沈云凌

（中國電子科技集團(tuán)公司第七研究所，廣東 廣州 510310）

0 引言

當(dāng)今世界正在步入“軟件定義一切”[1]的智能時(shí)代，軟件在整個(gè)系統(tǒng)功能的占比高達(dá)60%，軟件開發(fā)和測試工作量的占比在整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)周期中已超過一半，因此提升軟件的效能和質(zhì)量的創(chuàng)新技術(shù)越來越受重視。軟件重用技術(shù)因能有效縮短軟件研發(fā)周期，提高軟件效能與質(zhì)量，而備受關(guān)注。軟件測試作為軟件工程的重要實(shí)踐，軟件質(zhì)量保障的關(guān)鍵階段，因此成為關(guān)注的熱點(diǎn)，而軟件測試重用也成為研究與發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。軟件測試重用可減少軟件測試工作量，提高軟件測試效率，在提升軟件測試質(zhì)量的同時(shí)，也可進(jìn)一步促進(jìn)軟件的效能與質(zhì)量。

本文根據(jù)工程實(shí)踐，分析軟件測試常見問題，并以軟件測試過程重用、軟件測試用例重用、軟件測試設(shè)計(jì)方法重用、軟件測試需求重用和軟件文檔模板、檢查項(xiàng)、表單、用詞表述重用的方式提出解決方案，同時(shí)展示軟件測試重用的應(yīng)用驗(yàn)證效果。

1 軟件測試常見問題

軟件測試是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、復(fù)雜，且存在大量重復(fù)性的工作。在軟件測試過程中存在一些常見的問題，影響軟件測試的效率與質(zhì)量，具體如下：

1.1 測試過程繁多，文檔及表單量大、記錄形式不統(tǒng)一

常規(guī)的軟件測試過程包括測試需求分析、測試設(shè)計(jì)、測試執(zhí)行和測試總結(jié)等階段，不同階段需出具《軟件測試需求規(guī)格說明》、《軟件測試計(jì)劃》、《軟件測試說明》、《軟件測試記錄》和《軟件測試報(bào)告》等測試技術(shù)文檔和記錄[2]。根據(jù)測試項(xiàng)目需遵循的測試文檔編制標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的不同，需出具的測試文檔和記錄的格式、表述方式和數(shù)量等要求均有所不同。軟件測試項(xiàng)目與軟件開發(fā)項(xiàng)目一樣，為了保證項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量，除了必不可少的技術(shù)過程也需有管理過程。常規(guī)的測試管理過程包括測試策劃、項(xiàng)目監(jiān)督、風(fēng)險(xiǎn)管理、質(zhì)量監(jiān)督、質(zhì)量保證和配置管理等，每個(gè)過程均有相應(yīng)的表單用于記錄管理過程數(shù)據(jù)。且不同的測試項(xiàng)目可能遵循不同的測試標(biāo)準(zhǔn)和測試文檔編制規(guī)范，每個(gè)測試階段產(chǎn)生的文檔、記錄表單形式不統(tǒng)一，且數(shù)量繁多。

1.2 測試數(shù)據(jù)用詞表述不規(guī)范、不一致

由于測試文檔及表單量大，文檔的內(nèi)容要素多，且不同測試人員，其專業(yè)能力水平、日常表達(dá)用語習(xí)慣有所不同，在描述測試需求、設(shè)計(jì)測試用例、記錄軟件問題時(shí)，信息表述極易出現(xiàn)用詞不夠?qū)I(yè)、不規(guī)范的情況。甚至出現(xiàn)同一項(xiàng)目或相同專業(yè)領(lǐng)域不同項(xiàng)目的文檔內(nèi)或文檔之間用詞表述不一致的情況。

1.3 測試準(zhǔn)則依賴于人員能力與經(jīng)驗(yàn)，容易遺漏

在軟件測試需求分析與設(shè)計(jì)時(shí)，測試人員需針對每一個(gè)軟件需求，選擇測試類型和設(shè)計(jì)方法，并形成測試項(xiàng)的測試準(zhǔn)則。軟件需求、測試類型與設(shè)計(jì)方法，存在一對多或多對一的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系。不同的測試人員根據(jù)對測試類型、測試方法的理解與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不同，在測試分析與設(shè)計(jì)時(shí)的充分性及細(xì)化程度就各有不同，如此就難以避免測試準(zhǔn)則的遺漏。測試分析與設(shè)計(jì)的遺漏，必會導(dǎo)致測試用例的遺漏，進(jìn)而導(dǎo)致軟件問題的遺漏[3]。

2 軟件測試重用

通過對軟件測試過程常見問題的分析可得，軟件測試過程常見問題影響軟件測試效率和質(zhì)量。針對這些問題，可以采用軟件測試重用作為解決方案，軟件測試重用思路如圖1所示。

圖1 軟件測試重用思路

軟件測試重用的內(nèi)容可一般包括測試過程重用、文檔模板及表單重用、測試語言表述及專業(yè)領(lǐng)域名詞術(shù)語重用、測試需求分析重用、測試設(shè)計(jì)重用和測試用例重用等。在組織組織內(nèi)，軟件測試重用的實(shí)現(xiàn)分兩部分開展，在管理過程方面應(yīng)從過程、模板表單到用詞表述等方面實(shí)現(xiàn)測試重用，在技術(shù)實(shí)施方面應(yīng)由下至上，從點(diǎn)到面實(shí)現(xiàn)測試重用。軟件測試重用可參考如下過程實(shí)現(xiàn)。

2.1 測試過程重用

過程管理與控制是工程的基石，測試過程的重用應(yīng)占首位。積累并分析歷史測試過程數(shù)據(jù)，遵循各測試標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，梳理各類測試來源、測試環(huán)境和測試需求的特點(diǎn)，結(jié)合測試技術(shù)過程和測試管理過程，建立多個(gè)可重用的測試生命周期模型，形成可重用的規(guī)范化測試技術(shù)和測試管理流程。在測試過程重用實(shí)施時(shí)持續(xù)收集各類測量分析數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)測試過程的持續(xù)改進(jìn)。

2.2 軟件文檔模板、檢查項(xiàng)、表單、用詞表述重用

針對不同的委托方、文檔編寫標(biāo)準(zhǔn)，定制相應(yīng)的測試技術(shù)和測試管理過程文檔模板及表單，形成可重用的文檔模板集和表單集。

按專業(yè)領(lǐng)域建立測試標(biāo)準(zhǔn)用詞數(shù)據(jù)庫，標(biāo)準(zhǔn)的用詞表述包括各專業(yè)領(lǐng)域術(shù)語、軟件測試問題的表述、軟件問題分析的內(nèi)容。按文檔的章節(jié)要素建立測試文檔樣例庫，并在文檔模板中以樣例的形式呈現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)用詞和表述樣例的重用，可增加測試數(shù)據(jù)的專業(yè)性與易理解性，減少不同測試人員之間表述的差異，提升文檔的質(zhì)量及測試效率，更便于軟件測試資產(chǎn)的積累與查詢，有利于軟件測試的持續(xù)改進(jìn)。

按測試技術(shù)和管理過程分類建立檢查項(xiàng)庫。檢查項(xiàng)庫內(nèi)容包括合同評審、質(zhì)量監(jiān)督、質(zhì)量保證、配置管理、測試評審、文檔審查、代碼審查等內(nèi)容。除了按過程分類，也可按被查文檔或活動進(jìn)行分類。代碼審查的檢查項(xiàng)可按照編程語言及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分類。組織將各個(gè)過程中常用的檢查項(xiàng)匯編成相應(yīng)的檢查表，以減少重用檢查項(xiàng)時(shí)的工作量。測試人員使用時(shí)可根據(jù)每個(gè)測試項(xiàng)目的需要對檢查表進(jìn)行裁剪式重用。

2.3 軟件測試用例重用

與測試管理類的重用實(shí)現(xiàn)不同，測試技術(shù)的重用實(shí)現(xiàn)采用從點(diǎn)到面、從下至上的循序漸進(jìn)方式更具有可操作性。由于測試用例是測試問題發(fā)現(xiàn)過程中最直接的最小單元，軟件測試用例設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系到軟件測試的科學(xué)性、完整性、有效性和效率，是軟件測試項(xiàng)目工作的重中之重，所以軟件測試用例的重用是具備測試數(shù)據(jù)資產(chǎn)組織在測試技術(shù)重用步伐中的第一步。

軟件測試用例設(shè)計(jì)時(shí)，需要針對軟件測試項(xiàng)的類型和特點(diǎn)，確定其測試類型，采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法，并對測試環(huán)境、測試資源、風(fēng)險(xiǎn)等約束條件進(jìn)行綜合考慮。依據(jù)測試用例對測試輸入的要求，測試輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型、輸入方法等進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)有測試需要時(shí)，編寫測試執(zhí)行所需要的測試驅(qū)動模塊、樁模塊或測試支持軟件等[4]。

可重用的軟件測試用例的設(shè)計(jì)可通過對各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品及其測試需求的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，綜合考慮按專業(yè)領(lǐng)域、測試類型、設(shè)計(jì)方法等因素，結(jié)合各類軟件產(chǎn)品及功能項(xiàng)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，并建立測試用例重用庫。也可從分析軟件測試的典型問題開始，在完成每一個(gè)測試項(xiàng)目時(shí)，識別、收集并分析典型問題，將發(fā)現(xiàn)問題的用例進(jìn)行綜合分析并設(shè)計(jì)成可重用測試用例。測試用例重用離不開測試數(shù)據(jù)資產(chǎn)的積累與分析，多個(gè)重用點(diǎn)齊頭并進(jìn)形成可重用測試用例的方法更優(yōu)。

2.4 軟件測試設(shè)計(jì)方法重用

軟件測試設(shè)計(jì)的重用可在軟件測試用例重用的基礎(chǔ)上開展并實(shí)現(xiàn)[5]。軟件測試設(shè)計(jì)的重用點(diǎn)較多，可從以下幾個(gè)重用點(diǎn)實(shí)現(xiàn)測試設(shè)計(jì)重用。

不同的軟件測試標(biāo)準(zhǔn)有不同的測試類型術(shù)語。在GJB/Z 141-2004《軍用軟件測試指南》中描述為功能測試、性能測試、接口測試、人機(jī)交互界面測試、強(qiáng)度測試、余量測試、安全性測試、恢復(fù)性測試、邊界測試、安裝性測試、容量測試等測試類型[6]；在GB/T 25000.51-2016《系統(tǒng)與軟件工程 系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評價(jià)（SQuaRE）第51部分：就緒可用軟件產(chǎn)品(RUSP)的質(zhì)量要求和測試細(xì)則》中則描述為功能性、性能效率、兼容性、易用性、可靠性、信息安全性、維護(hù)性、可移植性的質(zhì)量特性[7]的術(shù)語。兩者同宗同源關(guān)系密切且具有關(guān)聯(lián)關(guān)系，涵蓋的測試內(nèi)容也存在一定的差異。針對常用此兩類標(biāo)準(zhǔn)的組織，測試類型和質(zhì)量特性可作為軟件測試設(shè)計(jì)的重用點(diǎn)。優(yōu)先選擇與可重用測試用例相關(guān)，且可重用度較高的測試類型及質(zhì)量特性的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并按專業(yè)領(lǐng)域分類編制可重用測試設(shè)計(jì)，如邊界測試、人機(jī)交互界面、安全性測試、恢復(fù)性測試、性能測試等測試類型[6]的測試設(shè)計(jì)樣例，易用性、性能效率等質(zhì)量特性[7]的可重用測試設(shè)計(jì)樣例。

軟件測試設(shè)計(jì)的重用可從歷史測試項(xiàng)目中的高頻功能項(xiàng)著手實(shí)現(xiàn)。組織內(nèi)，通過對歷史測試項(xiàng)目的梳理往往會發(fā)現(xiàn)不同的項(xiàng)目間，包括同領(lǐng)域或不同領(lǐng)域的測試項(xiàng)目往往會出現(xiàn)一些相同或相似的功能項(xiàng)，而且該功能項(xiàng)的測試需求出現(xiàn)頻度高，此類高頻功能項(xiàng)作為測試設(shè)計(jì)的重用具有更大的意義，能大大節(jié)省測試設(shè)計(jì)的成本并提高測試設(shè)計(jì)效率。高頻功能項(xiàng)也具有相同或相似的測試項(xiàng)、測試類型，甚至連測試設(shè)計(jì)方法也相同，因此可將高頻功能項(xiàng)的測試設(shè)計(jì)進(jìn)行可重用測試設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)測試設(shè)計(jì)重用。

軟件測試設(shè)計(jì)的重用也可按設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)重用。雖然不同領(lǐng)域不同產(chǎn)品的測試任務(wù)測試需求不同，但經(jīng)過測試需求分析分解為測試項(xiàng)后，其所使用的測試方法基本類似。將不同的測試設(shè)計(jì)方法結(jié)合產(chǎn)品領(lǐng)域需求設(shè)計(jì)形成各類可重用的測試設(shè)計(jì)方法，在測試設(shè)計(jì)時(shí)，可有效減少測試設(shè)計(jì)的工作量，對測試設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相對較少的測試設(shè)計(jì)人員的測試效率提升尤為明顯。

針對已發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵、嚴(yán)重及典型軟件問題的用例進(jìn)行測試設(shè)計(jì)重用設(shè)計(jì)，也是測試設(shè)計(jì)重用的重點(diǎn)方案。關(guān)鍵、嚴(yán)重及典型的軟件問題是軟件項(xiàng)目開發(fā)過程中的項(xiàng)目需求分析、設(shè)計(jì)甚至編碼等過程中出現(xiàn)頻度較高，或?qū)?xiàng)目質(zhì)量有重要影響的軟件問題。結(jié)合歷史測試項(xiàng)目提取典型軟件問題，分析并設(shè)計(jì)相關(guān)的測試設(shè)計(jì)內(nèi)容形成可重用測試設(shè)計(jì)，對同類型項(xiàng)目，甚至不同領(lǐng)域的相近項(xiàng)目的測試效能提升具有較大意義。

2.5 軟件測試需求重用

典型的測試項(xiàng)可設(shè)計(jì)形成可重用的軟件測試需求實(shí)現(xiàn)軟件測試需求分析的重用。高頻功能項(xiàng)的測試項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵、嚴(yán)重及典型軟件問題的測試項(xiàng)，常用的測試類型對應(yīng)的測試項(xiàng)，或結(jié)合對歷史測試數(shù)據(jù)綜合分析的結(jié)果提取的測試項(xiàng)均可列為典型的測試項(xiàng)。針對典型測試項(xiàng)，結(jié)合組織內(nèi)常用的測試標(biāo)準(zhǔn)及文檔編制模板設(shè)計(jì)并編制可重用軟件測試需求分析重用樣例以實(shí)現(xiàn)軟件測試需求分析重用。

3 軟件測試重用應(yīng)用驗(yàn)證效果

所屬測試團(tuán)隊(duì)通過對3個(gè)不同領(lǐng)域的測試任務(wù)進(jìn)行測試過程重用，同步開展軟件測試用例重用應(yīng)用驗(yàn)證。軟件測試設(shè)計(jì)是軟件測試核心工作，是測試質(zhì)量的關(guān)鍵，軟件測試工作量占比較大[8]。因此，本次軟件測試重用應(yīng)用驗(yàn)證，主要通過采集軟件測試設(shè)計(jì)工時(shí)作為測量分析數(shù)據(jù)，分析重用應(yīng)用驗(yàn)證效果。應(yīng)用驗(yàn)證項(xiàng)目的基本信息和重用驗(yàn)證數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 軟件測試重用應(yīng)用驗(yàn)證項(xiàng)目情況

結(jié)合歷史項(xiàng)目的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合對比分析得出，應(yīng)用軟件測試重用項(xiàng)目的測試設(shè)計(jì)效率提升率約為45%，具體項(xiàng)目的應(yīng)用效率提升情況如圖2 所示。由應(yīng)用驗(yàn)證效果可見，應(yīng)用軟件測試重用可有效減少軟件測試工作量，提高軟件測試效率和質(zhì)量，從而促進(jìn)軟件研發(fā)全生命周期效能與質(zhì)量的提升。

圖2 軟件測試重用應(yīng)用驗(yàn)證效果

以某通信傳輸軟件測試任務(wù)驗(yàn)證情況為例，在進(jìn)行測試過程重用的基礎(chǔ)上，開展軟件測試用例重用的重用應(yīng)用驗(yàn)證。2020年設(shè)計(jì)的2964個(gè)測試用例中，應(yīng)用了719個(gè)重用測試用例，在項(xiàng)目測試周期短、項(xiàng)目進(jìn)度緊張的情況下，進(jìn)一步提升了測試效能和質(zhì)量。與2017年的同類軟件測試項(xiàng)目相比，測試設(shè)計(jì)效率提升率約42%，測試效率與質(zhì)量明顯提升，客戶滿意度高。

4 結(jié)束語

通過軟件測試重用的應(yīng)用及驗(yàn)證效果分析，可見軟件測試重用的實(shí)現(xiàn)能有效提高軟件測試的效率與質(zhì)量，從而促進(jìn)軟件的效能及質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)軟件測試重用的好處可見一斑。軟件測試重用內(nèi)容多種多樣，可單獨(dú)實(shí)施，也可多項(xiàng)內(nèi)容并駕齊驅(qū)，具體實(shí)現(xiàn)以實(shí)際項(xiàng)目需要為準(zhǔn)。隨著軟件測試重用應(yīng)用的深入，對軟件測試效率和質(zhì)量的提升也會越來越明顯。當(dāng)前軟件測試重用已越來越受重視，其實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用也會越來越廣泛。