趙鴻劍 梁 毅

（中國(guó)藥科大學(xué)國(guó)際醫(yī)藥商學(xué)院，江蘇南京210009）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在各行各業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色，其在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用同樣如此。從最初簡(jiǎn)單的辦公輔助作用，到如今滲透到設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售等整個(gè)醫(yī)藥供應(yīng)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)，人們通過(guò)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的性能，有力推動(dòng)了醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展壯大。然而，在享受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供便利的同時(shí)，人們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用實(shí)際上對(duì)使用者提出了更高的要求，一方面操作者需要具有較多的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備以及完善的培訓(xùn)資歷，以操控不同類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；另一方面，要求使用者或者該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正隱藏在系統(tǒng)中的問(wèn)題，避免給企業(yè)造成巨大的損失。

由于各個(gè)企業(yè)的專業(yè)人員的配備情況不同，對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)的掌握程度也不盡相同，特別是對(duì)于一些中小型醫(yī)藥企業(yè)來(lái)說(shuō)，完成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的驗(yàn)證相對(duì)要困難一些。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包括硬件和軟件2個(gè)部分。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)質(zhì)上是一種基本的核實(shí)活動(dòng)，關(guān)注的重點(diǎn)在于識(shí)別和糾正缺陷，同時(shí)證明該系統(tǒng)能夠滿足要求。

與計(jì)算機(jī)硬件部分的驗(yàn)證不同，軟件部分的驗(yàn)證更多地要考慮功能測(cè)試和需求測(cè)試。針對(duì)我國(guó)醫(yī)藥企業(yè)很少配備專門的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證人才的情況，本文就計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中較為重要的軟件系統(tǒng)的測(cè)試提供一些思路，以供探討。

1 相關(guān)概念導(dǎo)入

首先應(yīng)該了解什么是測(cè)試，可以簡(jiǎn)單地理解測(cè)試就是找錯(cuò)誤，具體是指發(fā)現(xiàn)并指出軟件（包含軟件經(jīng)過(guò)建模、需求、設(shè)計(jì)等階段所產(chǎn)生的大量輸出工件）中存在的缺陷的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程指明和標(biāo)注了問(wèn)題存在的正確位置，詳細(xì)記錄導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)的操作步驟，并及時(shí)儲(chǔ)存當(dāng)時(shí)的錯(cuò)誤狀態(tài)，以上組合在一起便于能夠準(zhǔn)確再現(xiàn)測(cè)試后存在的問(wèn)題。

通常在軟件測(cè)試中一般分為2類：黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試。

黑盒測(cè)試，也稱功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試，顧名思義是將被測(cè)程序當(dāng)作一個(gè)不知道內(nèi)容的黑盒子，在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)試來(lái)檢測(cè)每個(gè)功能是否能夠正常使用，是一種從用戶觀點(diǎn)出發(fā)的測(cè)試方法。

白盒測(cè)試，也稱結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試，測(cè)試人員知道產(chǎn)品內(nèi)部工作過(guò)程后，通過(guò)測(cè)試來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部動(dòng)作是否按照規(guī)格說(shuō)明書(shū)的要求來(lái)運(yùn)行，目的在于檢驗(yàn)程序的每條通路是否按照要求正常工作，而較少考慮它的功能。由于此種測(cè)試深入到了代碼級(jí)別，對(duì)代碼知識(shí)掌握程度的要求比較高，這種測(cè)試主要以代碼開(kāi)發(fā)人員為主。

由于黑盒測(cè)試相對(duì)于白盒測(cè)試來(lái)說(shuō)，更加注重對(duì)于軟件功能方面的測(cè)試，而且著重考慮了用戶需求，因此對(duì)于中小型醫(yī)藥企業(yè)來(lái)說(shuō)，將其引入軟件驗(yàn)證中更為符合實(shí)際情況。

2 黑盒測(cè)試的特點(diǎn)和目的

2.1 黑盒測(cè)試的特點(diǎn)

黑盒測(cè)試根據(jù)其定義，可將其特點(diǎn)歸納如下：

（1）測(cè)試人員不需要了解程序內(nèi)部的代碼與實(shí)現(xiàn)；

（2）測(cè)試用例設(shè)計(jì)不依賴于系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；

（3）測(cè)試用例設(shè)計(jì)基于功能的定義和用戶需求（URS）；

（4）從用戶角度出發(fā)進(jìn)行測(cè)試，比較容易知道用戶的需求和用戶會(huì)遇到的問(wèn)題；

（5）關(guān)注于測(cè)試數(shù)據(jù)的選擇和測(cè)試結(jié)果的分析；

（6）對(duì)測(cè)試人員的編程技術(shù)要求不高；

（7）在自動(dòng)化測(cè)試時(shí)較為方便；

（8）不易發(fā)現(xiàn)代碼部分的缺陷。

2.2 黑盒測(cè)試的目的

對(duì)于醫(yī)藥企業(yè)來(lái)說(shuō)，采用黑盒測(cè)試的目的主要是在已知配置軟件所應(yīng)具有的功能基礎(chǔ)上，進(jìn)行如下檢查：

（1）檢查程序功能能否滿足用戶需求（URS），程序是否按照規(guī)格說(shuō)明書(shū)的規(guī)定正常使用，測(cè)試各個(gè)功能是否有遺漏，檢測(cè)性能等特性要求是否滿足，關(guān)鍵質(zhì)量屬性控制是否全部覆蓋；

（2）檢測(cè)人機(jī)交互是否存在錯(cuò)誤，檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)是否錯(cuò)誤，程序是否能當(dāng)?shù)亟邮茌斎霐?shù)據(jù)并產(chǎn)生正確的輸出結(jié)果，同時(shí)保持外部信息（如數(shù)據(jù)庫(kù)或文件）的完整性；

（3）檢測(cè)程序初始化和終止條件是否存在錯(cuò)誤。

根據(jù)黑盒測(cè)試的目的，我們大致將黑盒測(cè)試所能測(cè)試出的主要錯(cuò)誤類型歸納為：不正確或遺漏的功能；接口、界面錯(cuò)誤；性能錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)訪問(wèn)錯(cuò)誤；初始化或終止條件錯(cuò)誤等，當(dāng)然在實(shí)際驗(yàn)證工作中需要根據(jù)具體情況來(lái)確定。

3 使用黑盒測(cè)試方法需要考慮的問(wèn)題

黑盒測(cè)試更多地從用戶角度出發(fā)去考察問(wèn)題，例如界面的實(shí)用性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。在實(shí)際操作過(guò)程中，往往存在著入手簡(jiǎn)單、做好較難的問(wèn)題。因此在利用黑盒測(cè)試進(jìn)行軟件驗(yàn)證之前，需要側(cè)重考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）如何測(cè)試功能的有效性；

（2）何種類型的輸入會(huì)產(chǎn)生好的測(cè)試用例；

（3）系統(tǒng)是否對(duì)特定的輸入值尤其敏感；

（4）如何分隔數(shù)據(jù)類的邊界；

（5）系統(tǒng)能夠承受何種數(shù)據(jù)率和數(shù)據(jù)量；

（6）特定類型的數(shù)據(jù)組合會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生何種影響。

4 黑盒測(cè)試的方法

雖然理論上在利用黑盒測(cè)試方法發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤時(shí)，必須把所有可能的輸入值和輸出值作為測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行考查，以檢查程序是否能夠產(chǎn)生正確結(jié)果，但這是不實(shí)際的，即便是醫(yī)藥企業(yè)使用的簡(jiǎn)單軟件，其包含測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量也很多，排列組合后的數(shù)值更為巨大，因此窮舉測(cè)試數(shù)量太多無(wú)法完成，只能在大量潛在數(shù)據(jù)中，選取其中一部分代表值作為測(cè)試用例。

實(shí)際操作中，黑盒測(cè)試通常有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測(cè)法、因果圖法、判定表驅(qū)動(dòng)分析法、場(chǎng)景設(shè)計(jì)法等。由于等價(jià)類劃分法是最為常見(jiàn)的，也是極為重要的黑盒測(cè)試方法，因此下面就此種方法展開(kāi)介紹。

等價(jià)類劃分方法將不能窮舉的測(cè)試過(guò)程進(jìn)行了合理的分類，從而保證設(shè)計(jì)出來(lái)的測(cè)試用例具有完整性和代表性。簡(jiǎn)單地說(shuō)，等價(jià)類劃分法是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)，即程序的輸入域劃分為若干個(gè)等價(jià)類（子集），然后從每個(gè)子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例。在該子集中，各個(gè)輸入數(shù)據(jù)對(duì)于發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤都是等效的，它們具有等價(jià)特性，也就是說(shuō)測(cè)試某等價(jià)類的代表值即等效于這一類其他值的測(cè)試。

采用等價(jià)類劃分方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例通常分為2步進(jìn)行，首先確定等價(jià)類，列出等價(jià)類表，然后確定測(cè)試用例。而等價(jià)類也分為2種情況，其中對(duì)軟件的用戶需求（URS）而言，是有意義的、合理的輸入數(shù)據(jù)所組成的集合為有效等價(jià)類。通過(guò)有效等價(jià)類來(lái)檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了用戶需求中設(shè)定的功能和性能。相反，對(duì)軟件的用戶需求（URS）來(lái)說(shuō)，是無(wú)意義的、不合理的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合，即為無(wú)效等價(jià)類。利用無(wú)效等價(jià)類，可以鑒別程序異常處理的情況，檢查被測(cè)對(duì)象的功能和性能的實(shí)現(xiàn)是否有不符合規(guī)格要求的地方。

在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，需要同時(shí)考慮這2種等價(jià)類，因?yàn)檐浖粌H需要能接受既定的合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn)，這樣的測(cè)試才能確保軟件具有較高的可靠性。蘇亞麗描述了標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)類和健壯等價(jià)類的劃分方法和原則，而崔應(yīng)霞等則提出了新的算法，使得在保證各組合覆蓋率的基礎(chǔ)上減少了運(yùn)行的次數(shù)，降低了測(cè)試的負(fù)擔(dān)。

在此基礎(chǔ)上，下面以一個(gè)軟件的登錄系統(tǒng)為例來(lái)介紹這一方法。

在用戶需求的說(shuō)明中需要輸入的內(nèi)容包括用戶名、用戶密碼、用戶類型，有2個(gè)按鈕分別為“登陸”和“取消”。當(dāng)用戶ID不存在、密碼輸入錯(cuò)誤或用戶類型不匹配時(shí)，自動(dòng)跳出錯(cuò)誤提示。系統(tǒng)是不允許用戶重復(fù)登陸的。

首先，分析用戶需求（URS）（表1）中給出的和隱含的對(duì)輸入條件的要求限制；然后，列出等價(jià)類表（包括有效等價(jià)類和無(wú)效等價(jià)類）（表2）；最后，設(shè)計(jì)測(cè)試用例（表3）。

表1 用戶需求

表2 等價(jià)類表

表3 測(cè)試用例

5 結(jié)語(yǔ)

在醫(yī)藥行業(yè)中對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證是一項(xiàng)集技術(shù)、管理與法規(guī)為一體的要求很高的工作，必須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序來(lái)進(jìn)行，并留下完整詳細(xì)的記錄。本文對(duì)黑盒測(cè)試在軟件驗(yàn)證過(guò)程中的使用方法進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，并以某軟件的登陸系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單的示范。

縱觀國(guó)內(nèi)外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在醫(yī)藥行業(yè)中的使用普及率不斷提高，可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證將成為一項(xiàng)符合法規(guī)要求的常規(guī)性操作。因此，只有掌握更多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有效知識(shí)，才是做好計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證工作的根本所在。

［1］ISPE指南［S］

［2］張海藩.軟件工程導(dǎo)論［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2000

［3］蘇亞麗.黑盒測(cè)試之等價(jià)類劃分［J］.玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25（8）

［4］崔應(yīng)霞，李龍澍.基于輸入輸出關(guān)系的綜合黑盒測(cè)試方法［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007，28（23）

［5］梁毅.新版GMP教程［M］.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2011