嵌入式基础知识-测试基础概念

本篇来介绍嵌入式项目开发中，软件测试的相关基础知识。

1 测试基础知识

测试是指：在规定的条件下对程序进行操作，以发现错误，对软件质量进行评估

测试的对象包括程序、数据和文档

对于测试，并不是只有测试人员才需要了解，需要了解测试的人员包括：

• 用户：参与需求验证和验收测试
• 项目经理：参与测试计划指定
• 程序员：完成单元测试
• 测试员：设计和执行测试

1.1 测试原则

系统测试的原则包括：

软件测试的目的是发现软件的错误

应尽早地、不断地进行测试

避免由原开发软件的人或小组承担

设计测试方案时，不仅要确定输入数据，还要根据根据系统功能确定预期结果

既要包含有效、合理的测试用例，也要包含失效、不合理的用例

检测程序是否做了该做的事，且是否做了不该做的事

严格按照测试计划进行

妥善保存测试计划和测试用例

测试用例可重复使用或追加测试

1.2 测试方法

测试方法可以分为静态测试与动态测试两大类：

1.2.1 静态测试

静态测试可以由人工进行，也可以借助软件工具自动进行。

• 桌面检查：程序员自己检查编写的程序
• 代码审查：若干程序员与测试人员组成评审小组，召开程序评审会进行审查
• 代码走查：由测试人员提供测试用例，程序员在大脑中运行测试用例，检查代码逻辑

1.2.2 动态测试

动态测试的主要特征是必须真正执行被测试的程序，通过输入测试用例，对其运行情况进行分析。

动态测试包括：

• 黑盒测试：把待测软件当作一个内部结构不可见的黑盒，根据软件功能设计用例，测试软件功能。
• 白盒测试：明确软件内部代码流程，根据软件代码逻辑设计用例，进行用例覆盖。
• 灰盒测试：黑盒与白盒测试的结合

1.3 测试策略

在进行软件测试时，如果软件比较庞大复杂，就要考虑一定的测试策略：

• 自底向上：从底层驱动模块开始测试，然后逐渐合并模块测试
• 自顶向下： 先测试整个系统，再逐步向下测试底层模块
• 三明治：自底向上与自顶向下的结合

1.4 测试阶段

在整个的软件开发周期中，会有不同阶段的软件测试，测试的侧重点也不同。

对比软件的开发流程，软件的测试阶段分为单元测试、集成测试、系统测试和验收测试：

• 单元测试：对应编码阶段，程序自己对单个模块测试，测试模块内部的接口、信息和功能
• 集成测试：对应详细设计，将模块组合起来测试，可以一次全部组装，也可以增量式组装
• 系统测试：对应概要设计，用于检验软件产品是否与系统的其它部分协调工作，系统测试适用于评估系统的非功能需求，如性能、可靠性和安全性
• 验收测试：对应需求阶段，是软件部署前的一个测试操作，其测试范围类似于系统测试，通常由系统提供者和客户共同完成

2 测试用例设计

在进行测试前，需要先设计好测试用例，这里主要介绍动态测试中的黑盒测试与白盒测试的测试用例。

2.1 黑盒测试用例设计

在黑盒测试时，根据软件需求规格说明书进行测试用例的设计。

黑盒测试用例设计包括：

• 等价类划分：将数据按照某种特性归类，然后在每类数据中选取一个即可。通过设计一个新的测试用例，使其仅覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类。
• 边界值划分：将边界值作为测试用例，边界值一般为范围的两端值和此范围之外的两端最小间隔的值
• 错误推测：根据经验推测可能有问题的地方
• 因果图：由一个结果反推原因，具体结果具体分析

2.2 白盒测试用例设计

在白盒测试时，确定测试数据应根据程序的功能文档和指定的覆盖标准，当根据程序的功能文档确定的测试数据不能满足指定的覆盖标准时，可参考程序的内部逻辑分析未满足覆盖标准的原因，并修改文档或增加测试数据。

白盒测试包括：

• 基本路径测试
• 循环覆盖测试
• 逻辑覆盖测试

其中，逻辑覆盖又包括：

• 语句覆盖（Statement Coverage, SC）：设计足够的测试用例，让程序中所有的语句至少执行一次
• 判定覆盖（Decision Coverage, DC）：设计足够的测试用例，让程序中每个判定的每一种可能结果至少出现一次
• 条件覆盖（Condition Coverage, CC）：设计足够的测试用例，让程序中每个判定的每个条件的可能取值至少经历一次
• 路径覆盖（Path Coverage, PC）：设计足够的测试用例，覆盖程序中所有可能的路径

例如如下的程序流程图中：

语句、判定、条件和路径的对应关系如下

在这些准则覆盖层级中:

最弱的准则是语句覆盖，因为执行了所有语句，并不一定执行了所有的条件判定

最强的准则是路径覆盖

另外，还有一些复杂的逻辑覆盖：

• 条件判断覆盖（Condition/Decision Coverage, C/DC）：使得判定中每个条件的真和假至少出现一次，并且每个判定本身的真和假也至少出现一次。
• 条件组合覆盖（Multiple Condition Coverage, MCC）：使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次；一定满足DC、CC和C/DC。
• 修正的条件判断覆盖（Modified Condition/Decision Coverage, MC/DC）：每个程序模块的入口和出口都要考虑至少被调用一次，每个程序的判定到所有可能的结果值至少转换一次。

3 总结

本篇介绍了软件测试的相关基础知识，包括静态测试与动态测试、测试策略、测试阶段、白盒测试与黑盒测试等。下篇将根据实例，继续介绍白盒测试，各种语句覆盖的实操设计。