适用场景:考试复习资料总结,编程学习资料总结,技术培训材料总结
演讲要点:调试步骤分析,错误定位注意事项,修改错误原则
行文逻辑:识别错误→定位错误→修改错误→回归测试
3.4 软件的调试
考点7 软件调试的基本概念
考试链接:
考点7在笔试考试中,是一个经常考查的内容,在笔试考试中出现的几率为70%,主要是以选择题的形式出现,分值为2分,此考点为重点识记内容,读者应该识记软件调试的概念。
误区警示:
程序经调试改错后还应进行再测试,因为经调试后有可能产生新的错误,而且测试是贯穿生命周期的整个过程。
在对程序进行了成功的测试之后将进入程序调试(通常称debug,即排错)。程序的调试任务是诊断和改正程序中的错误。调试主要在开发阶段进行。
程序调试活动由两部分组成,一是根据错误的迹象确定程序中错误的确切性质、原因和位置;二是对程序进行修改,排除这个错误。程序调试的基本步骤:
(1)错误定位。从错误的外部表现形式入手,研究有关部分的程序,确定程序中出错位置,找出错误的内在原因;
(2)修改设计和代码,以排除错误;
(3)进行回归测试,防止引进新的错误。
调试原则可以从以下两个方面考虑:
(1)确定错误的性质和位置时的注意事项
分析思考与错误征兆有关的信息;避开死胡同;只把调试工具当作辅助手段来使用;避免用试探法,最多只能把它当作最后手段。
(2)修改错误原则
在出现错误的地方,很可能有别的错误;修改错误的一个常见失误是只修改了这个错误的征兆或这个错误的表现,而没有修改错误本身;注意修正一个错误的同时有可能会引入新的错误;修改错误的过程将迫使人们暂时回到程序设计阶段;修改源代码程序,不要改变目标代码。
疑难解答:软件测试与软件调试有何不同?
软件测试是尽可能多地发现软件中的错误,而软件调试的任务是诊断和改正程序中的错误。软件测试贯穿整个软件生命周期,调试主要在开发阶段。
适用场景:课程设计项目总结,教学评估报告,技术培训材料
演讲要点:程序设计问题解决,系统结构优化分析,团队协作经验提炼
行文逻辑:调试软件→解决程序问题→优化系统结构→提升团队协作→总结设计经验
整个设计通过了软件和硬件上的调试。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题,在实际设计中才发现,书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的,所以有些问题不但要深入地理解,而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决,而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。对于教材管理系统,其程序是比较简单的,主要是解决程序设计中的问题,而程序设计是一个很灵活的东西,它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力,它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。很多子程序是可以借鉴书本上的,但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在,这需要对系统的结构很熟悉。因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合,二者是密不可分的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣,我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次,这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性,只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。另外在课程设计的过程中,当我们碰到不明白的问题时,指导老师总是耐心的讲解,给我们的设计以极大的帮助,使我们获益匪浅。
因此非常感谢老师的教导。通过这次设计,我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义,学会了坚持、耐心和努力,这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名软件工程专业的学生,这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多,很多基础的东西都还没有很好的掌握,觉得很难,也没有很有效的办法通过自身去理解,但是靠着这一个多礼拜的“学习”,在小组同学的`帮助和讲解下,渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣,自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。
我认为这个收获应该说是相当大的。一开始我们从参考书上找来了课题,但是毕竟是参考书,做到后来发现很多程序都是不完整的,这让我们伤透了脑筋。看着别的小组都弄得有模有样了,可是我们连一个课题都还没有定好。好不容易又找到了课题,可是结果还是很不尽人意。程序接线什么的都弄好了,调试也没有问题,可是就是无法达到预期想要的结果。
参考书毕竟只是一个参考,设计这种东西最后还是要靠自己动脑筋。然后我们大家一起齐心协力,从平时做的实验﹑老师上课的举例﹑书本上的知识以及老师的辅导和其他同学的帮助下终于完成了。应该说这是通过我们小组成员的共同努力和动脑完成的,虽然内容并不是很复杂,但是我们觉得设计的过程相当重要,学到了很多,收获了很多。我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程,但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。小组人员的配合﹑相处,以及自身的动脑和努力,都是以后工作中需要的。
所以我认为这次的课程设计意义很深,和其他4位同学的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快,另外还要感谢老师的耐心辅导。
设计中运用了科学工程计算软件,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。
由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。
这次设计的目的是掌握机械设计规律,综合运用学过的知识,通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到,有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力,全面的应用在实际中,还有待于提高水平。
虽然它可能不是良好、优秀,但是既然教学环节、课程设计目的已经达到,那么这次设计做的就是完全合格的。当然还受软件的熟悉,运用程度的影响,所有这些必须得参加实践,接触实际工程设计中才能提高。带轮,齿轮,轴,轴承这些关键的设计计算都达到合格。通过这次课程设计,感到机械设计综合了力学,公差,材料,制图等学科的知识,要好了这些功课,才能做好机械设计。
适用场景:项目开发总结、软件质量评估、技术培训材料
演讲要点:系统测试流程优化、测试方法改进、调试技术提升
行文逻辑:设计测试方案→执行测试→分析测试结果→优化调试方法
7.5.3系统测试和调试
1.系统测试的意义及目的
系统测试是为了发现错误而执行程序的过程,成功的测试是发现了至今尚未发现的错误的测试。
测试的目的就是希望能以最少的人力和时间发现潜在的各种错误和缺陷。应根据开发各阶段的需求、设计等文档或程序的内部结构精心设计测试实例,并利用这些实例来运行程序,以便发现错误。信息系统测试应包括软件测试、硬件测试和网络测试。硬件测试、网络测试可以根据具体的性能指标来进行,此处所说的测试更多的是指软件测试。
系统测试是保证系统质量和可靠性的关键步骤,是对系统开发过程中的系统分析、系统设计和实施的最后复查。根据测试的概念和目的,在进行信息系统测试时应遵循以下基本原则:
·应尽早并不断地进行测试。测试不是在应用系统开发完之后才开始进行的。由于原始问题的复杂性、开发各阶段的多样性以及参加人员之间的协调等因素,使得在开发各个阶段都有可能出现的错误。因此,测试应贯穿在开发的各个阶段,尽早纠正错误,消除隐患。
·测试工作应该避免由原开发软件的人或小组承担,一方面,开发人员往往不愿否认自己的工作,总认为自己开发的软件没有错误;另一方面,开发人员的错误很难由本人测试出来,很容易根据自己编程的思路来制定测试思路,具有局限性。测试工作由专门人员来承担会更客观,更有效。
·设计测试方案的时候,不仅要确定输入数据,而且要根据系统功能确定预期输出结果。将实际输出结果与预期结果进行比较就能发现测试对象是否正确。
·在设计测试实例时,不仅要设计有效合理的输入条件,也要包含不合理、失效的输入条件。测试的时候,人们往往习惯按照合理的、正常的情况进行测试,而忽略了对异常、不合理、意想不到的情况进行测试,而这些可能就是隐患。
·在测试程序时,不仅要检验程序是否做了该做的事,还要检验程序是否做了不该做的事。多余的工作会带来副作用,影响程序的效率,有时会带来潜在的危害或错误。
·严格按照测试计划来进行,避免测试的随意性。测试计划应包括测试内容、进度安排、人员安排、测试环境、测试工具和测试资料等。严格按照测试计划进行测试可以保证进度,使各方面都得以协调进行。
·妥善保存测试计划和测试例子,将其作为软件文档的组成部分,为维护提供方便。
·测试例子应是精心设计出来的,可以为重新测试或追加测试提供方便。当纠正错误、系统功能扩充后,都需要重新开始测试,而这些工作重复性很高,可以利用以前的测试例子,或在其基础上修改,然后进行测试。
2.测试过程
测试是开发过程中一个独立且非常重要的阶段,测试过程基本上与开发过程平行进行。
一个规范化的测试过程通常包括以下基本的测试活动。
(1)拟定测试计划。在制定测试计划时,要充分考虑整个项目的开发时间和开发进度以及一些人为因素和客观条件等,使得测试计划是可行的。测试计划的内容主要有:测试的内容、进度安排、测试所需的环境和条件、测试培训安排等。
(2)编制测试大纲。测试大纲是测试的依据。它明确详尽地规定了在测试中针对系统的每一项功能或特性所必须完成的基本测试项目和完成测试的标准。
(3)根据测试大纲设计和生成测试例子。在设计测试例子的时候,可综合利用前面介绍的测试例子和设计技术,产生测试设计说明文档,其内容主要有被测项目、输入数据、
测试过程、预期输出结果等。
(4)实施测试。测试的实施阶段是由一系列的测试周期组成的。在每个测试周期中,测试人员和开发人员将依据预先编制好的测试大纲和准备好的测试例子,对被测软件或设备进行完整的测试。
(5)生成测试报告。测试完成后,要形成相应的测试报告,主要对测试进行概要说明,列出测试的结论,指出缺陷和错误。另外,给出一些建议,如可采用的修改方法,各项修改预计的工作量及修改的负责人员。
3.测试策略和测试方法
软件测试方法分人工测试和机器测试。
1)人工测试
人工测试指的是采用人工方式进行测试,目的是通过对程序静态结构的检查,找出编译时不能发现的错误。经验表明,组织良好的人工测试可以发现程序中30%~70%的编码和逻辑设计错误。
人工测试又称为代码审查,其内容包括检查代码和设计是否一致,检查代码逻辑表达是否正确和完整,检查代码结构是否合理等。主要有3种方法。
·个人复查:指程序员本人对程序进行检查。由于心理上的原因和思维惯性的影响,对自己的错误一般不容易发现,对功能理解的错误更不可能纠正。因此,这种方法主要针对小规模程序,效率不高。
·抽查:通常由3~5人组成测试小组,测试人员应是没有参加该项目开发的有经验的程序设计人员。在抽查之前,应先阅读相关的软件资料和源程序,然后由测试
人员扮演计算机的角色,将一批有代表性的测试数据沿程序的逻辑走一遍,监视程序的执行情况。人工检测程序很慢,只能选择少量简单的例子。
·会审。测试人员的构成与抽查类似。在会审之前,测试人员应该充分阅读相关资料,比如系统分析说明书、系统设计说明书、源程序等。测试人员应尽可能多地列出典型错误。在会审时,由编程人员逐句讲解程序,测试人员逐个审查、提问。通过这种方式,往往可能使编程人员发现自己以前没有意识到的错误,使问题暴露=会审后,要将发现的问题登记、分析、归类。
·代码复审应该在被测软件编译成功之后。编译都不通过的软件,当然谈不上复审。在复审期间,应保证有足够的时间,让测试小组对问题进行充分的讨论,这样才能有效地提高测试效率,避免出错。
2)机器测试
机器测试是把设计好的测试例子作用于被测程序,比较测试结果和预期结果是否一致。如果不一致,就说明可能存在错误。机器测试只能发现错误的症状,无法对问题进行定位。
机器测试分为黑盒测试和白盒测试两种。
(1)黑盒测试也称为功能测试。将软件看成黑盒子,在完全不考虑软件内部结构和特性的情况下,测试软件的外部特性。进行黑盒测试主要是为了发现以下几类错误:
·是否有错误的功能或遗漏的功能?
·界面是否有误?输入是否正确接收?输出是否正确?
·是否有数据结构或外部数据库访问错误?
·性能是否能够接受?
·是否有初始化或终止性错误?
(2)白盒测试也称为结构测试。将软件看成透明的白盒。根据程序的内部结构和逻辑来设计测试例子,对程序的路径和过程进行测试,检查是否满足设计的要求。其原则是:
·程序模块中的所有独立路径至少执行一次。
·在所有的逻辑判断中,取“真”和取“假”的两种情况至少都要执行一次。·每个循环都应在边界条件和一般条件下各执行一次。
·测试程序内部数据结构的有效性等。
4.软件测试步骤
软件测试实际上可分成4步进行。
1)单元测试‘
单元测试也称为模块测试,在模块编写完成且无编译错误后就可以进行。如果选用机器测试,一般用白盒测试法,多个模块可以同时进行。
测试一个模块时需要编写一个驱动模块和若干个桩(stub)模块。驱动模块的功能是向被测试模块提供测试数据,驱动被测模块,并从被测模块中接收测试结果。桩模块的功能是模拟被测模块所调用的子模块,它接收被测模块的调用,检验调用参数,模拟被调用的子模块功能,把结果送回被测模块。
2)组装测试
组装测试也称为集成测试,就是把模块按系统设计说明书的要求组合起来进行测试。
即使所有模块都通过了测试,但在组装之后,仍可能会出现问题:穿过模块的数据被丢失;一个模块的功能对其他模块造成有害的影响;各个模块组装起来没有达到预期的功能;全局数据结构出现问题;另外,对于单个模块来说其误差可以接受,但模块组合后,可能会出现误差累积,最后到不能接受的程度,所以需要组装测试。
通常,组装测试有两种方法:一种是分别测试各个模块,再把这些模块组合起来进行整体测试,即非增量式集成;另一种是把下一个要测试的模块组合到已测试好的模块中,测试完后再将下一个需要测试的模块组合起来,进行测试,逐步把所有模块组合在一起,并完成测试,即增量式集成。非增量式集成可以对模块进行并行测试,能充分利用人力,并加快工程进度。但这种方法容易混乱,出现错误不容易查找和定位。增量式测试的范围逐步扩大,错误容易定位,而且已测试的模块可在新的条件下再测试,使测试更彻底。
3)确认测试
经过组装测试之后,软件就被集成起来,接口方面的问题已经解决,将进入软件测试的最后一个环节——确认测试。确认测试的任务就是进一步检查软件的功能和性能是否与用户要求的一致。系统方案说明书描述了用户对软件的要求,所以是软件有效性验证的标准,也是确认测试的基础。
确认测试,首先要进行有效性测试以及软件配置审查,然后进行验收测试和安装测试,经过管理部门的认可和专家鉴定后,软件即可交给用户使用。
4)系统测试
系统测试是将已经确认的软件、计算机硬件、外设和网络等其他因素结合在一起,进行信息系统的各种组装测试和确认测试,其目的是通过与系统的需求相比较,发现所开发的系统与用户需求不符或矛盾的地方。系统测试是根据系统方案说明书来设计测试例子的,常见的系统测试主要有恢复测试、安全性测试、强度测试、性能测试、可靠性测试、安装测试。
5.调试’
调试的任务就是根据测试时发现的错误,找出原因和具体的位置,进行改正。调试工作主要由程序开发人员来进行,谁开发的程序就由谁来进行调试。
目前常用的调试方法有如下几种:
·试探法。调试人员分析错误的症状,猜测问题的所在位置,利用在程序中设置输出
语句,分析寄存器和存储器的内容等手段来获得错误的线索,一步步地试探和分析出错误所在。这种方法效率很低,适合于结构比较简单的程序。
·回溯法。调试人员从发现错误症状的位置开始,人工沿着程序的控制流程往回跟踪代码,直到找出错误根源为止。这种方法适合于小型程序,对于大规模程序,由于其需要回溯的路径太多而变得不可操作。
·对分查找法。这种方法主要用来缩小错误的范围,如果已经知道程序中的变量在若干位置的正确取值,可以在这些位置上给这些变量以正确值,观察程序运行的输出结果。如果没有发现问题,则说明从赋予变量一个正确值开始到输出结果之间的程序没有错,问题可能出在除此之外的程序中,否则错误就在所考察的这部分程序中,对含有错误的程序段再使用这种方法,直到把故障范围缩小到比较容易诊断为止。
·归纳法。归纳法就是从测试所暴露的问题出发,收集所有正确或不正确的数据,分析它们之间的关系,提出假设的错误原因,用这些数据来证明或反驳,从而查出错误所在。
·演绎法。根据测试结果,列出所有可能的错误原因。分析已有的数据,排除不可能和彼此矛盾的原因。对余下的原因,选择可能性最大的,利用已有的数据完善该假设,使假设更具体。用假设来解释所有的原始测试结果,如果能解释这一切,则假设得以证实,也就找出了错误;否则,要么是假设不完备或不成立,要么有多个错误同时存在,需要重新分析,提出新的假设,直到发现错误为止。