【QB轻工标准】 工业用缝纫机数控软件白盒测试规范

ICS61.080
分类号：Y17
备案号：63748-2018
中华人民共和国轻工行业标准
QB/T5275-2018
工业用缝纫机
数控软件白盒测试规范
Industrial sewing machine
Software engineering white-box testing specification2018-05-08发布
中华人民共和国工业和信息化部2018-09-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语**
4白盒测试的模型与方法·
4.1软件质量模型·
4.2白盒测试基本方法
4.3基本内容….
4.4基本职责…
5度量表的要求
5.1度量表的管理
5.2度量表的有效性
5.3度量表的内容
附录A（资料性附录）测试工具的选择附录B（资料性附录）测试项目与指标目
QB/T5275-2018
QB/T5275-2018
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国工业机械电气系统标准化技术委员会缝制机械电气系统分技术委员会（SAC/TC231/SC4）和全国缝制机械标准化技术委员会（SAC/TC152）归口。本标准起草单位：浙江沪龙科技股份有限公司、北京大豪科技股份有限公司、上海鲍麦克斯电子科技有限公司、绵阳市维博电子有限责任公司。本标准主要起草人：钱敏、胡文海、刘峙飞、李杰、赵志勇。本标准为首次发布。
1范围
工业用缝纫机
数控软件自盒测试规范
QB/T5275-2018
本标准规定了工业用缝纫机数控系统在开发阶段实施软件白盒测试的原则、术语和定义。本标准适用于工业用缝纫机各类包含嵌入式软件的数控系统及类似系统。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T8566一2007信息技术软件生存周期过程GB/T8567一2006计算机软件文档编制规范GB/T16260.3一2006软件工程产品质量第3部分：内部度量GB/T28172一2011嵌入式软件质量保证要求3术语
下列术语和定义适用于本文件。3.1
白盒测试whiteboxtest
一种软件测试方法，测试者通过检测软件的内部结构，得出软件的质量数据。3.2
黑盒测试black_boxtest
一种软件测试方法，测试者从用户的角度检测每个功能的使用效果，得出软件的质量数据。3.3
软件单元softwareunit
完成某个特定功能的最基本的程序段。[GB/T8566—2007，定义3.29]
代码走查codereview
软件开发人员与其他相关开发或质量人员一同解读代码和软件结构的过程。3.5
单元测试unittesting
对软件单元进行检查和验证的一种方法，通常使用测试用工具软件驱动被测软件单元运行，确认其特性是否符合设计要求。
集成测试 integrationtesting
在单元测试的基础上，将相关联的软件单元按照设计要求组装成为子系统级别的被测对象，使用桩模块或测试数据驱动被测对象运行，确认被测对象的特性是否符合设计要求。3.7
桩模块stub
为软件测试而编制的函数或模块，专门用于模拟被测试模块所调用的模块与数据，其本身不是软件产品的组成部分。
QB/T5275—2018
圈复杂度cyclomaticcomplexity分析软件单元内部的逻辑路线，计算出独立路径数量，即可得到圈复杂度的值：圈复杂度数值反映了软件单元的逻辑复杂程度。
信息复杂度informationcomplexity分析软件模块扇入（被调用）与扇出（调用）的数量，计算扇入与扇出的乘积，即可得到信息复杂度的值；信息复杂度的数值反映出模块间的关系复杂程度。3.10
数据耦合parametercoupling
一个软件模块调用另一个模块的过程中，完全通过数据参数交换信息，不涉及控制参数或外部变量。3.11
功能耦合functionalcoupling
软件关系中，一个模块直接调用另一个模块时，不涉及模块内外数据参数交换。4白盒测试的模型与方法
4.1软件质量模型
过程利度
内能利度
软件产品
依电费
外配测度
图1软件质量模型框架
软件产品的效用
的属性
使用质量的测度
软件的质量分为外部质量、内部质量，关系模型如图1所示：软件产品在客户端的使用质量依赖于软件的外部质量特征，而外部质量依赖于内部具有的质量特征；使用黑盒测试实施软件的外部度量，用白盒测试实施软件的内部度量：这些测试方法相互关联、相互区别、不可相互替代。本标准遵循GB/T28172一2011的4.1项提出的原则，要求软件开发的组织者在软件的开发阶段，就应该制订质量保证计划，对软件的中间品（设计说明文件、源代码）实施白盒测试。4.2白盒测试基本方法
白盒测试的实施者应熟悉待测试软件的架构和具体设计，从设计人员的角度拟制测试用例，以用例驱动的测试活动来评价软件的代码质量、逻辑质量、设计质量。测试工具的选择见附录A，测试项目与指标见附录B。测试步骤如下：
a)代码走查，包含格式检查、业务检查、算法检查：b)静态分析，包含逻辑分析、数据分析、复杂度分析、耦合分析：c)单元测试，包含功能测试、边界测试：d)集成测试，包含功能测试、边界测试、桩模块测试、进程观察、时间开销测试、内存开销测试。2
4.3基本内容
QB/T5275—2018
软件的内部质量，包含代码的规范性、功能性、可靠性、易理解性、效率、可维护性、可移植性等七个方面：白盒测试就是使用包含以上内容的度量表评价软件内部质量属性，并据此预测产品投入使用时的质量。
4.4基本职责
白盒测试的实施人员，应该是软件的设计人员、维护人员、质量控制人员：项目管理人员有责任评审测试过程的记录、提出针对测量方法的改进要求。以上人员应熟悉软件开发团队或组织的设计规范、具备完整的软件项目设计经验，以上专业人员的专业技能应经过组织考核认可。5度量表的要求
5.1度量表的管理
依据GB/T8567一2006的6.1规定，白盒测试用的度量表是软件测试文档，可以作为测试计划、测试报告的一部分，文件内容与格式应该符合软件开发文档管理要求。不同数控产品的度量表，应根据产品的特征拟定针对性的测试项目。5.2度量表的有效性
使用者应关注度量表每个测试项目的重现性、一致性、可操作性；同时，应依据用户使用的反馈意见、黑盒测试暴露的质量缺陷，定期改进白盒测试度量表，确保测试活动具有提前预防缺陷的作用。关于度量表项目的有效性评价方法，可参考GB/T16260.3一2006的A.2.2规定。5.3度量表的内容
度量表是针对具体的数控软件项目列出测评清单。表1提供的度量表条目不是完全详尽的测试项目也不是具体实施时应全部采用的测试项目：制订具体的度量表时，可参考表1提供的度量表和4.3规定的软件质量内容，针对不同的软件产品和开发过程制订适用的白盒测试度量表。表1度量表项目
度量项目
模块的规范率
代码的规范率
数据的规范率
功能的完成率
算法的准确率
协议的正确率
数据的保护率
依从功能实现
过程错误率
数据容错率
接口容错率
逻辑容错率
错误恢复率
中断服务开销
中断嵌套层级
中断堆栈缓存
n(0≤≤1)
n(0≤n≤1)
n(0≤n1)
n(0≤n≤1)
n(0≤n≤1)
n(0≤≤1)
n(0≤n)
n(0≤n≤1)
n(0≤n≤1)
n(0≤n≤1)免费标准bzxz.net
n(0≤n≤1)
n（≤n)
评判工具
要求与测试方法
符合编程规范的模块在全部模块中的百分比代码走查
代码走查
代码走查
代码走查
代码走查
单元测试
单元测试
单元测试
单元测试
单元测试
单元测试
单元测试
集成测试
集成测试
集成测试
符合编程规范的代码行数在全部代码行中的百分比符合设计任务书的数据定义在全部数据中的百分比对比设计任务功能表，逐项检查模块功能正确的百分比对比算法说明，逐项检查对应代码的理论准确的百分比对比协议说明，逐项测试数据与协议的准确性的百分比对比设计任务书要求，测试数据保护的符合性的百分比对比设计要求的依从性功能，测试符合性的百分比统计测试过程中的错误数与预估错误数的比率逐项检测输入数据超限时的容错保护的百分比逐项检测硬件接口状态非法时，模块容错保护的百分比对比设计状态图，模拟非法逻辑时的恢复功能的百分比逐项测试每种复位时，系统的数据正确性的百分比测试所有中断服务任务，测量每个任务独占CPU的时间分析、模拟最极端的中断嵌套深度对分析、模拟中断现场保护占用的总的最大内存3
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度量项目
主线任务时间
通讯时间开销
交互时间开销
内存/代码空间
自诊断覆盖率
桩模覆盖率
进程可观察性
修改遗漏率
耦合度分析
复杂度分析
硬件适应性
数据适应性
任务适应性
系统适应性
操作的一致性
快捷键定制性
消息的明确性
运行监控性
显示易见性
操作易中断性
n(0≤n≤1)
n(0≤1)
n(0n1)
n(0≤n≤1)
n(0≤≤1)
n(0≤n≤1)
n(0≤n≤1)
n(0≤1)
n(0≤n≤1)
n(0≤≤1)
n(0≤≤1)
n(0≤n≤1)
(0≤n≤1)
（0≤1)
单元测试以代码走查为基础，
（续）
评判工具
硬件测试
集成测试
集成测试
编译仿真
集成测试
集成测试
代码走查
代码走查
代码走查
集成测试
集成测试
集成测试
集成测试
集成测试
集成测试
集成测试
集成测试
集成测试
要求与测试方法
确定主线任务，测量完成一次主线任务占用CPU的时间测量最极端工况下的最大数据量所占用的通讯时间：测量人机交互界面、上电装载界面的最长时间开销测量统计完整的数控软件消耗的内存/代码空间统计具有诊断功能的模块在所有模块中的百分比能使用桩模块模拟测试的模块在所有模块中的百分比能使用测试工具观察到运行进程的软件模块数的百分比统计不同版次间测试提交的错误更改遗漏百分比统计数据耦合、任务耦合的模块比率，分析模块合理性分析圈复杂度、信息流复杂度，分析模块层级的合理性能在不同CPU环境运行、不需要更改的模块数的百分比能适应外部不同数据结构，不需要更改的模块数百分比能适应不同的目标任务，不需要更改的模块数的百分比能在多种软件环境运行，不需更改的模块数的百分比操作行为与系统其他行为相似性的比例操作行为中能定制快捷方式的比例消息通过文字、图形实现自解释的比例在设计要求显示状态总数中，已实现的比例不同功能界面的明晰差异性
未完成操作时，可以中途返回或中断的比例包含有代码走查：集成测试以单元测试为基础，包含有单元测试
A.1测试工具的类别
附录A
（资料性附录）
测试工具的选择
白盒测试的常用工具有代码走查、通用工具、定制工具。QB/T5275—2018
代码走查，就是人工检查每个模块、每段代码是否符合软件设计规范和设计规格书。通用工具，是各种商用或免费的工具软件，能扫描软件工程源码、独立调用运行软件单元。定制工具，是专门开发的软硬件模块，能实时模拟外部条件、能支持待测试的子系统运行。测试时，软件代码不运行的测试为静态测试：需要软件代码运行的测试有单元测试和集成测试。A.2静态测试的工具选择
静态测试，可使用代码走查，统计设计结果的规范性：使用通用工具扫描源代码，分析数据流、调用关系、代码规范性、数据结构一致性、内存与程序空间开销：通过静态测试，可快速定位软件模块在设计阶段的错漏。
A.3单元测试的工具选择
单元测试，可使用通用工具驱动待测试的软件单元运行，设置传递的参数值，检查单元输出的功能、容错设计、数据保护、算法精度是否符合设计任务要求。单元测试中的时间开销、内存管理等项目，则需要使用专用工具进行单元测试。A.4集成测试的工具选择
集成测试，使用定制的专用工具软件，用桩模块模拟外部条件、驱动子系统运行，通过PC终端、示波器、逻辑分析仪等数据采集分析设备观测软件的运行过程。要求在桩模块中制订出完备的测试用例，模拟全部工况，测试出任务系统的时间开销、性能指标、数据恢复、数据吞吐、故障恢复等指标，5
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B.1基本的测试项目
附录B
（资料性附录）
测试项目与指标
为便于理解本标准的具体测试要求，在表B.1中列出了部分测试项目与指标。表1是软件白盒测试的整体要求，是指针性文件；表B.1是测试的具体细节，是作业指导性文件。表B.1基本的测试项目与指标
测试条目
规范性
复杂度分析
耦合度分析
开销测试
性能测试
功能测试
操作性测试
维护性测试
测试内容
工程规范性（函数的格式、功能与版本描述）软件单元（函数）的语句数（不含空行与注释）代码的注释比例
变量的注释比例
变量名的规范性
函数调用的下层函数个数（扇入）函数的形参个数
函数的圈复杂度（每个if条件增加一个复杂度）逻辑判断中，要求对非预期状态处理函数调用中，非数据耦合、非功能耦合的数量同一个外设，被外部函数调用的数量（外设的扇出接口）前、后台共同调用的功能模块数量（多线程的并行调用）数据越界保护（数组下标、循环数、除数、运算饱和）中断嵌套的级数（嵌套级数与硬件、内存关系很大）所有中断服务的时间开销占时间资源的比率主线任务的时间
人机界面的最大响应时间
上电初始化时间
最大通讯数据量的时间开销占时间资源的比率通讯的错误率（连续的最大数据通讯量的条件下）数据的存储读取错误率（连续的最大数据存、写的条件下）内存的开销（最大并行任务条件下）数据的存储入读取时间开销（连续的最大数据存、写的条件下）算法的量化误差测试
设计完成的功能模块统计（对照设计任务书要求的功能数量）依从功能数统计（强制性标准要求的功能）交互界面的图标风格是否一致
交互界面的图标与文字是否可以独立切换API的有效性检测（外部发布的接口函数）与操作系统（或CPU）相关联的模块比率>
技术要求
200行
2（个别特许为2）
0（个别特许为2）
n（建议不大于3）
设定（200ms）
B.2规范性检测
QB/T5275-2018
规范性检测是静态测试，检测依据是团队的软件设计规范。通过代码走查的人工讨论检视函数、语句、变量、注释、版本管理的规范性、准确性、完整性，这是白盒测试的重要步骤，这项测试可以评价软件设计活动是否受控。
B.3功能性测试
人工统计功能模块、算法代码符合设计要求的数量，检查设计要求是否得到严格执行：通过单元测试和集成测试，检查关键的性能指标是否符合设计目标。主要功能和依从性的功能要求的实现率应达到100%。B.4复杂度的分析
复杂度的分析是静态测试，通过人工统计或用工具扫描单元的代码，计算单元的圈复杂度、信息流复杂度；分析复杂度，可评价模块层级划分的合理性，复杂度过高的模块应增加中间模块。B.5耦合度的分析
耦合度的分析是静态测试，采用代码走查的方法分析模块调用的模式；软件设计时应优先采用数据耦合、功能耦合的调用方式，避免使用公共耦合、标记耦合、控制耦合、内容耦合；统计数据耦合、功能耦合的单元总数，其数量在模块调用中的比例越接近100%，说明系统的耦合度管理越优、架构设计越合理。这项指标直接决定了软件设计的可维护性、可靠性、可移植性。B.6性能参数的测试
性能测试属于单元测试和集成测试，其中单一的功能或算法，可使用通用工具测试，观测软件单元的运行是否符合预期；对于复杂的功能、实时算法指标，要求运用桩模块模拟运行外部条件，在产品的软件和硬件环境中逐项测试性能指标。B.7数据吞吐的测试
使用专门的测试模块，模拟数控软件在持续大数据量通讯条件下，测量通讯数据的错误率和时间任务穴余；模拟数控软件对最大量数据的持续存储与读取，测试数据的错误率、存储空间的余度。
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