免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统项目管理师 > 2015年下半年 信息系统项目管理师 上午试卷 综合知识
  第9题      
  知识点：   软件设计、测试与维护   白盒测试   黑盒测试   开发过程   软件测试
  关键词：   白盒测试   黑盒测试   灰盒测试   软件测试   软件开发过程   白盒   测试   黑盒   开发   开发过程   软件开发        章/节：   信息系统及其技术和开发方法       

 
软件测试是软件开发过程中的一项重要内容，将测试分为白盒测试、黑盒测试和灰盒测试主要是（9）对软件测试进行分类。
 
 
  A.  从是否关心软件内部结构和具体实现的角度
 
  B.  从是否执行程序的角度
 
  C.  从软件并发阶段的细分角度
 
  D.  从软件开发复杂性的角度
 
 
 

 
  第9题    2021年上半年  
   29%
质量功能部署（Quality Function Deployment，QFD）将软件需求分为常规需求、（ ）和意外需求。
  第14题    2008年上半年  
   51%
（14）可以帮助人们简单方便地复用已经成功的设计或体系结构。
  第9题    2018年上半年  
   24%
软件测试是发现软件错误（缺陷）的主要手段，软件测试方法可分为静态测试和动态测试，其中（）属于静态测试。
   知识点讲解    
   · 软件设计、测试与维护    · 白盒测试    · 黑盒测试    · 开发过程    · 软件测试
 
       软件设计、测试与维护
        软件设计
        软件设计是“定义一个系统或组件的架构、组件、接口和其他特征的过程”，并得到“这个过程的结果”。
        软件设计由两个处于软件需求和软件构造之间的活动组成：
        .软件架构设计（也叫概要设计）：描述软件的结构和组织，标识各种不同的组件。
        .软件详细设计：详细地描述各个组件，使之能被构造。
        软件测试
        测试是为评价和改进产品质量、识别产品的缺陷和问题而进行的活动。
        软件测试是针对一个程序的行为，在有限测试用例集合上动态验证是否达到预期的行为。
        软件测试过程如下：
        （1）拟定测试计划。
        （2）编制测试大纲。
        （3）设计和生成测试用例。
        （4）实施测试。
        （5）生成测试报告。
        软件测试方法：
        .人工测试：采用人工方式进行测试，目的是通过对程序静态结构的检查，找出编译时不能发现的错误。包括个人复查、抽查、会审。
        .机器测试：把设计好的测试用例作用于被测程序，比较测试结果和预期结果是否一致。包括黑盒测试（功能测试）和白盒测试（结构测试）。
        软件测试的三个阶段：
        .单元测试：也称为模块测试，在模块编写完成且无编译错误后就可以进行。
        .集成测试：也称为组装测试，就是把模块按系统设计说明书的要求组合起来进行测试。
        .系统测试：是将已经确认的软件、计算机硬件、外设和网络等其他因素结合在一起，进行信息系统的各种组装和确认测试，其目的是通过与系统需求相比较，发现所开发的系统与用户需求不符合矛盾的地方。
        软件维护
        软件维护可定义为需要提供软件支持的全部活动。这些活动包括在交付前完成的活动以及交付后完成的活动。交付前完成的活动包括交付后的运行计划和维护计划等。交付后的活动包括软件修改、培训、帮助资料等。
        软件维护的类型有纠错性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护。
 
       白盒测试
        白盒测试方法一般包括控制流测试（语句覆盖测试、分支覆盖测试、条件覆盖测试、修订的条件／判定覆盖MC/DC、条件组合覆盖测试、路径覆盖测试）、数据流测试、程序变异、程序插桩、域测试和符号求值等。
               控制流测试
               控制流测试依据控制流程图产生测试用例，通过对不同控制结构成分的测试验证程序的控制结构。所谓验证某种控制结构即指使这种控制结构在程序运行中得到执行，也称这一过程为覆盖。以下介绍几种覆盖：
               （1）语句覆盖。语句覆盖要求设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得程序中每一条语句至少被遍历，语句覆盖在测试中主要发现错误语句。
               （2）分支覆盖。分支覆盖要求设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得程序中每个真值分支和假值分支至少执行一次，分支覆盖也称判定覆盖。
               （3）条件覆盖。条件覆盖要求设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得每个判断中的每个条件的可能取值至少满足一次。
               （4）修订的条件／判定覆盖（MC/DC——Modified Condition/Decision Coverage）。修订的条件／判定覆盖要求设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得每个判定中的每个条件都曾独立的影响判定的结果至少一次（独立影响意思是在其他的条件不变的情况下，只改变一个条件，就可影响整个判定的值）。
               对安全性要求比较高的软件，一般采用此覆盖要求。此覆盖要求在测试用例的效率和数量之间较为平衡。
               （5）条件组合覆盖。条件组合覆盖要求设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得每个判断中条件的各种组合至少出现一次，这种方法包含了“分支覆盖”和“条件覆盖”的各种要求。
               （6）路径覆盖。路径覆盖要求设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得程序沿所有可能的路径执行，较大程序的路径可能很多，所以在设计测试用例时，要简化循环次数。
               以上各种覆盖的控制流测试步骤如下：
               （1）将程序流程图转换成控制流图。
               （2）经过语法分析求得路径表达式。
               （3）生成路径树。
               （4）进行路径编码。
               （5）经过译码得到执行的路径。
               （6）通过路径枚举产生特定路径的测试用例。
               控制流图是描述程序控制流的一种图示方式，它由结点和定向边构成。控制流图的结点代表一个基本块，定向边代表控制流的方向。其中要特别注意的是，如果判断中的条件表达式是复合条件，即条件表达式是由一个或多个逻辑运算符连接的逻辑表达式，则需要改变复合条件的判断为一系列单个条件的嵌套的判断。控制流图的基本结构如下图所示。
               
               控制流图基本结构
               数据流测试
               数据流测试是用控制流程图对变量的定义和引用进行分析，查找出未定义的变量或定义了而未使用的变量，这些变量可能是拼错的变量、变量混淆或丢失了语句。数据流测试一般使用工具进行。
               数据流测试通过一定的覆盖准则，检查程序中每个数据对象的每次定义、使用和消除的情况。
               数据流测试步骤：
               （1）将程序流程图转换成控制流图。
               （2）在每个链路上标注对有关变量的数据操作的操作符号或符号序列。
               （3）选定数据流测试策略。
               （4）根据测试策略得到测试路径。
               （5）根据路径可以获得测试输入数据和测试用例。
               动态数据流异常检查在程序运行时执行，获得的是对数据对象的真实操作序列，克服了静态分析检查的局限，但动态方式检查是沿与测试输入有关的一部分路径进行的，检查的全面性和程序结构覆盖有关。
               程序变异
               程序变异是一种错误驱动测试，是为了查出被测软件在做过其他测试后还剩余一些的小错误。本方法应用于测试工具。
               程序插装
               程序插装是向被测程序中插入操作以实现测试目的方法。程序插装不应该影响被测程序的运行过程和功能。
               有很多的工具有程序插装功能。由于数据记录量大，手工进行将是一件很烦琐的事。
               域测试
               域测试是要判别程序对输入空间的划分是否正确。该方法限制太多，使用不方便，供有特殊要求的测试使用。
               符号求值
               符号求值是允许数值变量取“符号值”以及数值。符号求值可以检查公式的执行结果是否达到程序预期的目的；也可以通过程序的符号执行，产生出程序的路径，用于产生测试数据。符号求值最好使用工具，在公式分支较少时手工推导也是可行的。
 
       黑盒测试
        黑盒测试又称为数据驱动测试、基于规格的测试、输入输出测试或者功能测试。黑盒测试基于产品功能规格说明书，从用户角度针对产品特定的功能和特性进行验证活动，确认每个功能是否得到完整实现，用户能否正常使用这些功能。
        黑盒测试在不知道系统或组件内部结构的情况下进行，不考虑内部逻辑结构，着眼于程序外部结构，在软件接口处进行测试。黑盒测试主要具有如下功能：
        （1）检查程序功能能否按需求规格说明书的规定正常使用，测试各个功能是否有遗漏，检测是否满足性能等特性要求。
        （2）检测人机交互是否错误，检测数据结构或外部数据库访问是否错误，程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出结果，并保持外部信息（如数据库或文件等）的完整性。
        （3）检测程序初始化和终止方面的错误。
        黑盒测试方法主要有等价类划分、边界值分析、决策表、因果图、错误推测和功能图法等测试方法，本节主要介绍等价类划分、边界值分析、决策表和元素分析法与错误推测法。
               等价类划分
               等价类是指某个输入域的子集合。在该子集合中，测试某等价类的代表值就等于对这一类其他值的测试，对于揭露程序的错误是等效的。因此，将输入的全部数据合理划分为若干等价类，在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件，就可以用少量代表性的测试数据取得较好的测试结果。
               等价类划分有两种情况，即有效等价类和无效等价类。
               （1）有效等价类。对于程序的规格说明来说，它是由合理的、有意义的输入数据构成的集合，利用它可检验程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能。
               （2）无效等价类。与有效等价类相反，它是由对程序的规格说明无意义、不合理的输入数据构成的集合。
               测试用例的设计不仅接收合理的数据，也能经受意外的不合理数据的考验，这样才能确保软件具有较高的可靠性。
               分析可能的输入情况，按照如下几条规则对等价类进行划分。
               （1）在输入条件规定了取值范围或值的个数的情况下，确立一个有效等价类和两个无效等价类。
               例如，若输入条件规定了x的取值为1～100的整数，则等价类划分有效等价类1≤x≤100，两个无效等价类分别为x<1或x>100。
               （2）按照数值集合划分。在输入条件规定了输入值的集合或者规定了“必须如何”的条件下，确立一个有效等价类和一个无效等价类。
               例如，输入条件规定了x的取值为偶数，则有效等价类为x的值为偶数，无效等价类为x的值不为偶数的整数。
               （3）输入条件是一个布尔量的情况，确定一个有效等价类和一个无效等价类。
               （4）规定输入数据取一组值（假定n个），并且程序要在对每一个输入值分别处理的情况下，确立n个有效等价类和一个无效等价类。
               例如，分房方案中对教授、副教授、讲师、助教分别计分，则有效类为4个；无效类为1个。
               （5）按照限制条件或规则划分。在规定输入数据必须遵守的规则的情况下，确立一个有效等价类（符合规则）和若干个无效等价类（从不同角度违反规则）。
               例如，C程序设计语言的语法规定．每个语句应以“；”结束，则其有效类有1个，而无效类有若干个（如以“，”结束、以“：”结束、以空格结束等）。
               （6）在确知已划分的等价类中各元素在程序处理方式不同的情况下，再将该等价类进一步划分为更小的等价类。
               等价类划分后，形成等价类表，见下表。
               
               等价类表样式
               根据等价类表，确定测试用例。首先，为每一个等价类规定唯一编号；其次，设计新的测试用例，使其尽可能多地覆盖尚未被覆盖的有效等价类，重复这一步，直到所有的有效等价类都被覆盖为止；最后，设计新的测试用例，使其仅覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类，重复这一步，直到所有的无效等价类都被覆盖为止（通常，程序在执行一个错误后不继续检测其他错误，故每次只测一个无效类）。
               边界值分析
               软件测试实践中，大量的错误往往发生在输入或输出范围的边界上，而不是发生在输入输出范围的内部。例如，数组下标、循环控制变量等边界附近往往出现大量错误。因此，作为等价类划分方法的补充，边界值分析方法不是选择等价类的任意元素，而主要是针对各种边界情况设计测试用例。
               常见的边界值一般具有如下情况：
               （1）对16位的整数而言，32767和-32768是边界。
               （2）屏幕上的光标在最左上、最右下位置是边界。
               （3）报表的第一行和最后一行是边界。
               （4）数组元素的第一个和最后一个是边界。
               （5）循环的第0次、第1次和倒数第2次、最后一次是边界。
               边界值分析法应着重测试的情况，一般选取等价类划分的输入和输出的边界正好等于或刚刚大于或刚刚小于边界的值作为测试数据，而不是选取等价类中的典型值或任意值作为测试数据。
               边界值分析方法具有如下原则。
               （1）如果输入条件规定了值的范围，则应选取刚达到范围的边界值，以及刚刚超越边界的值作为测试的输入数据。
               （2）如果输入条件规定了值的个数，则用略低于最小值、最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值、最大值和略高于最大值作为测试数据。
               （3）如果程序规格说明给出的输入域或输出域是有序集合，则应选取集合的第一个元素和最后一个元素作为测试用例。
               决策表
               决策表又称为判定表，用于分析多种逻辑条件下执行不同操作的技术。在程序设计发展的初期，决策表是程序编写的辅助工具。决策表可以把复杂的逻辑关系和多种条件的组合情况表达明确，与高级程序设计语言中的if-else、switch-case等分支结构语句类似，它将条件判断与执行的动作联系起来。但与程序语言中的控制语句不同的是，决策表能将多个独立的条件和多个动作联系清晰地表示出来。
               决策表的组成如下。
               （1）条件桩：列出了问题的所有条件。通常认为，列出的条件次序无关紧要。
               （2）动作桩：列出了问题规定可能采取的操作，这些操作的排列顺序没有约束。
               （3）条件项：列出了针对条件桩的取值在所有可能情况下的真假值。
               （4）动作项：列出了在条件项的各种取值的有机关联情况下应该采取的动作。
               规则即任何条件组合的特定取值及其相应要执行的操作。在决策表中，贯穿条件项和动作项的列就是规则。显然，决策表中列出多少个条件取值，也就有多少个规则，条件项和动作项就有多少列。
               所有条件都是逻辑结果的决策表称为有限条件决策表。如果条件有多个值，则对应的决策表就叫做扩展条目决策表。决策表用来设计测试用例，条件解释为输入，动作解释为输出。
               决策表适合以下特征的应用程序：
               （1）if-then-else分支逻辑输出。
               （2）输入变量之间存在逻辑关系。
               （3）涉及输入变量子集的计算。
               （4）输入和输出之间存在因果关系。
               （5）很高的圈复杂度。
               构造决策表的步骤：
               ①确定规则的个数。
               有n个条件的决策表有2n个规则（每个条件取真、假值）。
               ②列出所有的条件桩和动作桩。
               ③填入条件项。
               ④填入动作项，得到初始决策表。
               ⑤简化决策表，合并相似规则。
               元素分析法与错误推测法
               元素分析法主要是对测试对象中的各个元素的属性、范围、特点等进行分析，通过对元素的分析，寻找出测试空间和缺陷空间，设计测试用例的方法。
               元素分析法的基本过程如下：
               （1）找出测试对象中的各个元素。
               （2）分析每个元素的特点和属性，确定测试空间与缺陷空间。
               （3）分析元素的组合情况。
               错误推测法是基于经验和直觉的推测，列举出程序中所有可能错误和容易发生错误的特殊情况，有针对性地设计测试用例。
               经验表明，一段程序中已发现的错误数目和尚未发现的错误数目成正比。程序中容易出错的情况如下所示：当输入数据为零时，或者输入或输出的数目允许变化（例如，被检索的或生成的表的项数），或者输入或输出的数目为0和1的情况（例如，表为空或只有一项）等，都较容易发生错误。又如，在单元测试时曾列出许多在模块中常见的错误，以前产品测试中曾经发现的错误等，这些就是经验的总结。
               错误推测法是根据测试人员的经验来确定测试的范围和程度，主要采用如下技术：
               （1）有关软件的设计方法和实现技术。
               （2）有关前期测试阶段结果的知识。
               （3）根据测试类似或相关系统的经验，了解在以前的这些系统中曾在哪些地方出现过缺陷。
               （4）典型的产生错误的情况，如被零除错误等。
               （5）通用的测试经验规则。
 
       开发过程
        嵌入式系统软件的开发过程可以分为项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、程序建立、下载、调试、固化、测试及运行等几个阶段。
        项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计及详细设计等几个阶段，与通用软件的开发过程基本一致，都可按照软件工程方法进行，如采用原型化方法、结构化方法等。
        ：由于嵌入式软件的运行和开发环境不同，开发工作是交叉进行的，所以每一步都要考虑到这一点。
        程序建立阶段的工作是根据详细设计阶段产生的文档进行的，主要是源代码编写、编译链接等子过程，这些工作都在宿主机上进行，不需要用到目标机。产生应用程序的可执行文件后，就要用到交叉开发环境进行调试，根据实际情况可以选用3.6.3节中提到的调试方法或其有效组合来进行。由于嵌入式系统对安全性和可靠性的要求比通用计算机系统要高，所以，在对嵌入式系统进行白盒测试时，要求有更高的代码覆盖率。
        最后，要将经调试后正确无误的可执行程序固化到目标机上。根据嵌入式系统硬件配置的不同，可以固化在EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）和Flash等存储器中，也可固化在DOC（DiskOnChip）等电子盘中，通常还要借助一些专用编程器进行。
 
       软件测试
        测试是为评价和改进产品质量、识别产品的缺陷和问题而进行的活动。
        软件测试是针对一个程序的行为，在有限测试用例集合上动态验证软件是否达到预期的行为。
        软件测试过程如下：
        （1）拟定测试计划。
        （2）编制测试大纲。
        （3）设计和生成测试用例。
        （4）实施测试。
        （5）生成测试报告。
        软件测试方法：
        .人工测试：采用人工方式进行测试，目的是通过对程序静态结构的检查，找出编译时不能发现的错误。人工测试包括个人复查、抽查和会审等。
        .机器测试：把设计好的测试用例作用于被测程序，比较测试结果和预期结果是否一致。机器测试包括黑盒测试（功能测试）和白盒测试（结构测试）。
        软件测试伴随软件开发和维护过程，通常可以在概念上划分为以下三个阶段：
        .单元测试：也称为模块测试，在模块编写完成且无编译错误后就可以进行。
        .集成测试：也称为组装测试，就是把模块按系统设计说明书的要求组合起来进行测试。
        .系统测试：是将已经确认的软件、计算机硬件、外设和网络等其他因素结合在一起，进行信息系统的各种组装和确认测试。其目的是通过与系统需求相比较，发现所开发的系统与用户需求不符合的地方。
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第9题    在手机中做本题