软件测试入门指南:周期、模型和文档化

世界上没有任何软件能够保证是完美无缺的。但是这不应当成为软件缺陷的托词。为了提高产品的质量，确保软件应用的有效性、以及应用的平稳运行，我们需要进行各种有计划有步骤的软件测试。在本文中，我们将通过向您介绍有关软件测试的基本方面，以帮助您把控软件质量，并能交付出满意的产品。

软件测试简介

从概念上说，软件测试是一个评估已开发软件的功能，审查应用是否满足既定的要求，识别程序中任何潜在的缺陷，进而提高产品质量的过程。它的输出是发现目标系统与实际需求之间的差距，以及自身存在的错误与缺失。

在业界，我们通常将软件测试称为验证和确证软件产品的过程。因此，它关注软件产品的如下三个方面：

1. 是否满足那些指导其设计和开发的业务和技术需求
2. 是否能够按需运行并提供稳定的服务
3. 既定的服务功能是否能够重复实现

软件开发生命周期

首先，我们来了解一下软件开发生命周期(Software Development Life Cycle，SDLC)的概念。它是整个软件行业用于设计、开发和测试高质量软件的过程。SDLC旨在规定的时间和成本预算之内，生产出那些满足甚至超出客户期望的高质量软件。下图概括性地描绘了SDLC所涉及的各个阶段。

要求阶段

需求的收集和分析是软件开发生命周期中最重要的阶段。业务分析师们会从客户和用户处收集他们的业务需求，并在既有的业务需求规范(具体文档名称会因组织的不同而有所差异)中记录这些需求要点。

分析阶段

在完成对需求的收集和分析后，下一步就是要定义并记录产品的规范需求，进而获得客户的确认。我们一般需要通过软件需求规范(Software Requirement Specification，SRS)文档来实现。SRS一般包含了在项目生命周期中，那些与设计和开发相关的所有产品需求。

设计阶段

此阶段分为两个步骤：

• 高级设计(High-Level
  Design，HLD)：有时也称概要设计，它交付的是待开发软件产品的体系结构，一般由架构师和高级资深开发人员来完成。
• 低级设计(Low-Level
  Design，LLD)：有时也称详细设计，它描述的是产品的每一项功能、以及每一个组件应该如何运作。一般由高级资深开发人员来完成。

可见，此阶段的输出：高级文档和低级文档，将作为下一阶段的输入。

开发阶段

所有级别的开发人员(从资深到初级)都参与到该阶段当中，着手编写并构建软件的相关代码。

测试阶段

软件在完成编码之后，会被发送到测试部门，对可能出现的缺陷进行全面的测试。他们既可以手动测试软件，又可以通过自动化测试工具，以确保软件的每个组件都能够正常工作。软件只有通过了测试，才能得到质量保证(QA)，也才能进入下面的实施阶段。

部署和维护阶段

最终，软件产品需要交付和部署，以供客户使用。此阶段通常是由部署与实施工程师来完成。而在客户使用系统与服务的过程中，他们所碰到的任何实际问题，都需要在维护阶段，得到持续并及时地解决。
下面我们来讨论一下所谓的V模型。

验证和确证模型

V模型是目前使用最为广泛的软件开发过程之一。实际上，V模型将测试环节贯穿到了从需求阶段到开始实施的整个过程之中。在业界，V模型也称为验证和确证模型(verification and validation model)。那么到底什么是软件测试中的验证和确证呢?

1. 验证：是一种静态分析的技术。它是在不执行代码的情况下，执行诸如：回顾、检查、以及逐行审验之类的测试。
2. 确证：是一种动态分析的技术，它是对代码执行功能性和非功能性的测试。

在V模型中，测试并不是作为一个单独离散的阶段，而是跟随着需求阶段一起开始，与软件开发的整个进程同步推进，分不同的步骤对产品开展验证和确证活动。该模型的阶段名称如下图所示：

由上图可见，在V模型的左侧是一系列开发活动，其中包括：用户需求、软件定义、概要设计、详细设计、以及软件编码;而右侧则是一系列对应的测试活动，其中包括：单元测试、集成测试、系统测试、以及验收测试。因此，左右不同阶段的联系可以简述为：单元测试着眼于开发出的代码是否符合详细设计的要求;集成测试检查的是各组成组件能否协同工作;系统测试关注的是集成到一起的产品是否符合规格说明的要求;而验收测试则注重的是产品能否让最终用户满意。

软件测试方法

通常而言，我们会采取如下三种方法开展软件的相关测试，它们是：

1. 黑盒测试：测试人员并不知晓被测项目的内部结构、设计、以及实现原理。
2. 白盒测试：测试人员完全知晓被测项目的内部结构、设计、以及实现原理。
3. 灰盒测试：测试人员仅仅知晓被测项目有限的内部功能信息。

软件测试阶段

我们运用软件测试的不同阶段，来对目标软件系统的每个单元或组件进行审验。由于系统测试的主要目标就是评估其是否符合既定的开发需求。因此，这些不同的测试阶段不但有助于检查软件的行为和性能，也能够识别出其中的缺陷(bug)，以及在整个开发的生命周期中起到一定的协调作用。具体说来，软件测试分为如下四个阶段：

1. 单元测试：通过设定目标软件的最小测试单位，尽快地找出各个模块或组件中的明显错误，以提高单块程序代码的质量、并减少后期返工的成本。
2. 集成测试：通过测试整个系统能否编译和构建成功，以发现系统架构和模块之间、模块与模块之间是否存在接口问题，并记录下测试结果。
3. 系统测试：通过运行整个系统，来根据系统测试用例执行全面测试，验证并确证系统的功能与性能是否符合需求规格说明中的要求。
4. 验收测试：在系统安装部署完成之后，通过邀请客户参与进来，进而确认软件系统能否按照既定的要求平稳运行。

软件测试文档化

将各项测试用例进行文档化，将有助于我们评估测试的工作量，以及跟踪测试的覆盖率。那么，常用的软件测试相关文档包括如下四种：

1、测试计划：为目标应用程序提供测试大纲与策略。其中包括：测试的范围、方法、资源和进度等。具体还会涉及到各阶段的测试任务、时间进度安排、测试执行团队、以及风险揭示等。

2、测试场景：描述目标的特性、测试的方法、环境的要求、工具的选择、以及测试的范围。具体还会涉及到各阶段的启动、停止、完成标准等条件。

3、测试用例：它是由一组条件或变量所组成，测试人员籍此确定被测系统是否满足要求，以及能否正常工作。开发测试用例的过程，也有助于发现应用程序在代码与设计中的问题。因此，在具体测试期间，我们可以设计出许多类型的测试用例。例如：

功能性测试用例

负面错误测试用例

逻辑测试用例

物理测试用例

用户接口测试用例

4、追溯矩阵：也称为需求追踪矩阵(Requirement Traceability Matrix，RTM)，它是一张被用于在创建产品的SDLC模型时，草拟各种需求的表格。在实际应用中，我们既可以采取从设计到编码的前向跟踪方式，也可以采用相反的向后跟踪方式。

缺陷管理流程

众所周知，软件开发是一个非常复杂的过程。它往往要求团队成员在严格的时间期限内，每天都必须完成大量的代码编写工作，因此他们通常没有太多的时间去考虑如何避免出现错误。因此，对于每个软件开发项目来说，我们都需要有一个能够检测错误与缺陷，进而及时修复的缺陷管理过程。

缺陷管理，或称错误跟踪，通常是在产品的测试阶段进行的。我们可以通过两种不同的方式实现缺陷管理，即：开发人员自行测试他们的产品;或邀请用户参与测试。虽然最终用户能够提供不同的视角来识别缺陷，但是他们的识别途径往往不够全面。

因此，缺陷管理通常会涉及到如下四个步骤：

1. 检测与识别缺陷
2. 分析与定位缺陷，进而填写并提交缺陷报告
3. 提请整改并修复缺陷
4. 验证修改并记录缺陷列表

缺陷生命周期

一般而言，缺陷的生命周期是从bug被发现开始，直至它被最终修复，并能确保不再复发为止。不过有时候，根据组织的策略，使用到的软件开发模型(如敏捷或迭代)，项目的时间表，以及团队的结构等因素的不同，缺陷的生命周期也可能有所差异。总的说来，它所要经历的步骤与过程，如下图所示：

1、新建：当缺陷被首次递交时，它处于“新建”状态。不过，该缺陷可能需要得到进一步的确认。

2、分配：经由测试人员创建之后，其主管负责人会审核该缺陷的真实性，一旦确认，则会分配给相应的开发人员或团队接手处理。

3、打开：开发人员受理该缺陷，着手分析并研发缺陷的修复程序。

4、修复：当开发人员完成了必要的代码更改，并验证了其修复效果之后，他会将缺陷状态设置为“已修复”，并将缺陷的相关信息回传给测试团队。

5、测试：在此阶段，测试人员对开发人员传回的已更改代码进行测试，以检验缺陷是否已被修复。

6、验证：测试人员针对该缺陷展开新一轮的测试。如测试通过，他会将该缺陷的状态变更为“已验证”。

7、重新打开：相反，如果测试未能通过，则测试人员将状态更改为“重新打开”。该缺陷将再次经历上述周期。

8、关闭：如果测试人员最终认为目标软件中不再存在此类缺陷，他会将错误状态更改为“已关闭”。

9、重复：如果同一个缺陷被重复提交、或者两个缺陷属于同一种错误，那么这个缺陷状态会被设置为“重复提交”。

10、拒绝：如果开发人员不认为这是一个缺陷，他会拒绝，然后将错误的状态更改为“已拒绝”。

11、延期：如果缺陷的状态被置为“延期”，则意味着该缺陷将会在下一个版本中被修复。当然，将缺陷置为“延期”原因有许多，例如：该缺陷的优先级不高，或是时间紧迫，又或是对于软件不会造成太大的影响。

手动测试与自动化测试

如果选择手动测试，则意味着我们需要QA测试人员，对目标软件的每一个测试用例，都采取手动执行的方式，人工提供不同的数据集，并且仔细地记录下每一个环节的成功与失败率。

由于需要人工进行测试结果的验证和输出的判断，因此不但费时费力，而且难免会产生人为的疏忽。

不言而喻，自动化测试意味着更高的效率，更少的人力，更低的出错几率，以及适用于回归和功能性测试环节的、更频繁的执行次数。

例如：对于某个登录页面而言，如果我们需要验证所有登录尝试的可能性及其结果，那么我们只需要通过编写一段测试代码，就能自行输入所有可能的数据，执行各种类型的登录方法，进而判断并记录所有登录尝试的成败结果。

此外，您也可以在不同系统环境，以及不同的浏览器中进行模拟测试。而且，您还可以指定在一天中的某个特定时间段，自动生成结果文件及报告。如今，市面上已有许多自动化的测试工具，例如：Selenium等。

以上就是我想向您介绍的有关软件测试的一些入门知识，希望能够帮助您建立起相关的知识概念，并能指导您后继的学习以及测试工作。

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最后

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