基于構(gòu)件的軟件測試方法概述

摘要：構(gòu)件技術(shù)成為當(dāng)前軟件工程中的發(fā)展方向，構(gòu)件的軟件測試成為軟件測試中的一個新的研究領(lǐng)域。本文對構(gòu)件技術(shù)做了簡單的介紹后，對構(gòu)件測試中遇到的困難和問題做了比較詳細(xì)的描述，并介紹了目前過內(nèi)外在構(gòu)件測試方面的一些成果現(xiàn)狀。

關(guān)鍵字：軟件測試；構(gòu)件技術(shù)；構(gòu)件測試

中圖分類號：TP311文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)14-20952-02

1 軟件構(gòu)件技術(shù)

自上個80年代以來，面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，在提高軟件可重用性方面起了積極的推動作用，軟件重用已經(jīng)成軟件工程技術(shù)的一個重要目標(biāo)，成為開發(fā)出高效、低成本、可重用軟件系統(tǒng)的重要的現(xiàn)實途徑。當(dāng)今軟件開發(fā)技術(shù)的主流已是基于軟件構(gòu)件技術(shù)。只要遵循軟件構(gòu)件模型規(guī)范，各個軟件開發(fā)商就可以用自己方便的程序語言去實現(xiàn)可重用的軟件構(gòu)件，應(yīng)用程序開發(fā)人員就有可能實現(xiàn)在計算機硬件領(lǐng)域早已實現(xiàn)的夢想：挑選構(gòu)件，組合成新的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。oscarNierstrasz提出[1]：Applieations=Components + seripts即應(yīng)用軟件就是構(gòu)件和構(gòu)件描述組成。

2 傳統(tǒng)的軟件測試

2.1 軟件測試的重要性、目的和原則

為了能夠保證交付的軟件使客戶滿意，需要在軟件開發(fā)、集成和形成系統(tǒng)之后進行充分、全面、有效的測試，軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要手段。

測試過程貫穿在軟件開發(fā)的整個生命周期過程，覆蓋范圍是很廣泛的，包括需求分析，設(shè)計文檔、程序代碼等。目前比較俠義的理解是軟件測試就是對程序代碼的測試。

Grenford.J.Myers[2] 就軟件的測試目的提出了如下的觀點：(1)軟件測試是程序的執(zhí)行過程，目的在于發(fā)現(xiàn)缺陷；(2)一個好的測試用例在于能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的缺陷；(3)一個成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的多個缺陷的測試。因而，測試的目的是在資源消耗合理的情況下，發(fā)現(xiàn)盡可能多的缺陷和錯誤。

軟件測試中應(yīng)該遵循主要原則包括：(1)應(yīng)當(dāng)把“盡早地和不斷地進行軟件測試”作為軟件開發(fā)者的座右銘；(2)測試用例應(yīng)由測試輸入數(shù)據(jù)和與之對應(yīng)的預(yù)期輸出結(jié)果這兩部分組成；(3)序員應(yīng)避免檢查自己的程序；(4)在設(shè)計測試用例時，應(yīng)當(dāng)包括合理的輸入條件和不合理的輸入條件；(5)充分重視測試中的群集現(xiàn)象；(6)嚴(yán)格執(zhí)行測試計劃，排除測試的隨意性；(7)應(yīng)當(dāng)對每一個測試結(jié)果做全面的檢查；(8)妥善的保存測試計劃，測試用例，出錯統(tǒng)計和最終分析報告，為維護提供方便[3]。

2.2 傳統(tǒng)的軟件測試主要方法和技術(shù)

通常依照如下方法對軟件測試進行分類：

(1) 軟件開發(fā)過程中的測試：包括單元測試；集成測試；系統(tǒng)測試； 驗收測試。

(2) 軟件產(chǎn)品測試。測試對象是已經(jīng)或即將產(chǎn)品化的軟件。包括：功能測試；性能測試；β測試；Benchmark測試。

(3) 專門的軟件測試：包括可靠性測試；標(biāo)準(zhǔn)符合性測試；互操作性測試；安全性測試；強度測試。

3 構(gòu)件測試方法概述

3.1 構(gòu)件測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

構(gòu)件測試技術(shù)發(fā)展歷史并不長，構(gòu)件繼承了傳統(tǒng)軟件的特點，與傳統(tǒng)軟件相比又具有一定的特殊性，所以構(gòu)件軟件的測試技術(shù)也相應(yīng)的繼承了傳統(tǒng)軟件測試技術(shù)中適用的部分，同時又具有傳統(tǒng)軟件測試所不具備的特性。

正是這些特殊性決定了構(gòu)件軟件的測試方式、方法在某些方面具有自己的特點。為此，在傳統(tǒng)軟件測試技術(shù)的基礎(chǔ)上，對構(gòu)件軟件測試技術(shù)進行挖掘和開拓成為構(gòu)件軟件測試領(lǐng)域的一項主要研究內(nèi)容，并有了一定的發(fā)展。

構(gòu)件軟件作為軟件的一種，是軟件技術(shù)發(fā)展的新階段，面臨著更加復(fù)雜的開發(fā)模式，為此需要對構(gòu)件軟件進行一系列的測試，從而保證構(gòu)件軟件的質(zhì)量要求。

3.2 構(gòu)件測試面臨的主要問題

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)所面對的測試單元是構(gòu)件產(chǎn)品，作為構(gòu)件開發(fā)方來說可以針對構(gòu)件的源碼進行測試，而對于構(gòu)件的使用方來說往往構(gòu)件的源碼是不可知的也很難與構(gòu)件的開發(fā)者進行交流。這一差異導(dǎo)致構(gòu)件的測試與傳統(tǒng)的軟件測試相比具有了新的問題，包括：

3.2.1 構(gòu)件生產(chǎn)者所面臨的測試問題

(1) 構(gòu)件的應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多變，作為構(gòu)件開發(fā)者難以考慮所有的構(gòu)件可能運行的環(huán)境，因而也就不能對構(gòu)件進行充分的測試；(2)構(gòu)件軟件測試集的組合爆炸問題導(dǎo)致測試工作量非常大，卻難以覆蓋所有的測試點[4]；(3)構(gòu)件的測試環(huán)境配置困難重重，構(gòu)件生產(chǎn)者不可能搭建構(gòu)件使用的確切環(huán)境；(4)構(gòu)件測試的可重復(fù)性；(5)構(gòu)件測試工具缺乏。

3.2.2 構(gòu)件使用者面臨的測試問題

(1)很難獲得軟件的源程序，因而不能對構(gòu)件的內(nèi)部細(xì)節(jié)有詳細(xì)的了解，從而對構(gòu)件的測試帶有一定的盲目性；(2)測試數(shù)據(jù)的產(chǎn)生：由于同樣的原因，難以產(chǎn)生合適的測試輸入，使得對底層元素難以達到較高的覆蓋率；(3)組合爆炸問題依然存在，導(dǎo)致測試?yán)щy；(4)集成測試中有可能對構(gòu)件單元測試中的測試點造成重復(fù)測試，從而造成測試冗余性；(5)構(gòu)件測試的可重用性：對構(gòu)件的測試應(yīng)該是可重用的；(6)構(gòu)件測試工具的缺乏。

3.3 構(gòu)件測試與傳統(tǒng)的軟件測試的主要區(qū)別

構(gòu)件與傳統(tǒng)軟件從系統(tǒng)設(shè)計開始就是不同的，傳統(tǒng)軟件開發(fā)從需求分析、軟件設(shè)計到編寫代碼一直到測試都是軟件公司獨立完成的，所以具有比較清晰的脈絡(luò)，也能得到軟件的內(nèi)部細(xì)節(jié)信息。

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)采用的模式也是從需求分析開始的，但是組成軟件的基本單元不再是傳統(tǒng)的軟件模塊（比如類），而是來自于第三方的軟件構(gòu)件。從而面向構(gòu)件的軟件開發(fā)技術(shù)面對的主要問題是如何選擇以及組裝軟件構(gòu)件[5]，經(jīng)過充分的測試，最終形成軟件產(chǎn)品。

因此，傳統(tǒng)軟件測試的軟件設(shè)計詳細(xì)信息和軟件的源代碼都是可以得到的，脈絡(luò)十分清晰。軟件構(gòu)件的測試以及軟件構(gòu)件產(chǎn)品集成測試和系統(tǒng)測試需要尋找合適的構(gòu)件產(chǎn)品并組裝，而構(gòu)件設(shè)計以及內(nèi)部代碼對于構(gòu)件使用者來說是不可見的。

傳統(tǒng)軟件測試?yán)碚摵头椒夹g(shù)都比較成熟，構(gòu)件測試的測試方法和測試技術(shù)部分可以采用傳統(tǒng)的軟件測試。但是構(gòu)件測試具有自己的特點，需要區(qū)別對待，根據(jù)構(gòu)件的新特性研究構(gòu)件的測試方法。

3.4 國內(nèi)外構(gòu)件測試的研究現(xiàn)狀

國外及國內(nèi)在構(gòu)件測試方面的研究已經(jīng)取得一定的成果，例如：Freedman提出了構(gòu)件的可測性理論[6]；Jerry[7]提出了構(gòu)件可跟蹤性以及構(gòu)件可理解性；浙江大學(xué)提出界面構(gòu)件關(guān)聯(lián)圖的測試方法，等等

從國內(nèi)外構(gòu)件測試技術(shù)研究的現(xiàn)狀來看，具體的軟件構(gòu)件測試方法主要有以下幾種：

(1) 基于元數(shù)據(jù)的構(gòu)件測試

這種測試方法由構(gòu)件開發(fā)者提供包含構(gòu)件信息的元數(shù)據(jù)，這些元數(shù)據(jù)覆蓋了構(gòu)件各個方面的信息。構(gòu)件測試者提取元數(shù)據(jù)中的信息并根據(jù)這些信息來制定合理的測試用例，然后對構(gòu)件進行測試。由于這些元數(shù)據(jù)具有明確的構(gòu)件使用上下文信息，所以通過元數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)對構(gòu)件進行測試具有明確的目標(biāo)和清晰的測試切入點。不過元數(shù)據(jù)的制定比較困難。

(2) 軟件構(gòu)件流程圖

使用數(shù)據(jù)流和控制流的方法，利用從構(gòu)件中獲取的信息將構(gòu)件數(shù)據(jù)和信息的交互做成交互圖，然后根據(jù)此交互圖來制定測試用例。

(3) 錯誤注入的構(gòu)件測試

通過對程序進行錯誤注入來觀察構(gòu)件失效或產(chǎn)生錯誤的狀態(tài)下對整個系統(tǒng)的影響。通過對構(gòu)件功能的限制來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)入侵情況下構(gòu)件的運行狀態(tài)以及由此而產(chǎn)生的對整個軟件系統(tǒng)的危害。

(4) 測試序列技術(shù)

該方法對構(gòu)件間的交互進行測試，通過應(yīng)用需求分離出構(gòu)件交互的序列并不斷集成直到生成整個應(yīng)用系統(tǒng)，因而可以看作是一個漸進的測試過程。但是隨著系統(tǒng)中構(gòu)件數(shù)目和規(guī)模的增加，這種測試的難度也逐漸的增加。

4 總結(jié)

隨著構(gòu)件技術(shù)成為當(dāng)前軟件工程中的熱點發(fā)展方向，構(gòu)件的軟件測試成為軟件測試中的一個新的研究領(lǐng)域。本文對構(gòu)件技術(shù)做了簡單的介紹后，對構(gòu)件測試中遇到的困難和問題做了比較詳細(xì)的描述，并介紹了目前過內(nèi)外在構(gòu)件測試方面的一些成果現(xiàn)狀。所做的工作屬于項目組系統(tǒng)實現(xiàn)的前期熟悉工作的組成部分。

參考文獻：

[1] Osear Nierstrasz，Theo Dirk Meijler.Research direetions in software composition[J].ACM computing surveys，1995，27(2):262-264.

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