煤矿监控软件的全面测试
煤矿监控软件的全面测试
文/何玉茹
摘要：提出了煤矿监控系统软件的整个测试过程及过程中各阶段的测试方法,测试中进行缺陷统计及修复，测试结束后分析软件缺陷，根据分析结果优化完善软件开发过程，从而提高煤矿监控软件质量。
【关键词】白盒测试 黑盒测试 测试用例 仿真器 仿真软件
1 煤矿监控软件测试现状
近几年，我国煤矿监控软件迅速发展，但软件测试并未引起重视，许多人对软件测试存在认识误区：（1）软件测试技术含量低，键盘、鼠标操作而已，有计算机基础知识的人均可胜任。（2）软件测试是软件开发完成后由测试人员进行的工作，与程序员无关。（3）软件发布后的质量问题因软件测试把关不严造成。（4）项目进度紧张时可不做少做测试，不紧张时可多做测试。
2 软件测试目的
尽量挖掘软件中错误，对软件做出质量评定。
3 全面的煤矿监控软件测试过程
3.1 静态分析
3.1.1 需求分析阶段
根据用户原始和潜在需求，检查需求分析文档是否正确、完整反映了用户需求 ; 需求说明是否已包括了主要质量属性，是否存在直接相互矛盾的条目等，记录缺陷并修改完善。
3.1.2 设计阶段
检查概要详细设计是否与需求分析一致；设计的程序及模块是否符合系统规范；模块是否具有高内聚低耦合度，是否提供错误检测和恢复机制、考虑非正常情况等，记录缺陷并修改完善。
3.1.3 编码阶段
（1）代码静态分析。采用同行评审，根据软件编码规范、需求设计文档和程序文本标准等，从编码规则、静态质量指标、程序结构等方面对源程序分析、目测，不执行程序，找出源码中错误缺陷，进行记录并修复。
（2）静态质量度量。利用静态代码分析工具测试每千行源代码的错误数、 Line 复杂度、Halstead 复杂度和 McCabe 复杂度 , 根据度量指标修改代码，加强代码模块化程度和可读性、可测试性。
3.2 动态测试
3.2.1 动态测试技术
（1）白盒测试：根据白盒覆盖准则设计测试用例和程序内部结构执行程序，使每个语句、条件分支、控制路径均被测试，检查程序内部活动是否符合设计要求。
（2）墨盒测试：运行软件，测试产品每个功能是否达到预期要求，从用户角度、输入输出数据对应关系，根据程序外部表现特性测试。
3.2.2 动态测试过程
（1）单元测试。采用白盒测试技术，对每个单元模块设计测试用例，运行程序进行测试，记录缺陷并修复，保证每个单元模块能正确运行。
（2）集成测试。采用黑合白盒测试技术，把软件模块逐步组装，边组装边测试，直到整个系统成为一体,记录缺陷并及时修复。
（3）系统测试。通过黑盒测试技术验证整个软件功能性能与需求规范是否一致。进行缺陷记录并修复。
3.3 界面测试
根据 UI /UE 界面规范和煤矿行业标准进行界面检查。如界面设计是否友好易用、美观，计量单位、色标、默认值等是否符合煤矿行业标准。
3.4 功能性测试
利用仿真调试器进行测试：根据数据通讯协议设计测试用例进行测试。假定监控设备传感器协议规定为：BYTE0 ～ BYTE1:B4HB3HBYTE2:设备ID，BYTE3～BYTE5:数据值，BYTE6 ～ BYTE7:D4HD3H。根据上层软件功能考虑分支覆盖、循环遍历、异常处理、内存漏洞和条件语句判断被非法满足等设计合理的测试用例。将仿真调试器在 0 ～ 7 字节间变换每位 , 观察上层监控软件显示的实时数据正确性和实时性，协议数据出错时上层软件处理方式。通过上层软件发送控制命令，测试仿真调试器上显示的值是否和上层软件发送的控制命令一致。遍历系统所有类型传感器，利用黑盒测试技术进行系统各功能测试。利用仿真软件进行测试：运行煤矿监控软件和仿真软件，添加监测设备和对应传感器，利用仿真软件模拟监测设备各种状态和传感器各种可能值，继续添加监测设备、传感器，直至达到系统最大容量。利用黑盒测试技术进行系统各功能测试。接入实际设备进行测试：在预期使用环境下，接入各种监测设备和传感器进行测试。每种设备至少接3台，测试监测软件所有功能。
3.5 性能测试
3.5.1 系统自检系统运行中，对接入监测设备及传感器分别制造、消除故障，检测系统是否能进行故障报警显示和消除故障报警显示。实时数据；调节各种设备及传感器的值或状态，测试上层软件采集实时数据的实时性 , 将监控软件显示的值和传感器值对比，误差范围是否小于 0.3%。
3.5.2 容错处理
制造磁盘读写错误、未连接打印机进行打印、键盘误操作等，检查系统能否正常运行。
3.5.3 双机热备切换时间
进行手动自动切换，测试系统能否正常切换，切换后能否正常运行、切换时间是否<=5min。
3.5.4 传输误差
逐步改变某一被测量的值，至少取 5 组典型数据，根据|（Ni-Nn）/NN|*100计算（Ni、Nn 为别为某组数据实测值、理论值，NN 被测量的相应量程）。
3.5.5 系统巡检周期
通过仿真软件模拟系统容量的所有监测设备并全部处于在线状态，统计相同监测设备和底层设备通讯的时间间隔是否<30s。死机率；系统连续运行 31 天，测试系统死机率是否小于1次/720小时。
3.5.6 多任务
同时进行打印查询、键盘磁盘操作，测试系统是否能正常运行。
3.5.7 控制执行时间
在规定设备上发控制命令，用秒表测量从控制命令发出至被控设备发出响应的时间间隔。误码率；主机运行误码率测试软件，分站运行收即发程序，连续发收00～FF并统计，检查系统误码率是否≤ 10-8 。
3.6 稳定观察运行
稳定运行系统观察至少两周，期间进行随机性功能抽测和负面测试，如断开设备连接、中断网络、断开电源等并恢复，测试系统能否正常运行。并进行缺陷记录及修复。
3.7 最终技术资料审查
检查所有技术资料是否有缺漏，内容是否完整正确无错别字。
4 软件缺陷分析
统计分析整个软件测试周期中缺陷记录，分析缺陷产生原因、分布、集中区域和发展趋势，根据这些问题原因评价软件开发过程，提出过程改进方案，改善组织软件能力成熟度。
作者单位
重庆梅安森科技股份有限公司 重庆市 400000
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