熊 智, 劉 莉, 雷鈺鋒, 蔡偉鴻
(汕頭大學(xué)計(jì)算機(jī)系,廣東汕頭515063)
隨著軟件應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)張,軟件產(chǎn)品逐漸趨于大型化、復(fù)雜化,與此同時(shí),軟件的質(zhì)量控制卻越來(lái)越難以實(shí)施[1]。國(guó)內(nèi)許多軟件公司的軟件開(kāi)發(fā)管理能力相對(duì)薄弱,致使不少產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)完成之后無(wú)法正常投入使用,即使勉強(qiáng)上線(xiàn),也往往因?yàn)槌霈F(xiàn)過(guò)多難以解決的問(wèn)題而最終宣布失敗,導(dǎo)致人力和物力的極大浪費(fèi)。在這樣的背景下,軟件測(cè)試模型作為保證軟件測(cè)試工作效率和質(zhì)量的結(jié)構(gòu)框架,亟需通過(guò)強(qiáng)化和改進(jìn)來(lái)適應(yīng)不斷復(fù)雜化的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程[2]。
軟件測(cè)試模型用于規(guī)范測(cè)試的進(jìn)行過(guò)程,以保證軟件測(cè)試的效率和效果。隨著軟件開(kāi)發(fā)與測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步,一般測(cè)試模型已較難適應(yīng)當(dāng)前軟件的開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程[3]。文獻(xiàn)[4]提出的新軟件測(cè)試模型沒(méi)有針對(duì)具體的范圍表現(xiàn)出其應(yīng)用優(yōu)勢(shì);文獻(xiàn)[5]提出的基于行為的軟件測(cè)試過(guò)程模型無(wú)法靈活處理中小型系統(tǒng)在測(cè)試過(guò)程中存在的問(wèn)題;文獻(xiàn)[6]結(jié)合敏捷開(kāi)發(fā)模式的改進(jìn)X測(cè)試模型沒(méi)有考慮客戶(hù)對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的影響和如何處理需求改變等問(wèn)題。本文通過(guò)研究各類(lèi)測(cè)試模型的特點(diǎn),著重對(duì)目前應(yīng)用最為廣泛的X測(cè)試模型進(jìn)行了分析,結(jié)合其在實(shí)際開(kāi)發(fā)測(cè)試中所暴露出的問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn),并應(yīng)用于數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)測(cè)試中,取得了較好的效果。應(yīng)用結(jié)果表明,改進(jìn)的X測(cè)試模型很好地指導(dǎo)測(cè)試人員選擇合適的測(cè)試方法、制定合理的測(cè)試計(jì)劃,達(dá)到了節(jié)省軟件成本和提高軟件質(zhì)量的目的。
軟件測(cè)試V模型把系統(tǒng)開(kāi)發(fā)劃分成具有嚴(yán)格邊界的不同階段,測(cè)試是在開(kāi)發(fā)完成之后對(duì)程序進(jìn)行檢查的一個(gè)過(guò)程,但是 V測(cè)試模型在實(shí)際應(yīng)用中的不足遭受到了不少批評(píng)和質(zhì)疑。此后改進(jìn)的 W 測(cè)試模型強(qiáng)調(diào)的是測(cè)試伴隨整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)周期,測(cè)試的對(duì)象包括需求、設(shè)計(jì)和代碼,然而W模型無(wú)法支持開(kāi)發(fā)時(shí)發(fā)生的變更和迭代過(guò)程。X測(cè)試模型是在經(jīng)典V模型的基礎(chǔ)上衍生來(lái)的一種基于實(shí)踐的測(cè)試模型,彌補(bǔ)了V測(cè)試模型的部分缺陷[7]。如圖1所示。
圖1 X測(cè)試模型
X測(cè)試模型針對(duì)單獨(dú)程序片段進(jìn)行相互獨(dú)立的編碼和測(cè)試,此后將通過(guò)頻繁的交接成為可執(zhí)行的程序,再對(duì)這些可執(zhí)行程序進(jìn)行測(cè)試。己通過(guò)集成測(cè)試的成品可以進(jìn)行封裝并提交給用戶(hù),也可以作為更大規(guī)模和范圍內(nèi)集成的一部分。X測(cè)試模型還定位了探索性測(cè)試,該測(cè)試拋棄了繁雜的測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試用例的編寫(xiě)過(guò)程,往往能幫助有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試人員在測(cè)試計(jì)劃之外發(fā)現(xiàn)更多的軟件錯(cuò)誤[8]。
目前,隨著X測(cè)試模型的廣泛應(yīng)用,在具體項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程中也顯現(xiàn)出了一定的局限性,如結(jié)構(gòu)過(guò)于松散和執(zhí)行過(guò)程不夠嚴(yán)謹(jǐn)。具體表現(xiàn)如下:
(1)缺乏客戶(hù)的參與,沒(méi)有考慮到需求對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的影響,而大部分軟件的失敗都源于系統(tǒng)沒(méi)有滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。
(2)缺少測(cè)試后的驗(yàn)證過(guò)程,無(wú)法驗(yàn)證經(jīng)過(guò)修正的系統(tǒng)是否修復(fù)了原有的錯(cuò)誤,以及在修改的過(guò)程中是否出現(xiàn)新的錯(cuò)誤,系統(tǒng)的最終質(zhì)量得不到有效保證。
(3)X測(cè)試模型雖然允許在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)生需求的改變,但在模型中卻沒(méi)有給出相關(guān)處理方案。
(4)過(guò)于注重對(duì)測(cè)試人員要求較高的探索性測(cè)試。在實(shí)際測(cè)試中,大部分測(cè)試人員對(duì)探索性測(cè)試的認(rèn)識(shí)不夠,容易造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。
本文的主要工作是在X測(cè)試模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)測(cè)試經(jīng)驗(yàn),提出了改進(jìn)的X測(cè)試模型。新模型對(duì)測(cè)試活動(dòng)的開(kāi)展順序做了調(diào)整,增加了迭代和回歸測(cè)試過(guò)程,并對(duì)各階段的測(cè)試工作進(jìn)行了驗(yàn)證,把測(cè)試人員和具體的測(cè)試工作關(guān)聯(lián)起來(lái),提出測(cè)試需定義終止條件,以使改進(jìn)的X測(cè)試模型盡可能多地適用各種具體情況下的項(xiàng)目測(cè)試過(guò)程[9]。
針對(duì)傳統(tǒng)X測(cè)試模型過(guò)于松散化和不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟蛔?,本文?duì)其進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)的X測(cè)試模型大體框架:采用自底向上的測(cè)試方法,先對(duì)小模塊進(jìn)行測(cè)試,再集成通過(guò)測(cè)試的模塊做集成測(cè)試;在每個(gè)模塊的測(cè)試執(zhí)行前定義相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,包括驗(yàn)證需求、功能確認(rèn)、設(shè)計(jì)測(cè)試計(jì)劃、選擇測(cè)試工具、編寫(xiě)測(cè)試用例;開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程以文檔為參考,但不完全依賴(lài)項(xiàng)目文檔,允許在開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)部分發(fā)生需求和計(jì)劃的變更;模型引入了回歸測(cè)試、探索性測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試,當(dāng)需求發(fā)生改變時(shí),考慮采用迭代過(guò)程。改進(jìn)的X測(cè)試模型解決了傳統(tǒng)X測(cè)試模型在開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的一系列問(wèn)題,更加適合實(shí)際應(yīng)用。改進(jìn)的X測(cè)試模型如圖2所示。
圖2 改進(jìn)的X測(cè)試模型
改進(jìn)的X測(cè)試模型仍保留原模型X字型的模型框架,左半部分表示n個(gè)單獨(dú)的模塊可以并行測(cè)試。模型右邊表示通過(guò)測(cè)試的小模塊不斷地交接,集成為小型系統(tǒng)并進(jìn)行集成測(cè)試,再發(fā)布已通過(guò)集成測(cè)試的小型系統(tǒng),然后集成新的模塊對(duì)其測(cè)試與再發(fā)布。改進(jìn)的X測(cè)試模型中間兩條較短的X線(xiàn)條表示迭代的過(guò)程可追溯到開(kāi)發(fā)周期的任一階段,測(cè)試過(guò)程與其相對(duì)應(yīng)。新模型用右邊比左邊稍低來(lái)說(shuō)明集成測(cè)試必須在至少2個(gè)模塊通過(guò)了單元測(cè)試后才能進(jìn)行。
本文通過(guò)對(duì)X測(cè)試模型做了一系列的改進(jìn)從而彌補(bǔ)了原模型的一些不足,下面介紹了改進(jìn)的X測(cè)試模型如何很好地解決原模型在實(shí)際應(yīng)用中遇到的幾個(gè)問(wèn)題,并就以下問(wèn)題給出了具體解決方法。
(1)產(chǎn)品不符合客戶(hù)要求
改進(jìn)的X測(cè)試模型讓客戶(hù)和用戶(hù)不同程度地參與到了測(cè)試過(guò)程中,并在測(cè)試的各個(gè)階段對(duì)其進(jìn)行了分工協(xié)作,使其發(fā)揮監(jiān)督軟件正確開(kāi)發(fā)的作用。改進(jìn)的X測(cè)試模型在測(cè)試前期加入了對(duì)需求的驗(yàn)證和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的確認(rèn),這樣保證了程序員編寫(xiě)出來(lái)的代碼符合客戶(hù)的要求;在集成測(cè)試的最后階段加入了驗(yàn)收測(cè)試這一過(guò)程,客戶(hù)和用戶(hù)一起參與到驗(yàn)收測(cè)試中來(lái)以確定開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)是滿(mǎn)足客戶(hù)需要的。通過(guò)這些改進(jìn),避免了原X測(cè)試模型由于沒(méi)有考慮客戶(hù)需求而發(fā)生開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)偏離原意的嚴(yán)重錯(cuò)誤。
(2)產(chǎn)品最終質(zhì)量無(wú)法保證
模型左右兩邊都在測(cè)試后加入了回歸測(cè)試過(guò)程,用以識(shí)別上一輪測(cè)試發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤是否被改正以及改正后會(huì)否引入新的錯(cuò)誤?;貧w測(cè)試不能無(wú)限制進(jìn)行,這樣過(guò)于浪費(fèi)人力與財(cái)力。為了在質(zhì)量和成本之間維持一個(gè)很好的平衡,改進(jìn)的X測(cè)試模型引入了測(cè)試終止這一概念,不同項(xiàng)目組可以根據(jù)對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量的需求和開(kāi)發(fā)成本制定合適的停止判別條件,這樣一來(lái)既控制了成本也最大限度地保證了軟件質(zhì)量。
(3)客戶(hù)需求發(fā)生改變
改進(jìn)的X測(cè)試模型在每個(gè)模塊測(cè)試和集成測(cè)試中加入了迭代的過(guò)程,這里的迭代包括兩種情況:當(dāng)用戶(hù)需求發(fā)生變化時(shí),程序要進(jìn)行很大的改動(dòng),那么開(kāi)發(fā)過(guò)程需要迭代,這時(shí)測(cè)試也跟隨著發(fā)生變化;客戶(hù)的性能測(cè)試需求發(fā)生了變化,或客戶(hù)對(duì)測(cè)試結(jié)果不滿(mǎn)意,那么迭代就有可能回溯到測(cè)試的各個(gè)階段。迭代的過(guò)程解決了如何處理客戶(hù)需求發(fā)生改變的情況,對(duì)原X模型的“容許需求改變”做了很好的補(bǔ)充。
(4)測(cè)試效率與成本問(wèn)題
改進(jìn)的X測(cè)試模型把還處于不成熟階段的探索性測(cè)試安插在測(cè)試過(guò)程中,由測(cè)試組長(zhǎng)隨機(jī)執(zhí)行。因?yàn)榇蟛糠譁y(cè)試人員對(duì)探索性測(cè)試還不太熟悉,而探索性測(cè)試對(duì)于測(cè)試人員的要求較高,要是過(guò)于注重該測(cè)試,不僅無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),還可能造成人力物力的浪費(fèi)。由經(jīng)驗(yàn)豐富的測(cè)試組長(zhǎng)來(lái)執(zhí)行探索性測(cè)試,既不影響測(cè)試的其它步驟,又有可能發(fā)現(xiàn)更多的錯(cuò)誤。
數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)是一個(gè)具有數(shù)字版權(quán)的電子產(chǎn)品交易平臺(tái),該平臺(tái)已完成了開(kāi)發(fā)測(cè)試工作,但在運(yùn)行中暴露了較多問(wèn)題,并且由于客戶(hù)新增了功能和性能上的需求,模塊基本需要重寫(xiě),因此我們對(duì)其進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)。本文將原來(lái)的平臺(tái)稱(chēng)為舊版本(V1.0),二次開(kāi)發(fā)的版本稱(chēng)為新版本(V2.0)。在舊版本的開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程中使用的是X測(cè)試模型,而新版本則采用了改進(jìn)的X測(cè)試模型。
數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)通過(guò)對(duì)數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)行加密、添加水印、控制權(quán)限的方法來(lái)保護(hù)商品版權(quán),整個(gè)交易過(guò)程在網(wǎng)站平臺(tái)上進(jìn)行,并通過(guò)CA認(rèn)證來(lái)管理注冊(cè)會(huì)員的個(gè)人信息。平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
該運(yùn)營(yíng)平臺(tái)具有以下特點(diǎn):系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模塊和開(kāi)發(fā)人員眾多;客戶(hù)需求伴隨應(yīng)用環(huán)境的變化時(shí)常改變;系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期較短,開(kāi)發(fā)完一部分功能后會(huì)進(jìn)行小型發(fā)布與試用。上述特點(diǎn)導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的X測(cè)試模型不能很好地適用于該平臺(tái)的開(kāi)發(fā)測(cè)試,無(wú)法解決測(cè)試角色的配置、修復(fù)錯(cuò)誤后出現(xiàn)的新BUG、產(chǎn)品偏離客戶(hù)要求和客戶(hù)需求變更等問(wèn)題。
圖3 數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在平臺(tái)V1.0版本的開(kāi)發(fā)測(cè)試工作中遇到了以下困難:①測(cè)試人員數(shù)量多、人員角色模糊,以至于各項(xiàng)測(cè)試工作不能具體分配到適當(dāng)?shù)娜藛T身上,導(dǎo)致測(cè)試效率低下、測(cè)試進(jìn)度緩慢;②開(kāi)發(fā)人員在修改BUG的時(shí)候經(jīng)常又引入了新的錯(cuò)誤,而測(cè)試小組并沒(méi)有對(duì)修改后的系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行測(cè)試,以致系統(tǒng)完成后問(wèn)題不斷;③客戶(hù)認(rèn)為發(fā)布的小型系統(tǒng)不是他們需要的,因此客戶(hù)和開(kāi)發(fā)小組兩邊互相抱怨;④客戶(hù)需求不斷變更并經(jīng)常提出新的要求,致使開(kāi)發(fā)工作不能按計(jì)劃進(jìn)行。以上問(wèn)題導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤率(錯(cuò)誤個(gè)數(shù)/測(cè)試用例個(gè)數(shù))較低,而驗(yàn)收階段卻出現(xiàn)了較多錯(cuò)誤。
本文把改進(jìn)的X測(cè)試模型應(yīng)用到數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)測(cè)試中,項(xiàng)目經(jīng)理在開(kāi)發(fā)前依照客戶(hù)的需求做了總體設(shè)計(jì),把整個(gè)開(kāi)發(fā)工作按功能劃分成了多個(gè)子模塊,并把每個(gè)子模塊的實(shí)現(xiàn)工作分配給不同的程序員。整個(gè)平臺(tái)由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)整體設(shè)計(jì)和整合,開(kāi)發(fā)過(guò)程的具體工作按結(jié)構(gòu)圖的第二層劃分為4個(gè)小組,每個(gè)小組由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)下面模塊的分工和整合。測(cè)試工作在項(xiàng)目得到需求分析階段便開(kāi)始了,具體步驟如下:
(1)項(xiàng)目經(jīng)理、客戶(hù)和測(cè)試人員共同確認(rèn)需求的正確性,之后被分配到模塊的程序員開(kāi)始做模塊設(shè)計(jì),模塊設(shè)計(jì)可以通過(guò)文檔或原型化模型來(lái)體現(xiàn),由設(shè)計(jì)人員和測(cè)試人員驗(yàn)證是否符合需求。
(2)模塊設(shè)計(jì)完成后,通過(guò)與客戶(hù)溝通交流來(lái)確定模塊的功能和界面滿(mǎn)足他們的要求,然后程序員開(kāi)始編碼,測(cè)試人員設(shè)計(jì)測(cè)試計(jì)劃、編寫(xiě)測(cè)試用例,各個(gè)模塊的工作同時(shí)進(jìn)行。
(3)編碼完成后,測(cè)試人員按照測(cè)試用例執(zhí)行測(cè)試,測(cè)試組長(zhǎng)可以隨機(jī)地進(jìn)行探索性測(cè)試,把測(cè)試結(jié)果以報(bào)告形式反饋給開(kāi)發(fā)人員,然后再做回歸測(cè)試,驗(yàn)證BUG已被修復(fù)和沒(méi)有出現(xiàn)新的BUG,回歸測(cè)試的次數(shù)由開(kāi)發(fā)和測(cè)試時(shí)間進(jìn)度來(lái)決定。
(4)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,客戶(hù)的需求發(fā)生變化或是開(kāi)發(fā)出來(lái)的模塊不滿(mǎn)足客戶(hù)的要求時(shí),便調(diào)出上階段做的測(cè)試驗(yàn)證工作,找出問(wèn)題出在哪階段,只在出問(wèn)題的地方進(jìn)行編碼和測(cè)試的迭代,而不需要從頭來(lái)做。
(5)通過(guò)測(cè)試的模塊被集成以后,測(cè)試人員對(duì)其進(jìn)行集成測(cè)試,包括功能測(cè)試、性能測(cè)試、界面測(cè)試、安全測(cè)試等,經(jīng)過(guò)客戶(hù)驗(yàn)收以后,然后進(jìn)行小型的發(fā)布。
(6)新開(kāi)發(fā)的模塊經(jīng)過(guò)以上的過(guò)程再不斷地集成進(jìn)來(lái),直至系統(tǒng)完成所有的功能模塊。
本文在對(duì)數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的測(cè)試過(guò)程中,嚴(yán)格依照改進(jìn)的X測(cè)試模型順利地完成了測(cè)試任務(wù),并取得了較好的效果。在系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)前先對(duì)測(cè)試人員與測(cè)試工作進(jìn)行合理配置,通過(guò)開(kāi)發(fā)早期的需求驗(yàn)證和設(shè)計(jì)測(cè)試發(fā)現(xiàn)了不少錯(cuò)誤并做了及時(shí)修正,回歸測(cè)試階段修復(fù)了新出現(xiàn)的BUG,運(yùn)用迭代很好地處理了用戶(hù)需求的變更。通過(guò)與舊版本的開(kāi)發(fā)測(cè)試中應(yīng)用傳統(tǒng)X測(cè)試模型的結(jié)果進(jìn)行比較,改進(jìn)的X測(cè)試模型靈活地處理了前期遇到的問(wèn)題。表1對(duì)數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)V1.0版本與V2.0版本的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較。
從表1中可以看出,二次開(kāi)發(fā)測(cè)試周期是以前的一半,而測(cè)試用例數(shù)量是以前的近1.4倍。系統(tǒng)V2.0版本在需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了驗(yàn)證,分別發(fā)現(xiàn)了11%和13%的錯(cuò)誤;V2.0在開(kāi)發(fā)階段發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤率是28%,后期錯(cuò)誤率逐漸減小,V1.0在開(kāi)發(fā)期間發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤率是17%;V2.0在驗(yàn)收階段只有4%的錯(cuò)誤率,而V1.0在驗(yàn)收階段的出錯(cuò)率達(dá)25%。實(shí)踐表明,改進(jìn)的X模型能夠使缺陷和錯(cuò)誤盡早地暴露出來(lái),減少后期的維護(hù)工作,提高軟件質(zhì)量。
表1 數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)V1.0與V2.0平臺(tái)測(cè)試結(jié)果對(duì)比
本文針對(duì)目前常用的X測(cè)試模型結(jié)構(gòu)松散和不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟蛔悖岢隽烁倪M(jìn)的X測(cè)試模型,該模型緊跟軟件工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),在原模型基礎(chǔ)上增加了回歸測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試過(guò)程,對(duì)測(cè)試人員與測(cè)試方法間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了調(diào)整,強(qiáng)調(diào)客戶(hù)的參與和測(cè)試需終止,從而解決了產(chǎn)品不符合客戶(hù)要求、客戶(hù)需求改變、測(cè)試效率低等問(wèn)題。將改進(jìn)的X測(cè)試模型應(yīng)用到數(shù)字版權(quán)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程中,應(yīng)用結(jié)果表明,該模型能有效地指導(dǎo)測(cè)試資源的分配和測(cè)試活動(dòng)的執(zhí)行,使問(wèn)題盡早暴露出來(lái),減少開(kāi)發(fā)成本,從而提高了開(kāi)發(fā)測(cè)試效率和軟件質(zhì)量。改進(jìn)的X測(cè)試模型在大中型項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程中取得了較好的效果,接下來(lái)的工作將把該測(cè)試模型應(yīng)用到更多的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)踐中,并針對(duì)遇到的問(wèn)題不斷進(jìn)行完善,以增強(qiáng)模型的兼容性和適應(yīng)性。
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