煤礦監(jiān)控軟件的全面測(cè)試

煤礦監(jiān)控軟件的全面測(cè)試

文/何玉茹

摘要：提出了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)軟件的整個(gè)測(cè)試過(guò)程及過(guò)程中各階段的測(cè)試方法,測(cè)試中進(jìn)行缺陷統(tǒng)計(jì)及修復(fù)，測(cè)試結(jié)束后分析軟件缺陷，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化完善軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，從而提高煤礦監(jiān)控軟件質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】白盒測(cè)試 黑盒測(cè)試 測(cè)試用例 仿真器 仿真軟件

1 煤礦監(jiān)控軟件測(cè)試現(xiàn)狀

近幾年，我國(guó)煤礦監(jiān)控軟件迅速發(fā)展，但軟件測(cè)試并未引起重視，許多人對(duì)軟件測(cè)試存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)：（1）軟件測(cè)試技術(shù)含量低，鍵盤、鼠標(biāo)操作而已，有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的人均可勝任。（2）軟件測(cè)試是軟件開(kāi)發(fā)完成后由測(cè)試人員進(jìn)行的工作，與程序員無(wú)關(guān)。（3）軟件發(fā)布后的質(zhì)量問(wèn)題因軟件測(cè)試把關(guān)不嚴(yán)造成。（4）項(xiàng)目進(jìn)度緊張時(shí)可不做少做測(cè)試，不緊張時(shí)可多做測(cè)試。

2 軟件測(cè)試目的

盡量挖掘軟件中錯(cuò)誤，對(duì)軟件做出質(zhì)量評(píng)定。

3 全面的煤礦監(jiān)控軟件測(cè)試過(guò)程

3.1 靜態(tài)分析

3.1.1 需求分析階段

根據(jù)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(shuō)明是否已包括了主要質(zhì)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(shè)計(jì)階段

檢查概要詳細(xì)設(shè)計(jì)是否與需求分析一致；設(shè)計(jì)的程序及模塊是否符合系統(tǒng)規(guī)范；模塊是否具有高內(nèi)聚低耦合度，是否提供錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)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(tài)分析。采用同行評(píng)審，根據(jù)軟件編碼規(guī)范、需求設(shè)計(jì)文檔和程序文本標(biāo)準(zhǔn)等，從編碼規(guī)則、靜態(tài)質(zhì)量指標(biāo)、程序結(jié)構(gòu)等方面對(duì)源程序分析、目測(cè)，不執(zhí)行程序，找出源碼中錯(cuò)誤缺陷，進(jìn)行記錄并修復(fù)。

（2）靜態(tài)質(zhì)量度量。利用靜態(tài)代碼分析工具測(cè)試每千行源代碼的錯(cuò)誤數(shù)、 Line 復(fù)雜度、Halstead 復(fù)雜度和 McCabe 復(fù)雜度 , 根據(jù)度量指標(biāo)修改代碼，加強(qiáng)代碼模塊化程度和可讀性、可測(cè)試性。

3.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試

3.2.1 動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)

（1）白盒測(cè)試：根據(jù)白盒覆蓋準(zhǔn)則設(shè)計(jì)測(cè)試用例和程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)執(zhí)行程序，使每個(gè)語(yǔ)句、條件分支、控制路徑均被測(cè)試，檢查程序內(nèi)部活動(dòng)是否符合設(shè)計(jì)要求。

（2）墨盒測(cè)試：運(yùn)行軟件，測(cè)試產(chǎn)品每個(gè)功能是否達(dá)到預(yù)期要求，從用戶角度、輸入輸出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)程序外部表現(xiàn)特性測(cè)試。                   

3.2.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程

（1）單元測(cè)試。采用白盒測(cè)試技術(shù)，對(duì)每個(gè)單元模塊設(shè)計(jì)測(cè)試用例，運(yùn)行程序進(jìn)行測(cè)試，記錄缺陷并修復(fù)，保證每個(gè)單元模塊能正確運(yùn)行。

（2）集成測(cè)試。采用黑合白盒測(cè)試技術(shù)，把軟件模塊逐步組裝，邊組裝邊測(cè)試，直到整個(gè)系統(tǒng)成為一體,記錄缺陷并及時(shí)修復(fù)。

（3）系統(tǒng)測(cè)試。通過(guò)黑盒測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證整個(gè)軟件功能性能與需求規(guī)范是否一致。進(jìn)行缺陷記錄并修復(fù)。

3.3 界面測(cè)試

根據(jù) UI /UE 界面規(guī)范和煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界面檢查。如界面設(shè)計(jì)是否友好易用、美觀，計(jì)量單位、色標(biāo)、默認(rèn)值等是否符合煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 功能性測(cè)試

利用仿真調(diào)試器進(jìn)行測(cè)試：根據(jù)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議設(shè)計(jì)測(cè)試用例進(jìn)行測(cè)試。假定監(jiān)控設(shè)備傳感器協(xié)議規(guī)定為：BYTE0 ～ BYTE1:B4HB3HBYTE2:設(shè)備ID，BYTE3～BYTE5:數(shù)據(jù)值，BYTE6 ～ BYTE7:D4HD3H。根據(jù)上層軟件功能考慮分支覆蓋、循環(huán)遍歷、異常處理、內(nèi)存漏洞和條件語(yǔ)句判斷被非法滿足等設(shè)計(jì)合理的測(cè)試用例。將仿真調(diào)試器在 0 ～ 7 字節(jié)間變換每位 , 觀察上層監(jiān)控軟件顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)正確性和實(shí)時(shí)性，協(xié)議數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)上層軟件處理方式。通過(guò)上層軟件發(fā)送控制命令，測(cè)試仿真調(diào)試器上顯示的值是否和上層軟件發(fā)送的控制命令一致。遍歷系統(tǒng)所有類型傳感器，利用黑盒測(cè)試技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)各功能測(cè)試。利用仿真軟件進(jìn)行測(cè)試：運(yùn)行煤礦監(jiān)控軟件和仿真軟件，添加監(jiān)測(cè)設(shè)備和對(duì)應(yīng)傳感器，利用仿真軟件模擬監(jiān)測(cè)設(shè)備各種狀態(tài)和傳感器各種可能值，繼續(xù)添加監(jiān)測(cè)設(shè)備、傳感器，直至達(dá)到系統(tǒng)最大容量。利用黑盒測(cè)試技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)各功能測(cè)試。接入實(shí)際設(shè)備進(jìn)行測(cè)試：在預(yù)期使用環(huán)境下，接入各種監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器進(jìn)行測(cè)試。每種設(shè)備至少接3臺(tái)，測(cè)試監(jiān)測(cè)軟件所有功能。  

3.5 性能測(cè)試

3.5.1 系統(tǒng)自檢系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)接入監(jiān)測(cè)設(shè)備及傳感器分別制造、消除故障，檢測(cè)系統(tǒng)是否能進(jìn)行故障報(bào)警顯示和消除故障報(bào)警顯示。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；調(diào)節(jié)各種設(shè)備及傳感器的值或狀態(tài)，測(cè)試上層軟件采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性 , 將監(jiān)控軟件顯示的值和傳感器值對(duì)比，誤差范圍是否小于 0.3%。

3.5.2 容錯(cuò)處理

制造磁盤讀寫錯(cuò)誤、未連接打印機(jī)進(jìn)行打印、鍵盤誤操作等，檢查系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。

3.5.3 雙機(jī)熱備切換時(shí)間

進(jìn)行手動(dòng)自動(dòng)切換，測(cè)試系統(tǒng)能否正常切換，切換后能否正常運(yùn)行、切換時(shí)間是否<=5min。

3.5.4 傳輸誤差

逐步改變某一被測(cè)量的值，至少取 5 組典型數(shù)據(jù)，根據(jù)|（Ni-Nn）/NN|*100計(jì)算（Ni、Nn 為別為某組數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值、理論值，NN 被測(cè)量的相應(yīng)量程）。

3.5.5 系統(tǒng)巡檢周期

通過(guò)仿真軟件模擬系統(tǒng)容量的所有監(jiān)測(cè)設(shè)備并全部處于在線狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)相同監(jiān)測(cè)設(shè)備和底層設(shè)備通訊的時(shí)間間隔是否<30s。死機(jī)率；系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行 31 天，測(cè)試系統(tǒng)死機(jī)率是否小于1次/720小時(shí)。

3.5.6 多任務(wù)

同時(shí)進(jìn)行打印查詢、鍵盤磁盤操作，測(cè)試系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行。

3.5.7 控制執(zhí)行時(shí)間

在規(guī)定設(shè)備上發(fā)控制命令，用秒表測(cè)量從控制命令發(fā)出至被控設(shè)備發(fā)出響應(yīng)的時(shí)間間隔。誤碼率；主機(jī)運(yùn)行誤碼率測(cè)試軟件，分站運(yùn)行收即發(fā)程序，連續(xù)發(fā)收00～FF并統(tǒng)計(jì)，檢查系統(tǒng)誤碼率是否≤ 10-8 。  

3.6 穩(wěn)定觀察運(yùn)行

穩(wěn)定運(yùn)行系統(tǒng)觀察至少兩周，期間進(jìn)行隨機(jī)性功能抽測(cè)和負(fù)面測(cè)試，如斷開(kāi)設(shè)備連接、中斷網(wǎng)絡(luò)、斷開(kāi)電源等并恢復(fù)，測(cè)試系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。并進(jìn)行缺陷記錄及修復(fù)。

3.7 最終技術(shù)資料審查

檢查所有技術(shù)資料是否有缺漏，內(nèi)容是否完整正確無(wú)錯(cuò)別字。

4 軟件缺陷分析  

統(tǒng)計(jì)分析整個(gè)軟件測(cè)試周期中缺陷記錄，分析缺陷產(chǎn)生原因、分布、集中區(qū)域和發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)這些問(wèn)題原因評(píng)價(jià)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，提出過(guò)程改進(jìn)方案，改善組織軟件能力成熟度。

作者單位

重慶梅安森科技股份有限公司　重慶市 400000