基于軟件測試的質(zhì)量度量應(yīng)用

師洛蓓

（四川長虹網(wǎng)絡(luò)科技有限責(zé)任公司媒體終端軟件研發(fā)部 四川省綿陽市 621000）

軟件測試過程中，需要做好質(zhì)量度量工作，使軟件運(yùn)行質(zhì)量能夠得到準(zhǔn)確地評估，使其運(yùn)行效果更加地穩(wěn)定。為此，需要采取有效地測試手段，合理地對質(zhì)量度量方法進(jìn)行應(yīng)用，使軟件測試水平能夠得到提升，對軟件實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化地測試。通過質(zhì)量度量測試方法，可以提高測試結(jié)果的可靠性，使軟件運(yùn)行狀況能夠得到準(zhǔn)確地驗(yàn)證，進(jìn)而使軟件測試效率得到保障。

1 軟件測試質(zhì)量度量流程

質(zhì)量度量測試過程中，需要按照一定的流程進(jìn)行，使測試過程能夠有序完成，保障測試流程的規(guī)范性。具體測試流程如下：第一，需要明確質(zhì)量度量的需求，通過軟件的功能確定軟件中可能存在的問題，將其作為質(zhì)量度量的依據(jù)，使測試內(nèi)容更加地全面。第二，確定軟件度量單元，以度量框架作為出發(fā)點(diǎn)，對質(zhì)量度量進(jìn)行定義，使度量準(zhǔn)則能夠清晰地把握，同時合理地進(jìn)行度量用例設(shè)計，使度量問題能夠得到有效地分析，測試度量具有完善的流程。第三，實(shí)施軟件度量過程，根據(jù)測試用例對度量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，為數(shù)據(jù)分析過程提供依據(jù)，同時需要度量結(jié)果進(jìn)行記錄。第四，對測試結(jié)果進(jìn)行度量分析，確定軟件運(yùn)行過程中存在的問題，并且對問題進(jìn)行重現(xiàn)，使故障原因能夠得到準(zhǔn)確地分析。第五，對度量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確定度量的影響范圍，對軟件性能進(jìn)行準(zhǔn)確地評估[1]。

2 質(zhì)量度量測試用例設(shè)計

2.1 邏輯覆蓋法

通過邏輯覆蓋法可以對軟件內(nèi)部邏輯進(jìn)行測試，使程序的語句能夠得到有效地分析，使軟件具有良好的代碼特征。采用該測試方法時，需要對測試點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，確定測試內(nèi)容的覆蓋度，計算公式如下：

通過覆蓋度可以對測試結(jié)果進(jìn)行評估，確定測試用例的匹配度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化地度量測試。以條件語句測試為例，在代碼中由if 判斷句構(gòu)成，可以對程序執(zhí)行過程進(jìn)行判斷，使軟件能夠執(zhí)行相應(yīng)的功能。在測試過程中，需要對判斷條件進(jìn)行修改，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功能邏輯上的覆蓋，對軟件功能進(jìn)行快速測試。

2.2 等價類劃分法

等價類劃分法具有黑盒測試的效果，不用考慮程序的內(nèi)部構(gòu)造，進(jìn)而對軟件運(yùn)行性能進(jìn)行測試。該方法的重點(diǎn)在于測試子集的選取，通過測試子集來反應(yīng)整體的測試狀況，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)軟件中存在的缺陷。該方法主要分為兩種形式：第一，有效等價劃分。將具有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)作為輸入，對軟件系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試，能夠反映出真實(shí)的測試結(jié)果。第二，無效等價劃分。將不具備實(shí)際意義的數(shù)據(jù)作為輸入，對軟件的異常狀況進(jìn)行判斷，可以對軟件異常形成有效地預(yù)測，使軟件在未來能夠穩(wěn)定工作。

2.3 邊界值法

通過邊界值法可以確定數(shù)據(jù)的范圍，對軟件運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化范圍進(jìn)行測試，使軟件具有穩(wěn)定的工作狀態(tài)。邊界值法需要基于輸入、輸出進(jìn)行測試，由確定的輸入值對輸出值的范圍進(jìn)行評估。若輸出值不在規(guī)定范圍內(nèi)，則說明軟件存在運(yùn)行問題；若輸出值在規(guī)定范圍內(nèi)，則說明軟件運(yùn)行狀態(tài)良好。邊界值是重要的特征值，需要著重對其進(jìn)行分析，對其進(jìn)行測試，保障軟件能夠在邊界條件下問題運(yùn)行。以位置邊界為例，若測試數(shù)據(jù)為圓形區(qū)域，則圓形的邊界便是特征值，需要對邊界點(diǎn)進(jìn)行測試，使軟件的邊界范圍更加地明確[2]。

表1：度量元組成

表2：度量指示器組成

表3：度量權(quán)重定義

表4：度量項(xiàng)及度量值

2.4 因果圖法

軟件測試具有較強(qiáng)的邏輯性，可以采用因果圖法對測試案例進(jìn)行編寫，使測試過程更加地流程化。因果圖法測試流程如下：首先，需要對程序進(jìn)行分析，同時對原因和結(jié)果進(jìn)行描述。測試過程中，需要將原因作為輸入，將結(jié)果作為輸出，這樣便可以形成良好的測試關(guān)系。其次，需要繪制出因果圖，為測試過程提供依據(jù)，保障測試過程能夠有序進(jìn)行，使測試更加地清晰化。最后，需要做好因果轉(zhuǎn)換工作，能夠根據(jù)結(jié)果推測問題的原因，對軟件運(yùn)行問題進(jìn)行再現(xiàn)。

3 軟件測試質(zhì)量度量應(yīng)用分析

3.1 度量模型

3.1.1 度量框架

度量框架是構(gòu)建度量模型的重要依據(jù)，從框架整體角度分析，可以將框架分為四個部分，主要構(gòu)成如下：第一，度量需求?；诳蛻粜枨蟆⑾到y(tǒng)需求等確定度量標(biāo)準(zhǔn)，對度量形成有效地分析，保障軟件測試內(nèi)容的完善性，使度量分析過程更加地全面。第二，度量準(zhǔn)備。明確軟件測試的度量指標(biāo)，對度量元進(jìn)行構(gòu)建，同時對度量環(huán)境進(jìn)行搭建，形成標(biāo)準(zhǔn)的測量環(huán)境，進(jìn)而形成準(zhǔn)確的軟件測試結(jié)果。度量元組成見表1 所示。第三，開始度量。根據(jù)測試用例對軟件進(jìn)行質(zhì)量度量，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與構(gòu)建，使數(shù)據(jù)單元能夠得到有效地檢測，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。第四，度量結(jié)果。對度量數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，得出軟件質(zhì)量測試的結(jié)果，使軟件性能得到有效地評估[3]。

3.1.2 度量評價

為了保障軟件度量測試的可行性，需要對質(zhì)量度量過程進(jìn)行評價，對度量的風(fēng)險進(jìn)行評估，進(jìn)而提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。假設(shè)測試對象為i，則測試風(fēng)險值R(i)可以表示如下：

其中，p(i)為出錯可能性；g(i)為出錯代價。

當(dāng)檢測出軟件測試存在風(fēng)險后，對風(fēng)險進(jìn)行管理，具體步驟如下：第一，測試設(shè)計。針對風(fēng)險對測試用例進(jìn)行設(shè)計，合理地現(xiàn)有資源環(huán)境進(jìn)行運(yùn)用，保障測試過程能夠順利完成。第二，明確風(fēng)險。通過度量模塊對風(fēng)險進(jìn)行評估，對風(fēng)險的存在性進(jìn)行確定，確定風(fēng)險對軟件功能的影響范圍。第三，風(fēng)險估計。確定風(fēng)險問題將會造成的成本損失C(g），進(jìn)而確定風(fēng)險的影響。計算公式如下：

其中，SC(g)為軟件開發(fā)者的風(fēng)險損失，CC(g)為對用戶造成的風(fēng)險損失。

第四，風(fēng)險預(yù)測。對風(fēng)險系數(shù)進(jìn)行評估，并且按照風(fēng)險權(quán)重進(jìn)行排列，風(fēng)險較高的問題需要優(yōu)先進(jìn)行測試。例如：設(shè)計質(zhì)量、功能實(shí)現(xiàn)等，這些屬于高風(fēng)險的權(quán)重，需要優(yōu)先進(jìn)行測試。而編碼規(guī)范、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，這些屬于低風(fēng)險的權(quán)重，可以在后續(xù)階段進(jìn)行測試。度量評價可由度量指示器來實(shí)現(xiàn)，指示器組成見表2 所示，可以對風(fēng)險進(jìn)行準(zhǔn)確評估。

3.2 度量定義

3.2.1 確定目標(biāo)

為了保障度量定義的準(zhǔn)確性，需要對度量目標(biāo)進(jìn)行明確，形成有效的度量標(biāo)準(zhǔn)。度量目標(biāo)確定標(biāo)準(zhǔn)如下：第一，安全性。為軟件穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，使測試結(jié)果更加地準(zhǔn)確，進(jìn)而保障測試對象的有效性。第二，適用性。保障度量目標(biāo)能夠順利實(shí)現(xiàn)，確保度量手段的有效性，第三，可維護(hù)性。度量方法需要易于維護(hù)，能夠準(zhǔn)確地對軟件進(jìn)行測試，對軟件質(zhì)量模型進(jìn)行評估。以缺陷測試為例，需要對缺陷方案進(jìn)行分析，使缺陷數(shù)得到有效地統(tǒng)計，最終對缺陷形成控制。缺陷程度可由缺陷密度（Dd）進(jìn)行衡量，計算公式如下：

其中，D 為缺陷數(shù)；KLSOC 為源碼行數(shù)。

當(dāng)缺陷得到解決后，可以由缺陷移除率（DRE）進(jìn)行衡量，DRE=發(fā)現(xiàn)BUG 數(shù)/（發(fā)現(xiàn)BUG 數(shù)+未發(fā)現(xiàn)BUG 數(shù)）×100%，進(jìn)而對缺陷的解決情況進(jìn)行確定。

3.2.2 權(quán)重定義

度量測試過程中，需要具有一定的權(quán)重，對質(zhì)量度量的權(quán)重進(jìn)行規(guī)定，使測試過程更加地具有針對性。測試權(quán)重見表3 所示，可以按照表中數(shù)據(jù)對度量項(xiàng)進(jìn)行權(quán)重構(gòu)建，使權(quán)重定義更加地標(biāo)準(zhǔn)。通過權(quán)重可以對軟件整體質(zhì)量進(jìn)行衡量，其中，P1+P2+P3=1，即總權(quán)重需要為1，避免權(quán)重發(fā)生缺失現(xiàn)象，對權(quán)重定義造成影響[4]。質(zhì)量權(quán)重計算方法如下：

其中，角標(biāo)ik 為度量項(xiàng)；pik為權(quán)重；uik為測量值。通過上述公式，便可以對軟件的整體質(zhì)量進(jìn)行評估，權(quán)重定義越規(guī)范，測試結(jié)果就越精準(zhǔn)。

3.3 數(shù)據(jù)分析

權(quán)重定義完成后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到準(zhǔn)確的測試結(jié)果，提高質(zhì)量度量的準(zhǔn)確性。首先，需要對各個度量項(xiàng)進(jìn)行計算，得出對應(yīng)的度量值，計算結(jié)果見表4 所示。

其次，需要計算質(zhì)量特性度量值，計算過程如下：

質(zhì)量特性1=0.2×(0.86+0.81+0.76)=0.478

質(zhì)量特性2=1/6×(0.84+0.96)=0.3

質(zhì)量特性3=0.2×(0.96+0.86)=0.36

最后，需要進(jìn)行加權(quán)計算，得到整體質(zhì)量特性M。由表1 可知，質(zhì)量特性1-3 對應(yīng)的權(quán)重分別為0.2、0.3、0.5，將其代入公式計算可得：

由此可見，軟件的整體質(zhì)量水平較低，軟件功能還需要進(jìn)一步進(jìn)行完善，使軟件具有良好的整體質(zhì)量特性。

4 結(jié)論

綜上所述，通過質(zhì)量度量可以提高軟件測試的效率，能夠準(zhǔn)確地反應(yīng)軟件的運(yùn)行情況，對軟件故障能夠得到清晰地識別，使故障問題能夠得到有效解決。在測試過程中，需要質(zhì)量度量測試流程進(jìn)行，合理地對度量模型進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化地定義，進(jìn)而保障測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高軟件質(zhì)量度量精度，保障軟件測試過程順利地進(jìn)行。