|
|
|
|
|
单元测试又称模块测试，是针对软件设计的最小单位——程序模块，进行正确性检验的测试工作。其目的在于发现各模块内部可能存在的各种差错。单元测试需要从程序的内部结构出发设计测试用例。多个模块可以平行地独立进行单元测试。
|
|
|
|
|
|
在进行单元测试时，测试者需要依据详细设计说明书和源程序清单，了解该模块的I/O条件和模块的逻辑结构，主要采用白盒测试的测试用例，辅之以黑盒测试的测试用例，使之对任何合理的输入和不合理的输入，都能鉴别和响应。这要求对所有的局部的和全局的数据结构、外部接口和程序代码的关键部分，都要进行桌面检查和严格的代码审查。
|
|
|
|
在单元测试中进行的测试工作如下图所示，需要在五个方面对所测模块进行检查。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
在单元测试的开始，应对通过所测模块的数据流进行测试。如果数据不能正确地输入和输出，就谈不上进行其他测试。为此，对模块接口可能需要如下的测试项目：调用所测模块时的输入参数与模块的形式参数在个数、属性、顺序上是否匹配；所测模块调用子模块时，它输入给子模块的参数与子模块中的形式参数在个数、属性、顺序上是否匹配；是否修改了只作输入用的形式参数；输出给标准函数的参数在个数、属性、顺序上是否正确；全局量的定义在各模块中是否一致；限制是否通过形式参数来传送。
|
|
|
|
当模块通过外部设备进行输入/输出操作时，必须附加如下的测试项目：文件属性是否正确；OPEN语句与CLOSE语句是否正确；规定的I/O格式说明与I/O语句是否匹配；缓冲区容量与记录长度是否匹配；在进行读写操作之前是否打开了文件；在结束文件处理时是否关闭了文件；正文书写/输入错误，以及I/O错误是否检查并做了处理。
|
|
|
|
|
|
模块的局部数据结构是最常见的错误来源，应设计测试用例以检查以下各种错误：不正确或不一致的数据类型说明；使用尚未赋值或尚未初始化的变量；错误的初始值或错误的缺省值；变量名拼写错或书写错；不一致的数据类型。可能的话，除局部数据之外的全局数据对模块的影响也需要查清。
|
|
|
|
|
|
由于通常不可能做到穷举测试，所以在单元测试期间要选择适当的测试用例，对模块中重要的执行路径进行测试。应当设计测试用例查找由于错误的计算、不正确的比较或不正常的控制流而导致的错误。对基本执行路径和循环进行测试，可以发现大量的路径错误。
|
|
|
|
常见的不正确计算有：运算的优先次序不正确或误解了运算的优先次序；运算的方式错，即运算的对象彼此在类型上不相容；算法错；初始化不正确；运算精度不够；表达式的符号表示不正确。
|
|
|
|
常见的比较和控制流错误有：不同数据类型的相互比较；不正确的逻辑运算符或优先次序；因浮点数运算精度问题而造成的两值比较不等；关系表达式中不正确的变量和比较符；“差1”错，即不正确地多循环一次或少循环一次；错误的或不可能的循环中止条件；当遇到发散的迭代时不能中止的循环；不适当地修改了循环变量等。
|
|
|
|
|
|
比较完善的模块设计要求能预见出错的条件，并设置适当的出错处理，以便在一旦程序出错时，能对出错程序重做安排，保证其逻辑上的正确性。这种出错处理也应当是模块功能的一部分。若出现下列情况之一，则表明模块的错误处理功能包含有错误或缺陷：出错的描述难以理解；出错的描述不足以对错误定位，不足以确定出错的原因；显示的错误与实际的错误不符；对错误条件的处理不正确；在对错误进行处理之前，错误条件已经引起系统的干预等。
|
|
|
|
|
|
在边界上出现错误是常见的。例如，在一段程序内有一个n次循环，当到达第n次重复时就可能会出错。另外，在取最大值或最小值时也容易出错。因此，要特别注意数据流、控制流中刚好等于、大于或小于确定的比较值时出错的可能性。对这些地方要仔细地选择测试用例，认真加以测试。
|
|
|
|
此外，如果对模块运行时间有要求的话，还要专门进行关键路径测试，以确定最坏情况下和平均意义下影响模块运行时间的因素。这类信息对进行性能评价是十分有用的。
|
|
|
|
虽然模块测试通常是由编写程序的人自己完成的，但是项目负责人应当关心测试的结果。所有测试用例和测试结果都是模块开发的重要资料，必须妥善保存。
|
|
|
|
总之，模块测试针对的程序规模较小，易于查错；发现错误后容易确定错误的位置，易于排错，同时多个模块可以并行测试。做好模块测试可为后续的测试打下良好的基础。
|
|
|
|
|
|
通常单元测试是在编码阶段进行的。在源程序代码编制完成，经过评审和验证，确认没有语法错误之后，就开始进行单元测试的测试用例设计。利用设计文档，设计可以验证程序功能、找出程序错误的多个测试用例。对于每一组输入，应有预期的正确结果。
|
|
|
|
模块并不是一个独立的程序，在考虑测试模块时，同时要考虑它和外界的联系，用一些辅助模块去模拟与所测模块相联系的其他模块。这些辅助模块分为两种：
|
|
|
|
驱动模块（driver）——相当于所测模块的主程序。它接收测试数据，把这些数据传送给所测模块，最后再输出实测结果。
|
|
|
|
桩模块（stub）——也叫做存根模块。用以代替所测模块调用的子模块。桩模块可以做少量的数据操作，不需要把子模块所有功能都带进来，但不允许什么事情也不做。
|
|
|
|
所测模块、与它相关的驱动模块及桩模块共同构成了一个“测试环境”，如下图所示。驱动模块和桩模块的编写会给测试带来额外的开销。因为它们在软件交付时不作为产品的一部分一同交付，而且它们的编写需要一定的工作量。特别是桩模块，不能只简单地给出“曾经进入”的信息。为了能够正确地测试软件，桩模块可能需要模拟实际子模块的功能，这样，桩模块的建立就不是很轻松了。
|
|
|
|
|
|
|
|
模块的内聚程度高，可以简化单元测试过程。如果每一个模块只完成一种功能，则需要的测试用例数目将明显减少，模块中的错误也容易被预测和发现。
|
|
|
|
当然，如果一个模块要完成多种功能，且以程序包（package）的形式出现的也不少见，这时可以将这个模块看成由几个小程序组成。必须对其中的每个小程序先进行单元测试要做的工作，对关键模块还要做性能测试。对支持某些标准规程的程序，更要着手进行互联测试。有人把这种情况特别称为模块测试，以区别单元测试。
|
|
|
|
|
|
集成测试也叫做组装测试或联合测试。通常，在单元测试的基础上，需要将所有模块按照概要设计说明书和详细设计说明书的要求进行组装。
|
|
|
|
|
|
①在把各个模块连接起来的时候，穿越模块接口的数据是否会丢失；
|
|
|
|
②一个模块的功能是否会对另一个模块的功能产生不利的影响；
|
|
|
|
|
|
|
|
⑤单个模块的误差累积起来，是否会放大，以至达到不能接受的程度。
|
|
|
|
因此，在单元测试的同时可进行集成测试，发现并排除在模块连接中可能出现的问题，最终构成要求的软件系统。
|
|
|
|
子系统的集成测试称为部件测试，它所做的工作是要找出组装后的子系统与系统需求规格说明之间的不一致。
|
|
|
|
选择什么方式把模块组装起来形成一个可运行的系统，直接影响到模块测试用例的形式、所用测试工具的类型、模块编号的次序和测试的次序以及生成测试用例的费用和调试的费用。
|
|
|
|
|
|
模块组装成为系统的方式有两种：一次性组装方式和增殖式组装方式。
|
|
|
|
|
|
它是一种非增殖式组装方式，也叫做整体拼装。使用这种方式，首先对每个模块分别进行模块测试，再把所有模块组装在一起进行测试，最终得到要求的软件系统。例如，有一个模块系统结构，如下图（a）所示。其单元测试和组装顺序如下图（b）所示。
|
|
|
|
|
|
|
|
在如上图（b）中，模块d1，d2，d3，d4，d5是对各个模块做单元测试时建立的驱动模块，s1，s2，s3，s4，s5是为单元测试而建立的桩模块。这种一次性组装方式试图在辅助模块的协助下，在分别完成模块单元测试的基础上，将所测模块连接起来进行测试。但是由于程序中不可避免地存在涉及模块间接口、全局数据结构等方面的问题，所以一次试运行成功的可能性并不很大。其结果是，发现有错误，却茫然找不到原因。查错和改错都会遇到困难。
|
|
|
|
|
|
这种组装方式又称渐增式组装，是首先对一个个模块进行模块测试，然后将这些模块逐步组装成较大的系统，在组装的过程中边连接边测试，以发现连接过程中产生的问题。最后通过增殖逐步组装成为要求的软件系统。
|
|
|
|
. 自顶向下的增殖方式。这种组装方式是将模块按系统程序结构，沿控制层次自顶向下进行组装。其步骤如下：首先以主模块作为所测模块兼驱动模块，所有直属于主模块的下属模块全部用桩模块代替，对主模块进行测试。再采用深度优先（如下图所示为自顶向下的增殖方式）或广度优先的策略，用实际模块替换相应的桩模块，再用桩模块代替它们的直接下属模块，与已测试的模块或子系统组装成新的子系统。然后，进行回归测试（即重新执行以前做过的全部测试或部分测试），排除组装过程中引入新的错误的可能。最后，判断是否所有的模块都已组装到系统中。是，则结束测试；否则，转到B去执行。
|
|
|
|
|
|
|
|
自顶向下的增殖方式在测试过程中较早地验证了主要的控制和判断点。在一个功能划分合理的程序模块结构中，判断常常出现在较高的层次里，因而，能够较早地遇到这种问题。如果主要控制有问题，尽早发现它能够减少以后的返工，这是十分必要的。如果选用按深度方向组装的方式，可以首先实现和验证一个完整的软件功能，可先对逻辑输入的分支进行组装和测试，检查和克服潜藏的错误和缺陷，验证其功能的正确性，就为其后对主要加工分支的组装和测试提供了保证。此外，功能可行性较早地得到证实，还能够增强开发者和用户成功的信心。
|
|
|
|
. 自底向上的增殖方式。这种组装方式是从程序模块结构的最底层模块开始组装和测试。因为模块是自底向上进行组装的，对于一个给定层次的模块，它的子模块（包括子模块的所有下属模块）已经组装并测试完成，所以不再需要桩模块。在模块的测试过程中需要从子模块得到的信息可以通过直接运行子模块得到。自底向上增殖的步骤如下：首先由驱动模块控制最底层模块的并行测试；也可以把最底层模块组合成实现某一特定软件功能的簇，由驱动模块控制它进行测试。再用实际模块代替驱动模块，与它已测试的直属子模块组装成为子系统。然后，为子系统配备驱动模块，进行新的测试。最后判断是否已组装到达主模块。是，则结束测试；否则，执行B。
|
|
|
|
以如下图一（a）所示的一次性组装方式系统结构为例，可以用如下图二说明自底向上组装和测试的顺序。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. 混合增殖式测试。自顶向下增殖的方式和自底向上增殖的方式各有优缺点。一般来讲，一种方式的优点是另一种方式的缺点。
|
|
|
|
自顶向下增殖方式的缺点是需要建立桩模块。要使桩模块能够模拟实际子模块的功能十分困难，因为，桩模块在接收了所测模块发送的信息后，需要按照它所代替的实际子模块功能返回应该回送的信息，这必将增加建立桩模块的复杂度，而且导致增加一些附加的测试。同时，涉及复杂算法和真正输入/输出的模块一般在底层，它们是最容易出问题的模块，到组装和测试的后期才遇到这些模块，一旦发现问题，就会导致过多的回归测试。而自顶向下增殖方式的优点是能够较早地发现主要控制方面的问题。
|
|
|
|
自底向上增殖方式的缺点是“程序一直未能作为一个实体存在，直到最后一个模块加上去后才形成一个实体”。就是说，在自底向上组装和测试的过程中，对主要的控制直到最后才接触到。这种方式的优点是不需要桩模块，而建立驱动模块一般比建立桩模块容易，同时由于涉及到复杂算法和真正输入/输出的模块最先得到组装和测试，可以把最容易出问题的部分在早期解决。此外自底向上增殖的方式可以实施多个模块的并行测试，提高测试效率。因此，通常是把以上两种方式结合起来进行组装和测试。
|
|
|
|
在进行集成测试时，测试者应当确定关键模块，对这些关键模块及早进行测试。关键模块至少应具有以下几种特征之一：
|
|
|
|
|
|
. 在程序的模块结构中位于较高的层次（高层控制模块）；
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
集成测试是一种正规测试过程，必须精心计划，并与单元测试的完成时间协调起来。在制定测试计划时，应考虑如下因素：
|
|
|
|
|
|
|
|
③模块代码编制和测试进度是否与集成测试的顺序一致。
|
|
|
|
|
|
解决了上述问题之后，就可以列出各个模块的编制、测试计划表，标明每个模块单元测试完成的日期、首次集成测试的日期、集成测试全部完成的日期、以及需要的测试用例和所期望的测试结果。
|
|
|
|
在缺少软件测试所需要的硬件设备时，应检查该硬件的交付日期是否与集成测试计划一致。例如，若测试需要数字化仪和绘图仪，则相应的测试应安排在这些设备能够投入使用之时，并要为硬件的安装和交付使用保留一段时间，以留下时间余量。此外，在测试计划中需要考虑测试所需软件（驱动模块、桩模块、测试用例生成程序等）的准备情况。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
集成测试应由专门的测试小组来进行，测试小组由有经验的系统设计人员和程序员组成。整个测试活动要在评审人员出席的情况下进行。
|
|
|
|
在完成预定的集成测试工作之后，测试小组应负责对测试结果进行整理、分析，形成测试报告。测试报告中要记录实际的测试结果在测试中发现的问题、解决这些问题的方法以及解决之后再次测试的结果。此外还应提出目前不能解决、还需要管理人员和开发人员注意的一些问题，提供测试评审和最终决策，以提出处理意见。
|
|
|
|
集成测试需要提交的文档有集成测试计划、集成测试规格说明和集成测试分析报告。
|
|
|
|
|
|
确认测试的任务是验证软件的功能和性能及其他特性是否与用户的要求一致。对软件的功能和性能要求在软件需求规格说明中明确规定。确认测试一般包括有效性测试和软件配置复查，确认测试一般由独立的第三方测试机构进行。
|
|
|
|
|
|
有效性测试是在模拟的环境下，运用黑盒测试的方法，验证所测软件是否满足需求规格说明书列出的需求。为此，需要制定测试计划、测试步骤以及具体的测试用例。通过实施预定的测试计划和测试步骤，确定软件的特性是否与需求相符，确保所有的软件功能需求都能得到满足，所有的软件性能需求都能达到。所有的文档都是正确且便于使用的。同时，对其他软件需求，例如可移植性、可靠性、易用性、兼容性、可维护性等，也都要进行测试，确认是否满足。
|
|
|
|
在全部软件测试的测试用例运行完后，所有的测试结果可以分为两类。
|
|
|
|
①测试结果与预期的结果相符。这说明软件的这部分功能或性能特征与需求规格说明书相符合，从而接受了这部分程序。
|
|
|
|
②测试结果与预期的结果不符。这说明软件的这部分功能或性能特征与需求规格说明不一致，因此要为它提交一份问题报告。
|
|
|
|
|
|
软件配置复查的目的是保证软件配置的所有成分都齐全，各方面的质量都符合要求，具有维护阶段所必须的细节，而且已经编排好分类的目录。
|
|
|
|
在确认测试的过程中，还应当严格遵守用户手册和操作手册中规定的使用步骤，以便检查文档资料的完整性和正确性。
|
|
|
|
|
|
系统测试是将通过集成测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际或者模拟运行（使用）环境下，对计算机系统进行一系列测试。
|
|
|
|
系统测试的目的在于通过与系统的需求定义作比较，发现软件与系统定义不符合或与之矛盾的地方。
|
|
|
|
|
|
验收测试是以用户为主的测试。软件开发人员和质量保证人员也应参加。由用户参加设计测试用例。使用用户界面输入测试数据，并分析测试的输出结果。一般使用生产中的实际数据进行测试。
|
|
|
|
目前在国内实际软件开发，特别是系统集成的过程中，验收测试往往在系统测试完成后、项目最终交付前进行。验收测试的测试计划、测试方案与测试案例一般由开发方制定，由用户方与监理方联合进行评审。验收小组由开发方、用户方、监理方代表、主管单位领导及行业专家构成。与确认测试及系统测试不同的是，验收测试往往不是对系统的全覆盖测试，而是针对用户的核心业务流程进行的测试；同时，测试的执行人员也不是开发方的测试组成员，而是由用户方的使用人员完成。
|
|
|
|
近年来，越来越多的开发方及用户方认识到对项目进行最终验收测试的重要意义，因此，由第三方完成的专业化全覆盖型技术测试得到了广泛应用。由专门从事测试工作的第三方机构，根据系统的需求分析、用户手册、培训手册等，在开发人员及最终使用人员的配合下，完成对系统全面的测试工作。
|
|
|
