇2

（1.中國(guó)人民大學(xué) 信息學(xué)院，北京 100872；2.北京星球時(shí)空科技有限公司，北京 100191）

時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件測(cè)試作為保證軟件質(zhì)量的重要方法，其測(cè)試的質(zhì)量管理工作對(duì)于建設(shè)時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的質(zhì)量保證具有重要意義。基于PDCA循環(huán)，采用觀察、文獻(xiàn)研究、實(shí)驗(yàn)等研究方法，初步構(gòu)建了一套貼合時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)建設(shè)實(shí)際的軟件測(cè)試管理方法，希望能夠?yàn)轭?lèi)似企業(yè)的軟件測(cè)試管理提供參考的方法。

PDCA；時(shí)空大數(shù)據(jù)；云平臺(tái)；軟件測(cè)試管理方法

1 引言

近年來(lái)，隨著測(cè)繪技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等高新技術(shù)的快速發(fā)展，中國(guó)傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（GIS）已經(jīng)不能滿足社會(huì)各界對(duì)測(cè)繪的需求，為了適應(yīng)當(dāng)前測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展，時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。目前，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者都圍繞智慧城市建設(shè)進(jìn)行時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的研究，很多企業(yè)也在建設(shè)時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)[1-3]。新型平臺(tái)的出現(xiàn)隨著傳統(tǒng)的GIS軟件與高新技術(shù)的進(jìn)一步融合，形成了更廣泛、多層次和多尺度的應(yīng)用格局，在各空間信息相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。高光軍等人面對(duì)豐富的自然資源數(shù)據(jù)，依托云平臺(tái)，建設(shè)了國(guó)土空間大數(shù)據(jù)平臺(tái)[4]。時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)與傳統(tǒng)的GIS軟件產(chǎn)品一樣，其用戶群體大多數(shù)是地理信息行業(yè)相關(guān)的企事業(yè)單位，對(duì)軟件質(zhì)量的要求很高。但截至目前，由于地理空間數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的依賴性很高，數(shù)據(jù)種類(lèi)多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的建設(shè)十分復(fù)雜。另外，在技術(shù)方面，GIS軟件的專(zhuān)業(yè)化要求也很高，而且在GIS軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)中，大多數(shù)人都是GIS專(zhuān)業(yè)出身，缺乏計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試和質(zhì)量管理相關(guān)的知識(shí)，導(dǎo)致GIS軟件行業(yè)仍然沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的軟件測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范。中國(guó)地理信息協(xié)會(huì)和信息產(chǎn)業(yè)部每年都在進(jìn)行地理信息系統(tǒng)軟件的測(cè)評(píng)工作，地理信息系統(tǒng)軟件測(cè)試從業(yè)者也在研究貼合地理信息系統(tǒng)實(shí)際的軟件測(cè)試方法，比如高源根據(jù)G公司實(shí)際情況并結(jié)合地理信息行業(yè)特性和數(shù)據(jù)特征分析，提出了一套適合G公司的地理信息系統(tǒng)的軟件測(cè)試模型和框架[5]等。

PDCA循環(huán)是“計(jì)劃—實(shí)施—檢查—處理”的簡(jiǎn)稱(chēng)，該循環(huán)作為全面質(zhì)量管理的思想基礎(chǔ)和方法依據(jù)，已經(jīng)在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到了研究和應(yīng)用。比如王權(quán)勝將PDCA循環(huán)法應(yīng)用到高校體育教育專(zhuān)業(yè)乒乓球普修課教學(xué)中，以76名學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了研究，結(jié)果表明PDCA循環(huán)的引入有利于學(xué)生乒乓球技術(shù)水平的提高[6]；李晶和丁紅華將PDCA循環(huán)引用到建設(shè)工程項(xiàng)目全過(guò)程審計(jì)質(zhì)量管理中，使審計(jì)質(zhì)量管理更具有可操作性[7]；在軟件項(xiàng)目管理中，朱燁借助帕累托圖和因果分析圖，分析影像C型軟件產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，在此基礎(chǔ)上依據(jù)PDCA工作方法，構(gòu)建了一套適用于A項(xiàng)目的質(zhì)量管理框架[8]等。

盡管PDCA循環(huán)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但在時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件的質(zhì)量管理中，PDCA循環(huán)還是一片空白。鑒于此，本文基于PDCA循環(huán)和GIS時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的建設(shè)特點(diǎn)，采用調(diào)查法、觀察法、實(shí)驗(yàn)法、文獻(xiàn)研究法等研究方法初步構(gòu)建一套貼合時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)際的軟件測(cè)試管理方法，希望能夠?yàn)轭?lèi)似云平臺(tái)軟件的測(cè)試方法提供參考。

2 PDCA循環(huán)法概述

PDCA循環(huán)是全面質(zhì)量管理的思想基礎(chǔ)和方法依據(jù)，是一種科學(xué)的工作程序。單次PDCA循環(huán)的4個(gè)階段如圖1所示。

圖1 單次PDCA循環(huán)示意圖

如圖1所示，PDCA循環(huán)將軟件測(cè)試工作程序分為4個(gè)階段，包括（Plan）計(jì)劃階段、（Do）實(shí)施階段、（Check）檢查階段和（Action）處理階段。計(jì)劃階段是根據(jù)軟件測(cè)試需求分析現(xiàn)狀，制訂軟件測(cè)試質(zhì)量保證計(jì)劃，提出具有可操作性的軟件測(cè)試質(zhì)量度量目標(biāo)；實(shí)施階段是把軟件測(cè)試質(zhì)量保證計(jì)劃認(rèn)真實(shí)施的過(guò)程；檢查階段是對(duì)計(jì)劃實(shí)施的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和度量，確定是否達(dá)到預(yù)期的效果；處理階段是對(duì)實(shí)施效果的總結(jié)，把成功的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)并整理成后續(xù)可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也把本工作循環(huán)中沒(méi)有解決的問(wèn)題或者出現(xiàn)的新問(wèn)題，提交給下一個(gè)工作循環(huán)去解決。經(jīng)過(guò)這樣一次循環(huán)，可以解決產(chǎn)品中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。但是這四個(gè)過(guò)程并不是運(yùn)行一次就結(jié)束，而是周而復(fù)始地進(jìn)行，運(yùn)行一次循環(huán)，解決一些問(wèn)題，對(duì)于沒(méi)有解決或者沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，放在下一個(gè)循環(huán)解決，如此PDCA循環(huán)呈現(xiàn)出階梯式上升的過(guò)程[9]，如圖2所示。

圖2 持續(xù)PDCA循環(huán)示意圖

3 管理方法

時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)是針對(duì)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)、專(zhuān)題信息數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、存儲(chǔ)、處理、共享、集成、可視化服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。一般而言，時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的建設(shè)考慮到建設(shè)成本，其軟件產(chǎn)品并不是一次完成的，而是采用“以項(xiàng)目帶產(chǎn)品”的思路，將云平臺(tái)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，持續(xù)不斷地進(jìn)行迭代和集成，從而完成整個(gè)平臺(tái)的研發(fā)。一個(gè)項(xiàng)目或一個(gè)子系統(tǒng)的質(zhì)量決定了整個(gè)平臺(tái)建設(shè)的質(zhì)量。軟件測(cè)試作為質(zhì)量保證的重要手段，在時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的建設(shè)中尤為重要。

一個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程主要包括需求調(diào)研、設(shè)計(jì)、研制、測(cè)試、安裝部署、服務(wù)等主要環(huán)節(jié)。與此類(lèi)似，軟件測(cè)試質(zhì)量管理主要包括軟件測(cè)試需求分析、軟件測(cè)試設(shè)計(jì)、制定軟件測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試計(jì)劃實(shí)施、實(shí)施過(guò)程的監(jiān)控、實(shí)施結(jié)果的總結(jié)等環(huán)節(jié)。常用的軟件測(cè)試過(guò)程模型主要有V模型、W模型、H模型、X模型、前置模型等。軟件測(cè)試過(guò)程與軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程一樣，都遵循軟件工程原理和管理學(xué)原理[10]。針對(duì)一個(gè)項(xiàng)目，基于PDCA循環(huán)構(gòu)建GIS軟件測(cè)試全生命期管理方法，如圖3所示。

如圖3所示，針對(duì)一個(gè)項(xiàng)目，基于PDCA循環(huán)的軟件測(cè)試管理過(guò)程主要包括軟件測(cè)試計(jì)劃階段（P）、軟件測(cè)試執(zhí)行階段（D）、軟件測(cè)試監(jiān)控階段（C）和軟件測(cè)試總結(jié)階段（A）。參與人員主要包括軟件測(cè)試經(jīng)理（或測(cè)試主管）、項(xiàng)目經(jīng)理和軟件測(cè)試工程師，根據(jù)企業(yè)具體情況，參與人員可進(jìn)行相應(yīng)的裁剪，軟件測(cè)試經(jīng)理和項(xiàng)目經(jīng)理可以是同一個(gè)人。

圖3 基于PDCA循環(huán)構(gòu)建軟件測(cè)試管理方法

3.1 軟件測(cè)試計(jì)劃階段（P）

一般而言，軟件測(cè)試計(jì)劃階段的主要任務(wù)包括軟件測(cè)試需求分析、編寫(xiě)軟件測(cè)試計(jì)劃、軟件測(cè)試計(jì)劃的評(píng)審、軟件測(cè)試團(tuán)隊(duì)的組建、軟件測(cè)試平臺(tái)的搭建、準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)等工作。對(duì)于時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件，由于其對(duì)空間數(shù)據(jù)的依賴性很高，數(shù)據(jù)種類(lèi)多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以需要提前了解軟件對(duì)于基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的要求，有針對(duì)性地準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)。

計(jì)劃階段，首先進(jìn)行軟件測(cè)試需求分析，需求分析主要是根據(jù)軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)確定軟件測(cè)試的范圍、目標(biāo)和測(cè)試類(lèi)型，然后，編寫(xiě)軟件測(cè)試需求分析報(bào)告，根據(jù)軟件測(cè)試需求分析報(bào)告可以明確該項(xiàng)目需要測(cè)試的種類(lèi)、范圍及測(cè)試工作結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)。分析報(bào)告中的軟件測(cè)試范圍和目標(biāo)定義的越詳細(xì)越好，定義越詳細(xì)對(duì)后續(xù)測(cè)試工作的越有指導(dǎo)意義。

在軟件測(cè)試需求分析報(bào)告的基礎(chǔ)上，由軟件測(cè)試經(jīng)理根據(jù)工作安排和實(shí)際情況編寫(xiě)軟件測(cè)試計(jì)劃，測(cè)試計(jì)劃主要是根據(jù)項(xiàng)目的時(shí)間、成本、質(zhì)量要求進(jìn)行測(cè)試工作的策劃，需要經(jīng)過(guò)軟件測(cè)試經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的評(píng)審。只有評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后，才可以發(fā)布按計(jì)劃實(shí)施。測(cè)試計(jì)劃主要包括時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃、成本預(yù)算、人員計(jì)劃、資源協(xié)調(diào)計(jì)劃等。另外，對(duì)于時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件，由于其研究對(duì)象是空間環(huán)境，空間數(shù)據(jù)具有多維特性，系統(tǒng)規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，從而決定了GIS軟件產(chǎn)品的測(cè)試都具有極大的不確定性，所以在軟件測(cè)試計(jì)劃中應(yīng)該包括軟件測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃。

軟件測(cè)試計(jì)劃經(jīng)過(guò)評(píng)審后開(kāi)始軟件測(cè)試準(zhǔn)備工作，包括軟件測(cè)試平臺(tái)的搭建、測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備等。時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件依賴的空間數(shù)據(jù)具有多維特性，要求測(cè)試人員對(duì)GIS時(shí)空大數(shù)據(jù)具有一定的了解，以便于后續(xù)測(cè)試工作的開(kāi)展。

綜上所述，軟件測(cè)試計(jì)劃階段（P）的輸入和輸出如表1所示。

表1 軟件測(cè)試計(jì)劃階段（P）輸入輸出

輸入?yún)⑴c人員輸出 需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。時(shí)間、成本、質(zhì)量要求。GIS軟件測(cè)試數(shù)據(jù)。軟件測(cè)試管理平臺(tái)測(cè)試經(jīng)理（或測(cè)試主管）、項(xiàng)目經(jīng)理、測(cè)試工程師、數(shù)據(jù)工程師（根據(jù)具體情況確定）軟件測(cè)試需求分析報(bào)告、軟件測(cè)試計(jì)劃、軟件測(cè)試項(xiàng)目管理平臺(tái)、軟件測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃

3.2 軟件測(cè)試執(zhí)行階段（D）

軟件測(cè)試的執(zhí)行伴隨著軟件的開(kāi)發(fā)而進(jìn)行，首先進(jìn)行單元測(cè)試，然后進(jìn)行集成測(cè)試，最后進(jìn)行全功能測(cè)試，以及根據(jù)測(cè)試計(jì)劃判斷是否需要性能測(cè)試等。每一個(gè)測(cè)試階段進(jìn)行的工作包括：①測(cè)試用例設(shè)計(jì)；②軟件測(cè)試經(jīng)理組織對(duì)設(shè)計(jì)的測(cè)試用例進(jìn)行評(píng)審，主要是評(píng)審測(cè)試用例是否完全覆蓋了測(cè)試需求，編寫(xiě)是否詳細(xì)具有可操作性；③軟件測(cè)試經(jīng)理分配測(cè)試任務(wù)、測(cè)試工程師執(zhí)行測(cè)試用例；④提交測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的軟件缺陷到測(cè)試管理平臺(tái)，并跟進(jìn)研發(fā)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)完成后，由測(cè)試工程師進(jìn)行確認(rèn)修復(fù)的回歸測(cè)試。

一個(gè)項(xiàng)目的軟件測(cè)試至少經(jīng)過(guò)2輪，必要時(shí)，需在測(cè)試工程師之間進(jìn)行交叉測(cè)試，以確保軟件缺陷全部得到修復(fù)。同時(shí)，GIS軟件測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)管理也需要伴隨著軟件測(cè)試過(guò)程而進(jìn)行。

軟件測(cè)試執(zhí)行階段（D）的輸入和輸出如表2所示。

表2 軟件測(cè)試執(zhí)行階段（D）輸入輸出

輸入?yún)⑴c人員輸出 軟件概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、軟件UI設(shè)計(jì)、軟件源碼測(cè)試經(jīng)理（或測(cè)試主管）、測(cè)試工程師單元測(cè)試用例設(shè)計(jì)及缺陷、集成測(cè)試用例設(shè)計(jì)及缺陷、功能測(cè)試用例設(shè)計(jì)及缺陷、性能測(cè)試用例設(shè)計(jì)及缺陷（根據(jù)具體情況確定）

3.3 軟件測(cè)試監(jiān)控階段（C）

軟件測(cè)試監(jiān)控階段與軟件測(cè)試執(zhí)行階段同時(shí)進(jìn)行，軟件測(cè)試執(zhí)行階段主要包括測(cè)試質(zhì)量管理制度、定時(shí)檢查、及時(shí)修正，是軟件測(cè)試質(zhì)量管理的保障環(huán)節(jié)。

通過(guò)軟件測(cè)試工程師提交階段性的測(cè)試報(bào)告、軟件測(cè)試管理平臺(tái)的缺陷報(bào)告以及開(kāi)展項(xiàng)目測(cè)試周例會(huì)等措施對(duì)軟件測(cè)試的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督和管理，并根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)的調(diào)整。而且作出調(diào)整后需要按照實(shí)際情況調(diào)整軟件測(cè)試計(jì)劃。

軟件測(cè)試監(jiān)控需要由項(xiàng)目經(jīng)理牽頭組織，并負(fù)責(zé)實(shí)施。

軟件測(cè)試監(jiān)控階段（C）的輸入和輸出如表3所示。

表3 軟件測(cè)試監(jiān)控階段（C）輸入輸出

輸入?yún)⑴c人員輸出 階段性軟件測(cè)試報(bào)告、項(xiàng)目測(cè)試管理平臺(tái)的缺陷報(bào)告、軟件測(cè)試周例會(huì)測(cè)試經(jīng)理（或測(cè)試主管）、測(cè)試工程師測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試過(guò)程管理報(bào)告

3.4 軟件測(cè)試總結(jié)階段（A）

軟件測(cè)試總結(jié)階段包括軟件測(cè)試質(zhì)量總結(jié)、找出問(wèn)題、提出整改措施，是軟件測(cè)試質(zhì)量管理的提高環(huán)節(jié)。

總結(jié)歸檔，對(duì)該項(xiàng)目軟件測(cè)試過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，包括本項(xiàng)目軟件遺留的問(wèn)題、測(cè)試采用的方法、測(cè)試人員執(zhí)行測(cè)試用例的情況等，有利于提高工作效率和工作質(zhì)量的方法可以在后續(xù)的測(cè)試工作中繼續(xù)使用，在后續(xù)的工作中消除不利于工作的因素。

軟件測(cè)試總結(jié)由軟件測(cè)試經(jīng)理（或測(cè)試主管）負(fù)責(zé)實(shí)施。軟件測(cè)試總結(jié)階段（A）的輸入和輸出如表4所示。

表4 軟件測(cè)試總結(jié)階段（A）輸入輸出

輸入?yún)⑴c人員輸出 項(xiàng)目測(cè)試管理平臺(tái)的缺陷報(bào)告測(cè)試經(jīng)理（或測(cè)試主管）、測(cè)試工程師測(cè)試總結(jié)、遺留問(wèn)題總結(jié)

4 持續(xù)PDCA循環(huán)在的應(yīng)用

基于時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)建設(shè)是隨著項(xiàng)目持續(xù)迭代、持續(xù)集成的特點(diǎn)，結(jié)合持續(xù)PDCA循環(huán)的思想和方法，在一個(gè)項(xiàng)目中形成單次循環(huán)，總結(jié)單次循環(huán)中遺留的問(wèn)題，進(jìn)行下一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，在上一個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上再進(jìn)行一次循環(huán)，總結(jié)遺留問(wèn)題，依次類(lèi)推，形成一個(gè)質(zhì)量螺旋上升的過(guò)程，持續(xù)進(jìn)行時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的迭代和集成。

通過(guò)這樣的方法，不斷提升和完善時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件測(cè)試的能力，從而保證時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在分析國(guó)內(nèi)時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件測(cè)試行業(yè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合PDCA全面質(zhì)量管理的思想基礎(chǔ)和方法，初步構(gòu)建了一套適合時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)建設(shè)實(shí)際的軟件測(cè)試管理方法，實(shí)現(xiàn)了時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件測(cè)試項(xiàng)目的規(guī)范管理，采用這個(gè)方法，對(duì)提高GIS企業(yè)軟件測(cè)試的管理水平發(fā)揮了極大的作用。

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TP311.13

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.19.043

2095－6835（2019）19－0104－03

李亞君（1991—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，在讀碩士，主要研究方向?yàn)镚IS項(xiàng)目管理與GIS系統(tǒng)應(yīng)用。

〔編輯：張思楠〕