软件测试中的测不准原理

1.测不准原理

1927年，德国物理学家海森堡，首先提出了量子力学中的不确定性。即在一个量子力学系统中，一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定。这就是著名的测不准原理。

基于海森堡的测不准原理，推广之，对任何系统，加入了观测后，必然会对系统产生或多或少的影响。或者说，如果你要观测一个系统，严格意义上说，它就不是原来的系统了。

如何既要对系统进行观测，又要对系统影响最小？

2.软件测试方法

软件的测试方法有黑盒测试和白盒测试。

黑盒测试，这种测试不需要了解软件的内部构造，是从用户的角度对程序进行的测试，只知道程序的输入、输出和系统的功能就可以。包括功能测试、系统测试、极限测试和性能测试。

白盒测试，也称结构测试、逻辑驱动测试或基于程序本身的测试。测试者需要了解待测试程序的内部结构、算法等信息，这是从程序设计者的角度对程序进行的测试。

传统的白盒测试方法：

• 单步测试方法

也就是用集成开发环境(IDE，如VC，Eclipse等)进行单步调试，可以在语句级、函数级、对象级进行单步调试。使用JUnit也属于单步调试的范畴，只是粒度在函数级，属于单元测试，本质并没有太大的变化。 这种方法中，代码并不是“真实”地运行，代码总是要走走停停，运行一段程序或一条代码，之后停止下来观察运行结果。这个测试方法对系统影响很大，不适合系统性能的测试，适合功能级的测试。

• 日志测试方法

也就是在关键代码中大量嵌入printf语句，输出日志或直接显示，之后分析日志。在linux中总是用种方法。这种测试，代码是在真实地运行，不仅能调试功能，也能测试软件的性能，但是在代码中要大量嵌入printf语句，影响了软件的性能，但这种测试，与单步调试相比，对系统性能影响较小。

在日志测试方法中，代码不用停止，代码在运行到有printf语句的地方会打印日志，事后我们要分析日志，以了解代码的运行状况，如从日志中可以知道发生了什么错误、程序运行状况等。这种方法，有点类似飞机的黑盒子，是事后的分析与处理。这是一种被动的对系统的观测方式。

• 断言测试方法

还有一种叫断言测试方法，也叫基于DBC的测试，程序员对函数或变量进行预测，并插入断言语句来判断是否符合你的预测，但要加入大量的断言语句，断言的输出可以显示或记入日志中。这是一种主动的对系统的观测方法。可以测试软件系统的性能。

3.QS测试方法

QP(Quantum Platform量子平台)【1】中的QS(Quantum Spy)是断言方法和日志方法两者的结合。

QS测试方法是，在目标板中进行事件记录，记录内容放到RAM中缓冲，之后，在目标板程序运行的空闲时间，通过串口或UDP协议，把RAM缓存的内容传送到上位机(PC机) ，上位机事后对事件进行分析，检查程序的运行正确与否。QS把记录事件与传送事件分离，并且，传送的数据是压缩格式的。

QS的软件测试方法不用单步调试方法，也不用printf语句，但严格地说它是属于断言测试和日志测试两者的结合，需要在关键部分嵌入测试代码宏，但是QS实现的测试结构性更好，不像printf语句那么零碎和任意放置。

QS是基于QP框架的，在关键代码中加入测试代码模块，对事件的监测是动态可变的，可以通过两层事件过滤机制对需要监测的事件进行动态变更，屏蔽不需要观测的事件。

新版的QS加入了事件注入机制，可以主动发起特定的事件，观测系统对这个事件的反应结果。这是一种主动的测试方式，对系统影响也比较小。

QS不仅可以测试程序的功能，而且能很好地测试程序的性能，很好地实现了对系统进行测试，并对系统影响最小。

参考：
【1】QP:http://www.state-machine.com

原标题：软件测试中的测不准原理

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