基于敏捷方法的發控系統軟件測試模型研究和改進

薛楠 徐翔 閆銳

摘 要：隨著科技的不斷進步和發展，現代的發控系統趨于復雜化和軟件化，軟件質量對發動機的性能和可靠性產生決定性的影響，因此，著眼于提高測試效率和質量必須選取合適的軟件測試模型。文章對傳統的V模型進行分析，然后將敏捷方法、測試驅動、需求驅動、測試復用的思想融入V模型中，改進后的測試模型能夠運用于發控系統的全壽命周期，理順測試過程，顯著提高軟件測試水平。

關鍵詞：V模型；敏捷方法；測試驅動；需求驅動；測試復用

隨著科技的進步，現代發控系統日新月異，發控系統的功能實現越來越依賴軟件。有效保證軟件的質量和可靠性是發控系統能力提升的關鍵。從長期總結的軟件工程經驗來看，軟件測試是軟件質量保證的關鍵途徑，而合適的軟件測試模型能夠有效指導軟件測試工作的開展。發控系統軟件具有安全關鍵等級高、迭代頻繁、邏輯復雜的特點，傳統的V測試模型具備的缺點導致其不適合指導目前環境下的發控系統測試，為了更好地利用V模型指導測試工作，本文通過對V測試模型進行研究，結合敏捷方法對其進行強化，同時融入測試驅動、需求驅動、測試復用的思想，期望在盡早盡快發現缺陷的同時提高測試效率。

1 敏捷方法原則

敏捷方法是為了應對需求的不斷變化、軟件架構的不斷重構而產生的一種新的開發模式。著名的敏捷宣言強調了敏捷方法的4個核心價值：個人和互動高于流程和工具，工作軟件高于理解文檔，客戶協作高于合同協商，變化響應高于計劃遵循[1]。敏捷方法同樣適用于快速迭代的軟件測試過程中，與傳統的測試不同，敏捷方法測試并不是一個被分割的過程，相反，它與整個開發過程中交織在一起，在每個開發過程的時間點上都存在對應的測試活動，不斷擁抱變化，改進測試過程。針對快速迭代的發控系統測試項目，基于敏捷方法的測試模型更加適用。

2 V測試模型特點

V測試模型[2]將軟件開發和測試過程由上到下、從左到右分階段進行羅列，如圖1所示。將軟件的開發過程描述為：用戶需求→需求分析和系統設計→概要設計→詳細設計→編碼；將軟件的測試過程描述為：單元測試→集成測試→系統測試→驗收測試，每一種開發階段均存在一種測試階段與之對應[3]。V測試模型存在明顯的局限：（1）測試活動位于開發活動的下游，作為軟件開發活動之后的一個階段，忽視對需求和系統設計的驗證，導致需求和設計上的錯誤往往最后發現，缺陷修復的成本高昂。（2）開發活動和測試活動缺少交流和溝通，完全由開發驅動測試，測試的參與度弱。（3）對于快速迭代的項目缺少有效的測試方法，難以同時兼顧測試質量和效率。

3 基于敏捷方法的V測試模型研究和改進

針對典型的發控系統測試過程的梳理和分析，結合傳統V模型的特點，融合敏捷方法的思維，將V模型進行改進和強化，既保留V模型的特點和優點，又彌補其不足。在改進V模型的過程中遵循以下原則：（1）軟件需求和系統設計問題應該盡早暴露；（2）開發和測試過程聯系密切，不可分割；（3）適應快速迭代的開發過程，同時不斷累積測試成果。根據以上3個原則，設計了適合發控系統的新型V測試模型，如圖2所示。

改進后的新型V模型具備如下特點：

（1）軟件的開發過程和測試活動并行開展，將測試活動完全獨立，結合敏捷方法，及時響應、跟蹤事件，完全實現了測試和開發的同步測試活動伴隨發控系統的整個生命周期[4]，使得測試活動不單純作為開發活動的后續階段，在開發人員進行設計的過程中，針對文檔進行測試設計，可以站在用戶角度集合各個發控系統的特點設計針對性、魯棒性、可靠性測試用例，便于挖掘更深層次缺陷。

（2）充分發揮測試先行的優勢，從可行性分析階段開始部署測試，測試不僅面向源代碼，對于每一項交付物均進行測試，在驗收測試設計、系統測試設計、集成測試設計、詳細測試設計的開展過程中針對文檔進行靜態測試，從軟件需求和設計邏輯出發，挖掘軟件需求和系統設計的問題，盡早發現系統設計的不足，降低后期的修復成本。

（3）突出測試驅動開發的思想，保持源代碼時刻處于可控和高質量狀態，單元測試用例根據用戶需求進行編寫，開發人員完成一個模塊的設計后即可進行單元測試，保證一旦進行模塊重構必然伴隨測試活動的進行，源代碼進行修改后，通過測試手段進行驗證，盡早發現詳細設計和概要設計的不足，提高測試的質量和效率。

（4）增加測試錯誤修復回溯的方法，將測試執行結果提交給開發人員，針對錯誤進行修復后，重新修改開發設計和測試設計，并重新執行相關用例，完成因軟件變更帶來的影響前一階段設計的重新驗證，保證前一階段的問題不遺留到下一階段結局，提高測試充分性。

（5）體現測試復用的原則，處于各階段測試設計過程中先比較項目差異，復用有效的測試資源，若存在可利用的測試設計，可以加以補充完善，若不存在可利用的測試設計，則需要重新進行測試設計，最終將本次測試設計的結果放入可復用的測試設計/方法/用例集庫中。測試人員需要時刻維護測試用例追蹤矩陣，明確需求和用例的追蹤關系，提高測試覆蓋率。

（6）形成整體測試的概念，傳統的V模型將測試各個階段劃分為多個帶有固定邊界的階段，導致各個測試階段的設計過程比較封閉，測試設計不夠全面，相鄰的兩個測試過程中間存在真空地帶，而改進后的V模型可以通過迭代和修改的方式，越界獲取進行測試設計所需要的設計，完善測試用例的設計，進一步保證軟件的充分性和可靠性[5]。

4 結語

發控系統軟件化程度越來越高，選擇合適的軟件測試模型能夠有效提高測試效率，提升產品質量，保證其可靠性。傳統V測試模型隨著時代的發展暴露的缺點使其不再適合發控系統的測試，本文提出了一種基于敏捷方法的軟件V測試模型，能夠對發控系統進行全面、系統的測試，對于提高軟件測試效率、有效性和充分性，形成測試能力積累大有裨益。該測試模型經過部分項目的試用證明其合理性，以后將在以后的項目中被大量運用，逐步完善成為更貼近實際更有效的測試模型。

[參考文獻]

[1]吳潔.敏捷測試成熟度模型集成框架研究[J].數字技術與應用，2018（5）：90-91.

[2]李煒，陳瑛.一種有效的軟件測試模型[J].計算機工程與應用，2004（10）：114-117.

[3]朱少民.軟件測試方法和技術[M].北京：清華大學出版社，2010.

[4]朱蕾.裝備軟件生命周期模型改進研究[D].天津：天津大學，2017.

[5]楊麗紅.軟件測試與可靠性研究[D].成都：四川大學，2006.