軟件可靠性測試及其實踐(3)

　　運行剖面的構造是一個自頂向下的層次結構。通過不斷細化被測軟件的輸入空間，即從劃分系統模式剖面到功能剖面，直到各功能輸入變量的取值區間在概率空間的劃分，形成最終的運行剖面。這里一個運行如下規定：運行是由完成某一功能的一系列輸入變量的某一取值區間的有序組合。各運行在概率空間的劃分構成運行剖面。

　　測試用例是根據運行剖面生成的，完成對某一功能進行測試，按順序輸入到被測軟件的一系列輸入變量值的有序組合。

　　由于運行剖面描述了完成某一功能輸入變量的取值區間，通過兩次隨機抽樣，可以得到一個測試用例。第一次抽樣選擇運行，第二次抽樣在每一個輸入變量取值區間內隨機抽取輸入變量的具體取值。將其按照測試過程中的輸入順序組合起來形成測試用例。一個測試用例的具體形式如下：

　　3.2　測試運行及數據收集

　　按照上述方法生成了400個測試用例。在一臺配置為Pentium 586 at 133 MHz，內存16 MB，操作系統為Windows 95中文版環境的計算機上，通過手動方式將測試用例輸入到被測軟件，利用一個為配合這種軟件可靠性測試方法而開發的數據輔助收集軟件，采集測試運行的時間與失效信息，包括測試用例序號、測試日期、測試開始時刻、測試結束時刻/失效發生時刻、測試運行時間、累計運行時間、失效現象等。通過測試記錄下了60次失效。收集到的失效數據如表1所示，數據從左至右，從上至下，為每次失效發生的累計運行時間(執行時間)。

　　表1　某軟件可靠性測試失效數據　　　單位：s

　　3.3　可靠性數據分析

　　表1所示失效數據是一組完全失效數據，首先用自行開發的軟件可靠性分析工具(SRAT)對數據進行了趨勢分析，分析表明，軟件的可靠性呈現穩定趨勢，即軟件具有不變的失效率，失效時間服從指數分布。因此可計算失效率和平均失效間隔時間分別為：

　　λ=總失效數/總運行時間=60/21 783.7=0.002 75(失效數/s);MTBF=1/λ=363 s。

　　事實上，在測試中，每次失效發生后，并沒有對軟件進行失效糾正，因此，失效率應該是不變的，數據分析結果也驗證了這一點。分析結果表明，該軟件的可靠性尚需進一步提高。事實上，上述失效數據中，許多失效是由相同的缺陷造成的。如果對相同的失效只考慮首次發生的失效，亦即首次發現就加以糾正的話，軟件的可靠性將得到很大的提高。需要強調的是，該分析結果是在給定的運行剖面下、在給定的運行環境下進行測試得到的分析結果。不同的運行剖面，不同的運行環境(如不同的機器速度)會得到不同的可靠性估計。另外，所收集的失效時間數據的類型也會影響數據分析的結果。

　　4　結論

　　軟件可靠性測試是面向可靠性要求的測試，是軟件可靠性工程中的一項重要工作，它能有效地發現影響軟件可靠性的缺陷，通過軟件可靠性測試，可以有效地實現軟件可靠性的增長，估計軟件的可靠性水平，驗證軟件可靠性是否達到要求。但是對于軟件可靠性測試的困難和局限性，也應有充分的認識。

　　(1) 軟件可靠性測試是一項高投入的測試工作：進行軟件可靠性測試必須要了解軟件過去的使用歷史，或估計可能的使用，構造軟件的運行剖面，準備測試環境，且要進行大量的測試運行。

　　(2) 軟件可靠性測試不能代替其他測試和驗證方法：從有效發現缺陷角度出發，軟件可靠性測試可能不是最有效的方法，必須結合其他的測試和驗證方法、手段發現軟件中存在的各種缺陷。

　　(3) 難以驗證具有極高可靠性要求的軟件：對于有極高可靠性要求的軟件，如失效率為10-9，用軟件可靠性測試的方法進行驗證所需的時間是不切合實際的，必須采用如形式化驗證等方法來加以解決。

　　參考文獻

　　1、Michael　L,ed..Handbook of Software Reliability Engineering.McGraw Hill and IEEE Computer Society Press,1996

　　2、陸民燕.軟件可靠性增長測試的研究.航空學報，1995,16

　　3、陳雪松.軟件可靠性測試技術研究:[碩士論文].北京航空航天大學，1997

　　4、GB/T 11457-89:中華人民共和國國家標準——軟件工程術語

原文轉自：http://www.uml.org.cn/Test/200807176.asp