煤礦監控軟件的全面測試
煤礦監控軟件的全面測試
文/何玉茹
摘要：提出了煤礦監控系統軟件的整個測試過程及過程中各階段的測試方法,測試中進行缺陷統計及修復，測試結束后分析軟件缺陷，根據分析結果優化完善軟件開發過程，從而提高煤礦監控軟件質量。
【關鍵詞】白盒測試 黑盒測試 測試用例 仿真器 仿真軟件
1 煤礦監控軟件測試現狀
近幾年，我國煤礦監控軟件迅速發展，但軟件測試并未引起重視，許多人對軟件測試存在認識誤區：（1）軟件測試技術含量低，鍵盤、鼠標操作而已，有計算機基礎知識的人均可勝任。（2）軟件測試是軟件開發完成后由測試人員進行的工作，與程序員無關。（3）軟件發布后的質量問題因軟件測試把關不嚴造成。（4）項目進度緊張時可不做少做測試，不緊張時可多做測試。
2 軟件測試目的
盡量挖掘軟件中錯誤，對軟件做出質量評定。
3 全面的煤礦監控軟件測試過程
3.1 靜態分析
3.1.1 需求分析階段
根據用戶原始和潛在需求，檢查需求分析文檔是否正確、完整反映了用戶需求 ; 需求說明是否已包括了主要質量屬性，是否存在直接相互矛盾的條目等，記錄缺陷并修改完善。
3.1.2 設計階段
檢查概要詳細設計是否與需求分析一致；設計的程序及模塊是否符合系統規范；模塊是否具有高內聚低耦合度，是否提供錯誤檢測和恢復機制、考慮非正常情況等，記錄缺陷并修改完善。
3.1.3 編碼階段
（1）代碼靜態分析。采用同行評審，根據軟件編碼規范、需求設計文檔和程序文本標準等，從編碼規則、靜態質量指標、程序結構等方面對源程序分析、目測，不執行程序，找出源碼中錯誤缺陷，進行記錄并修復。
（2）靜態質量度量。利用靜態代碼分析工具測試每千行源代碼的錯誤數、 Line 復雜度、Halstead 復雜度和 McCabe 復雜度 , 根據度量指標修改代碼，加強代碼模塊化程度和可讀性、可測試性。
3.2 動態測試
3.2.1 動態測試技術
（1）白盒測試：根據白盒覆蓋準則設計測試用例和程序內部結構執行程序，使每個語句、條件分支、控制路徑均被測試，檢查程序內部活動是否符合設計要求。
（2）墨盒測試：運行軟件，測試產品每個功能是否達到預期要求，從用戶角度、輸入輸出數據對應關系，根據程序外部表現特性測試。
3.2.2 動態測試過程
（1）單元測試。采用白盒測試技術，對每個單元模塊設計測試用例，運行程序進行測試，記錄缺陷并修復，保證每個單元模塊能正確運行。
（2）集成測試。采用黑合白盒測試技術，把軟件模塊逐步組裝，邊組裝邊測試，直到整個系統成為一體,記錄缺陷并及時修復。
（3）系統測試。通過黑盒測試技術驗證整個軟件功能性能與需求規范是否一致。進行缺陷記錄并修復。
3.3 界面測試
根據 UI /UE 界面規范和煤礦行業標準進行界面檢查。如界面設計是否友好易用、美觀，計量單位、色標、默認值等是否符合煤礦行業標準。
3.4 功能性測試
利用仿真調試器進行測試：根據數據通訊協議設計測試用例進行測試。假定監控設備傳感器協議規定為：BYTE0 ～ BYTE1:B4HB3HBYTE2:設備ID，BYTE3～BYTE5:數據值，BYTE6 ～ BYTE7:D4HD3H。根據上層軟件功能考慮分支覆蓋、循環遍歷、異常處理、內存漏洞和條件語句判斷被非法滿足等設計合理的測試用例。將仿真調試器在 0 ～ 7 字節間變換每位 , 觀察上層監控軟件顯示的實時數據正確性和實時性，協議數據出錯時上層軟件處理方式。通過上層軟件發送控制命令，測試仿真調試器上顯示的值是否和上層軟件發送的控制命令一致。遍歷系統所有類型傳感器，利用黑盒測試技術進行系統各功能測試。利用仿真軟件進行測試：運行煤礦監控軟件和仿真軟件，添加監測設備和對應傳感器，利用仿真軟件模擬監測設備各種狀態和傳感器各種可能值，繼續添加監測設備、傳感器，直至達到系統最大容量。利用黑盒測試技術進行系統各功能測試。接入實際設備進行測試：在預期使用環境下，接入各種監測設備和傳感器進行測試。每種設備至少接3臺，測試監測軟件所有功能。
3.5 性能測試
3.5.1 系統自檢系統運行中，對接入監測設備及傳感器分別制造、消除故障，檢測系統是否能進行故障報警顯示和消除故障報警顯示。實時數據；調節各種設備及傳感器的值或狀態，測試上層軟件采集實時數據的實時性 , 將監控軟件顯示的值和傳感器值對比，誤差范圍是否小于 0.3%。
3.5.2 容錯處理
制造磁盤讀寫錯誤、未連接打印機進行打印、鍵盤誤操作等，檢查系統能否正常運行。
3.5.3 雙機熱備切換時間
進行手動自動切換，測試系統能否正常切換，切換后能否正常運行、切換時間是否<=5min。
3.5.4 傳輸誤差
逐步改變某一被測量的值，至少取 5 組典型數據，根據|（Ni-Nn）/NN|*100計算（Ni、Nn 為別為某組數據實測值、理論值，NN 被測量的相應量程）。
3.5.5 系統巡檢周期
通過仿真軟件模擬系統容量的所有監測設備并全部處于在線狀態，統計相同監測設備和底層設備通訊的時間間隔是否<30s。死機率；系統連續運行 31 天，測試系統死機率是否小于1次/720小時。
3.5.6 多任務
同時進行打印查詢、鍵盤磁盤操作，測試系統是否能正常運行。
3.5.7 控制執行時間
在規定設備上發控制命令，用秒表測量從控制命令發出至被控設備發出響應的時間間隔。誤碼率；主機運行誤碼率測試軟件，分站運行收即發程序，連續發收00～FF并統計，檢查系統誤碼率是否≤ 10-8 。
3.6 穩定觀察運行
穩定運行系統觀察至少兩周，期間進行隨機性功能抽測和負面測試，如斷開設備連接、中斷網絡、斷開電源等并恢復，測試系統能否正常運行。并進行缺陷記錄及修復。
3.7 最終技術資料審查
檢查所有技術資料是否有缺漏，內容是否完整正確無錯別字。
4 軟件缺陷分析
統計分析整個軟件測試周期中缺陷記錄，分析缺陷產生原因、分布、集中區域和發展趨勢，根據這些問題原因評價軟件開發過程，提出過程改進方案，改善組織軟件能力成熟度。
作者單位
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