什么是可靠性测试？(示例)
Thomas Hamilton 什么是可靠性测试？
可靠性测试是一种软件测试过程，用于检查软件是否能在特定环境中在规定时间内无故障运行。可靠性测试的目的是确保软件产品无缺陷，并且对其预期用途足够可靠。
可靠性意味着“产生相同的结果”，换言之，“可靠”一词意味着某物是可信赖的，并且每次都会给出相同的结果。可靠性测试也是如此。
可靠性测试示例
一台商店里的电脑在八小时内不崩溃的概率是99%；这被称为可靠性。
可靠性测试可分为三个部分：
- 建模
- 测量
- 改进
以下是计算故障概率的公式。
Probability = Number of failing cases/ Total number of cases under consideration
影响软件可靠性的因素
- 软件中存在的故障数量
- 用户操作系统的方式
可靠性测试是提高软件质量的关键之一。此测试有助于发现软件设计和功能中的许多问题。
可靠性测试的主要目的是检查软件是否满足客户的可靠性要求。
可靠性测试将在多个级别执行。复杂系统将在单元、组件、子系统和系统级别进行测试。
为什么要进行可靠性测试？
进行可靠性测试是为了测试软件在给定条件下的性能。
执行可靠性测试的目标是：
- 找出重复故障的结构。
- 找出在规定时间内发生的故障数量。
- 找出故障的主要原因。
- 在修复缺陷后，对软件应用程序的各种模块进行性能测试。
产品发布后，我们也可以尽量减少缺陷发生的可能性，从而提高软件可靠性。一些对此有用的工具包括：趋势分析、正交缺陷分类和形式化方法等。
可靠性测试的类型
功能测试：-
功能测试检查软件提供的功能，并按以下步骤进行：-
- 软件中的每个操作至少执行一次。
- 减少两个操作之间的交互。
- 必须检查每个操作是否正确执行。
负载测试：-
通常，软件在流程开始时表现良好，之后性能会开始下降。进行负载测试是为了检查软件在最大工作负载下的性能。
回归测试：-
回归测试主要用于检查是否由于修复以前的错误而引入了任何新的错误。在软件功能及其功能发生每次更改或更新后进行回归测试。
如何进行可靠性测试
与其他类型的测试相比，可靠性测试成本较高。因此，在进行可靠性测试时需要进行适当的规划和管理。这包括要实施的测试过程、测试环境数据、测试计划、测试点等。
开始可靠性测试时，测试人员必须注意以下事项：
- 设定可靠性目标
- 制定操作配置文件
- 计划并执行测试
- 利用测试结果来指导决策
正如我们之前讨论的，可靠性测试分为三个类别：建模、测量和改进。
可靠性测试涉及的关键参数是：-
- 无故障运行的概率
- 无故障运行的时间长度
- 执行环境
步骤 1) 建模
软件建模技术可分为两个子类别
1. 预测建模
2. 估算建模
- 通过应用合适的模型可以获得有意义的结果。
- 可以进行假设和抽象来简化问题，并且没有一个单一模型适用于所有情况。两种模型的主要区别在于：-
| 问题 | 预测模型 | 估算模型 |
|---|---|---|
| 数据参考 | 它使用历史数据 | 它使用软件开发中的当前数据。 |
| 在开发周期中使用时 | 它通常在开发或测试阶段之前创建。 | 它通常在软件开发生命周期的后期使用。 |
| 时间范围 | 它将预测未来的可靠性。 | 它将预测现在或将来的可靠性。 |
步骤 2) 测量
软件可靠性无法直接测量；因此，会考虑其他相关因素来估计软件可靠性。当前软件可靠性测量的实践分为四类：-
测量 1：产品指标
产品指标是 4 种指标的组合
- 软件大小：– 代码行数 (LOC) 是一种直观的初始方法，用于测量软件的大小。此指标只计算源代码，不计算注释和其他非可执行语句。
- 功能点指标：功能点指标是测量软件开发功能的方法。它会考虑输入、输出、主文件等的计数。它测量提供给用户的功能，并且独立于编程语言。
- 复杂性与软件可靠性直接相关，因此表示复杂性很重要。面向复杂性的指标通过将代码简化为图形表示来确定程序的控制结构复杂性。
- 测试覆盖率指标：- 它是一种通过完成软件产品测试来估算故障和可靠性的方法。软件可靠性意味着它是一种确定系统已完全验证和测试的功能。
测量 2：项目管理指标
- 研究人员已经意识到，良好的管理可以带来更好的产品。
- 通过使用更好的开发、风险管理和配置管理流程，良好的管理可以实现更高的可靠性。
测量 3：过程指标
产品质量与过程直接相关。过程指标可用于估计、监控和改进软件的可靠性和质量。
测量 4：故障和失效指标
故障和失效指标主要用于检查系统是否完全无故障。为了实现此目标，会收集、总结和分析在测试过程中（即交付前）发现的故障以及用户在交付后报告的失效。
软件可靠性以平均无故障时间 (MTBF) 来衡量。MTBF 包括
- 平均失效时间 (MTTF)：它是两次连续失效之间的时间差。
- 平均修复时间 (MTTR)：它是修复故障所需的时间。
MTBF = MTTF + MTTR
良好软件的可靠性是一个介于0和1之间的数字。
当程序中的错误或缺陷被移除时，可靠性会增加。
步骤 3) 改进
改进完全取决于应用程序或系统出现的问题，或者软件的特性。根据软件模块的复杂性，改进方式也会有所不同。时间和预算这两个主要限制将限制软件可靠性改进的努力。
可靠性测试的示例方法
可靠性测试旨在在系统部署之前对应用程序进行演练，以发现并消除故障。
可靠性测试主要有三种方法
- 重测信度
- 平行形式信度
- 决策一致性
下面我们尝试用一个例子来解释这些。
重测信度
为了估计重测信度，一组受试者将在几天或几周后再次进行测试过程。时间应该足够短，以便能够评估受试者在该领域的技能。两次不同测试中受试者得分之间的关系通过统计相关性来估计。这种类型的信度表明了测试在不同时间产生稳定、一致分数的程度。
平行形式信度
许多考试都有多种格式的试卷，这些平行形式的考试提供了安全性。平行形式的信度通过将两种形式的考试同时对同一组考生进行管理来估计。考生的两份试卷分数进行关联，以确定两种试卷形式的功能相似程度。此信度估计衡量了考生分数在不同试卷形式之间的一致性程度。
决策一致性
在进行重测信度和平行形式信度测试后，我们将得到考生通过或未通过的结果。此分类决策的信度在决策一致性信度中进行估计。
可靠性测试的重要性
为了提高软件产品和过程的性能，需要对可靠性进行全面评估。测试软件可靠性将在很大程度上帮助软件经理和从业人员。
通过测试检查软件的可靠性：-
- 应在较长时间内执行大量测试用例，以确定软件无故障执行的时间。
- 测试用例分布应与软件的实际或计划操作配置文件相匹配。软件功能的执行频率越高，分配给该功能或子集的测试用例百分比就越大。
可靠性测试工具
一些用于软件可靠性的可靠性测试工具是
1. WEIBULL++：- 可靠性寿命数据分析
2. RGA：- 可靠性增长分析
3. RCM：- 以可靠性为中心的维护
摘要
可靠性测试是可靠性工程计划的重要组成部分。更确切地说，它是可靠性工程计划的灵魂。此外，可靠性测试主要旨在在软件测试期间发现特定的故障模式和其他问题。
在软件工程中，可靠性测试可分为三个部分：
- 建模
- 测量
- 改进
影响软件可靠性的因素
- 软件中存在的故障数量
- 用户操作系统的方式
