大數(shù)據(jù)背景下軟件測試技術(shù)

李進(jìn)

（郴州廣播電視大學(xué) 湖南省郴州市 423000）

大數(shù)據(jù)為軟件測試提供了重要的技術(shù)支持，有效提升了信息處理的速度，推動了社會發(fā)展進(jìn)步，創(chuàng)造很多生產(chǎn)價(jià)值。但是在軟件實(shí)際應(yīng)用過程中，會存在各種問題，需要進(jìn)行提前測試，分析軟件潛在存在的問題，從而制定改進(jìn)策略，保證軟件的質(zhì)量。軟件測試人員需要采取科學(xué)合理的測試技術(shù)，提升測試的效果，滿足社會迅速發(fā)展的要求，推動了社會生產(chǎn)力的進(jìn)步。因此，本文首先分析軟件發(fā)展的現(xiàn)狀，主要針對大數(shù)據(jù)背景下軟件測試技術(shù)展開論述。

1 當(dāng)前軟件的基本形態(tài)

在大數(shù)據(jù)背景下，豐富了軟件的形態(tài)，改善了軟件的性能，滿足了當(dāng)前社會迅速發(fā)展的要求。下面主要針對大數(shù)據(jù)背景下軟件的基本形態(tài)展開論述。

（1）處理速度比較快，軟件運(yùn)行通常是按照秒來計(jì)算的，為了滿足實(shí)際要求，測試人員需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)化分析，這是與傳統(tǒng)分析方式存在很大的不同。隨著大數(shù)據(jù)的不斷應(yīng)用，測試人員需要重點(diǎn)分析軟件的特點(diǎn)和形態(tài)，提升測試的效率。

（2）從軟件的數(shù)據(jù)種類上看，包括了視頻、日志等內(nèi)容，需要測試人員結(jié)合不同類型的軟件，選擇相應(yīng)的處理方法，保證檢測的效率和質(zhì)量。

（3）在進(jìn)行軟件測試過程中，測試人員要挖掘出有價(jià)值的信息，進(jìn)行深度分析，重點(diǎn)做好信息的鑒別工作，提升軟件的價(jià)值。

（4）由于軟件數(shù)據(jù)數(shù)量很大，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，包括很多海量信息，但是這些數(shù)量很大，很難進(jìn)行有效的儲存，因此，測試人員需要做好信息進(jìn)行采集和整理工作，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供重要的參考和借鑒。

在以往的軟件測試過程中，測試人員需要根據(jù)軟件規(guī)格，建立出相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，建立良好的輸入關(guān)系和輸出關(guān)系。為了進(jìn)一步提升軟件測試的效率，測試人員需要利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)程序，構(gòu)建出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，不斷挖掘內(nèi)在有價(jià)值的信息，確定最終數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，滿足實(shí)際生產(chǎn)的基本要求，降低周圍不良因素的干擾與影響。

2 大數(shù)據(jù)背景下軟件測試存在的問題

就目前而言，隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，為推動軟件測試提供了重要的技術(shù)支持，但是依然存在一些問題，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的基本要求。下面主要針對大數(shù)據(jù)背景下軟件測試存在的問題展開論述。

表1：等價(jià)類表示例

2.1 軟件測試技術(shù)水平比較低

在進(jìn)行服務(wù)檢測過程中，壓力測試主要通過借助控制器發(fā)射信號。從測試方法的角度來看，需要從物理主機(jī)出發(fā)，采用不同的處理措施。但是有的測試人員通常采用傳統(tǒng)的測試工具進(jìn)行測試，但是只能滿足部分服務(wù)器的要求。在數(shù)據(jù)大爆炸的時(shí)代，動態(tài)化處理平臺得到了廣泛的應(yīng)用，它應(yīng)用的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)處理平臺。但是在進(jìn)行容量較大的客戶端測試過程中，難度比較大?；诖耍瑐鹘y(tǒng)的測試方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際生產(chǎn)的基本要求。

2.2 存在判斷性問題

在現(xiàn)階段，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)增長速度比較快，尤其是半結(jié)構(gòu)化的社會媒體數(shù)據(jù)，增長速度更快，逐漸呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)多樣性的特點(diǎn)。以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為例，主要以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化文件處理過程中，需要借助軟件測試，對軟件的正確性進(jìn)行全面的分析和驗(yàn)證，但是由于數(shù)據(jù)類型多樣，非常繁雜，很容易出現(xiàn)判斷失誤的問題，影響到最終測試的結(jié)果。

2.3 殺蟲劑效應(yīng)

根據(jù)軟件測試的基本規(guī)律，隨著測試的數(shù)量不斷增加，數(shù)據(jù)免疫力也再不斷上升，就會很容易導(dǎo)致殺蟲效應(yīng)。早在20 世紀(jì)90年代，有的測試人員就發(fā)現(xiàn)了殺蟲劑效應(yīng)了，這種效應(yīng)一旦出現(xiàn)，軟件就會產(chǎn)生很強(qiáng)的抗“藥”性，測試人員如果一直采用一種測試方式，就會大大降低測試的效果。在軟件開發(fā)前期，開發(fā)人員能夠發(fā)現(xiàn)模式中存在的問題，并且集中在構(gòu)建中，成為構(gòu)件的組成部分，在多次測試的情況下，具備了一定的免疫能力，很難發(fā)揮后續(xù)測試的作用。為了做好軟件測試工作，測試人員需要探索其中存在的問題，不斷探索其中的缺點(diǎn)，做好軟件性能的更新。

2.4 項(xiàng)目管理難度比較大

在完成編碼設(shè)計(jì)以后，需要進(jìn)行軟件測試，但是很多問題只有在測試完成以后才能發(fā)現(xiàn)，這大大增加了測試的難度。并且就算發(fā)現(xiàn)問題，但是也不是所有的問題能在短期內(nèi)可以解決。在進(jìn)行軟件開發(fā)過程中，管理人員沒有對軟件的質(zhì)量進(jìn)行全面的分析與了解，很難發(fā)現(xiàn)軟件內(nèi)在的問題，對后續(xù)軟件測試產(chǎn)生極為不利的影響。從整體的角度來看，在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，對當(dāng)前軟件開發(fā)提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，需要測試人員結(jié)合實(shí)際情況按照不同的測試標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行全面的分析與了解，進(jìn)一步提升測試的質(zhì)量。

3 大數(shù)據(jù)背景下軟件測試技術(shù)分析

為了提升軟件測試的效率，滿足實(shí)際測試的要求，在進(jìn)行測試過程中，測試人員需要結(jié)合實(shí)際情況，不斷采用先進(jìn)的軟件測試技術(shù)，從而滿足實(shí)際生產(chǎn)的基本要求。

3.1 黑盒測試法

測試人員根據(jù)軟件功能設(shè)計(jì)規(guī)格和使用要求，對每個(gè)功能進(jìn)行分別測試，是否符合產(chǎn)品性能要求和用戶的要求。黑盒測試主要在軟件的接口處進(jìn)行測試，不用考慮內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，按照程序的操作規(guī)程和要求，對程序的功能進(jìn)行檢測。黑盒測試也稱為功能測試或者數(shù)據(jù)驅(qū)動測試，這種測試方式主要是為了測試以下問題，軟件是否存在不正確或者遺漏的功能；接口上輸入接受和結(jié)果是否正確；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息是否錯(cuò)誤，外部信息是否存在訪問錯(cuò)誤；軟件性能是否滿足實(shí)際要求；是否存在初始化或者終止性的錯(cuò)誤。

在進(jìn)行黑盒測試過程中，測試人員可以把軟件程序當(dāng)做一個(gè)打不開的黑指令，可以不考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)盒內(nèi)部特征的條件下，對程序接口進(jìn)行測試。測試人員需要輸入數(shù)據(jù)，然后觀察輸出結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)檢查軟件系統(tǒng)是否嚴(yán)格按照說明書運(yùn)行，是否產(chǎn)生正確的輸出信息，信息是否完整。

3.1.1 功能測試

等價(jià)類劃分是一種測試人員經(jīng)常使用的黑盒測試方法，就是把可能要輸入的數(shù)據(jù)劃分成不同子集，然后從每個(gè)子集中，選擇代表性的數(shù)據(jù)進(jìn)行測試。這種測試方法主要包括有效等價(jià)類和無效等價(jià)類兩種情況，如表1 所示。

3.1.2 邊界值分析法

這種方法就是測試輸入或者輸出邊界值，選擇其中的等價(jià)類邊界值進(jìn)行測試，需要按照測試的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行挑選，保證測試的質(zhì)量，需要充分考慮到出域邊界值產(chǎn)生的影響。在利用邊界值分析過程中，需要堅(jiān)持以下幾方面的原則：

（1）明確值的范圍，達(dá)到范圍的邊界值或者剛剛超過這個(gè)范圍的邊界值。

（2）如果輸入條件超出了規(guī)定的個(gè)數(shù)，需要使用最大個(gè)數(shù)、最小個(gè)數(shù)、比最大個(gè)數(shù)多1個(gè)、比最小個(gè)數(shù)少1個(gè)的數(shù)作為測試數(shù)據(jù)。

（3）根據(jù)具體的要求，每輸出一個(gè)條件，就要使用前面兩條規(guī)則。

（4）如果程序占用了內(nèi)部一個(gè)結(jié)構(gòu)，需要選擇這個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界值作為測試用例。

3.1.3 因果圖法

因果圖法就是利用圖解的方法，分析不同的組合方法，進(jìn)行測試用例設(shè)計(jì)，基本步驟如下：

（1）分析軟件規(guī)格中的原因和結(jié)構(gòu)，然后確定等價(jià)輸入條件和輸出條件。

（2）分析軟件規(guī)格中的語義，明確原因與結(jié)果之間的關(guān)系，然后畫出因果圖。

（3）明確軟件的約束條件，充分考慮到特殊情況，使用標(biāo)準(zhǔn)的符號，明確約束條件。

（4）需要把因果圖轉(zhuǎn)化成判定表。在因果圖中，Ci 表示原因，Ei 表示結(jié)果。

3.2 白盒測試法

根據(jù)實(shí)際測試的經(jīng)驗(yàn)，白盒測試法主要分為靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。其中靜態(tài)測試主要對軟件的表示和描述進(jìn)行檢測，避免出現(xiàn)沖突或者歧義，主要是為了糾正軟件系統(tǒng)在表示和規(guī)格上的錯(cuò)誤，是進(jìn)行下一步測試的重要基礎(chǔ)。動態(tài)測試主要是進(jìn)行軟件的執(zhí)行測試，具體包括執(zhí)行前、執(zhí)行中、執(zhí)行后三個(gè)步驟，重點(diǎn)顯示系統(tǒng)在檢查的條件是否正確。

3.2.1 靜態(tài)測試

圖1：程序1 流程圖

圖2：程序2 流程圖

圖3：順序結(jié)構(gòu)

圖4：IF 選擇結(jié)構(gòu)

圖5：WHILE 循環(huán)結(jié)構(gòu)

圖6：UNIIL 循環(huán)結(jié)構(gòu)

圖7：CASE 多分支結(jié)構(gòu)

在通常情況下，靜態(tài)測試就是找出源代碼中出現(xiàn)的語法錯(cuò)誤，可以通過編譯器完成，及時(shí)找到存在的錯(cuò)誤，然后報(bào)告。為了提升測試的質(zhì)量，測試人員需要采用人工的方法對程序進(jìn)行非預(yù)防錯(cuò)誤方面的檢驗(yàn)，常見的方法主要包括代碼檢查法、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法等。代碼檢查法主要包括桌面檢查、代碼審查、走查等。靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法主要利用測試工具分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過生成函數(shù)，調(diào)用各種圖形和圖表，分析控制流、數(shù)據(jù)流、接口以及表達(dá)式等，檢查軟件是否存在缺陷或者錯(cuò)誤。

3.2.2 動態(tài)測試

在動態(tài)測試中，常見的有邏輯覆蓋檢測方法，主要以程序內(nèi)部作為邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試方法，通過程序邏輯結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)程序的覆蓋，要求測試人員能夠全面了解程序的邏輯結(jié)構(gòu)。如圖1 所示。

（1）語句覆蓋要每個(gè)語句至少被執(zhí)行一次。

（2）在判定覆蓋中，就是設(shè)置一些測試用例，通過程序測試，對取真分支和取假分支至少經(jīng)歷一次進(jìn)行判斷，保證判斷的真假值都被滿足。

（3）條件覆蓋就是在程序設(shè)計(jì)中，語句進(jìn)行多少個(gè)條件組成而進(jìn)行復(fù)合判定。

（4）多條件覆蓋，就是在足夠測試用例的條件下，判定中的可能組合至少出現(xiàn)一次，可以滿足多條件覆蓋的測試要求。

3.3 基本路徑測試法

這種方法就是測試人員在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，對控制構(gòu)造進(jìn)行全面的分析，做好執(zhí)行路徑集合導(dǎo)出，設(shè)計(jì)出測試用例的方法，保證每條可執(zhí)行語句要至少執(zhí)行一次。

3.3.1 控制流圖

程序的控制流圖主要是程序控制流的圖示方式，如圖3-圖7所示。

所有圖形符號中，圓圈代表控制流圖的節(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)或者多個(gè)無分支的語句或者程序源程序語句。

3.3.2 基本路徑的控制方法

由于基本路徑集不是唯一的，針對具體的控制流圖，可以確定不同的基本路徑集，通常包括以下集中方法：

（1）確定控制流圖的區(qū)域數(shù)。

（2）設(shè)E 為控制流圖的邊數(shù)，N 為圖的點(diǎn)數(shù)，則環(huán)路的復(fù)雜性為V（G）=E-N+2。

（3）如果設(shè)P 為控制流圖中的判定節(jié)點(diǎn)數(shù)，那么V（G）=P+1。