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面向软件可靠性的性能测试方法研究与应用

作　者: 伍小荟
导　师: 杨根兴；孙敦旭
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 软件测试软件性能测试软件可靠性软件可靠性工程
分类号: TP311.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着计算机技术迅速发展,软件在人们的经济和生活等方面的应用越来越广泛和深入,其销售量和使用量都逐年呈几何级数增长,软件的应用已渗透到我们生活的方方面面。然而随着软件的规模越来越大,复杂性急剧提高,软件的失效有可能造成巨大的经济损失,甚至威胁人的生命安全。确保软件产品的质量和可靠性已成为当前软件行业发展的新问题。因此作为保障软件质量和可靠性的重要手段之一,软件测试已经越来越受到软件厂商的重视。而软件性能作为软件质量和可靠性指标的一个重要方面,也成为软件生产厂商和用户关注的重点。随着软件应用的数据量和访问用户量日益增加,无论是软件开发商或最终用户,都要求在上线前能对系统进行科学的性能评价,从而降低产品上线后的性能风险。软件性能测试作为一种衡量和检测软件性能表现的有效方法,可以通过模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。然而传统的性能测试方法,往往只能反应在特定的环境和时间下系统的性能情况,对软件系统持续的性能能力以及后续的扩展能力无法给出明确的评估和预期。软件质量评估没有一个明确的指导,测试者面对一系列的测量指标不知所措。系统版本升级后,以往性能测试数据对后续的测试没有什么指导作用,如此一来,往往因为项目进度,成本等原因导致性能测试项目不能达到预期目标或进度超期。本文首先介绍了软件测试的理论与方法,着重介绍了传统软件性能测试方法及其特点。接着对软件可靠性及可靠性工程研究理论做了介绍。通过对目前传统的软件性能测试不足之处的分析,提出改进措施,对性能测试方法进行改进,提出面向软件可靠性的性能测试方法。在改进后的性能测试方法中引入了可靠性工程理论,通过运行剖面的选择,可靠性指标的确定,使测试前能够合理定义系统的性能和可靠性需求,使测试建立在一系列明智选择的可靠性标准基础上,并建立对应的与真实环境相符的负载模型,利用可靠性增长模型,通过科学的统计分析方法,得出性能测试结果,对系统性能的可扩展性及可靠性进行预判。通过这种测试方法,可以对系统进行有效的自我评估,并采取纠正措施,使软件可靠性在一定的项目资金、进度和资源等条件限制下进行最大的优化。本文主要的工作有以下几点:(1)分析了传统的软件性能测试方法在软件可扩展性和可靠性测试方面存在的不足,针对软件性能测试中存在的四大风险:性能指标模糊;测试方案设计阶段场景设置考虑不全面;需要执行测试的时间无法估计;测试数据利用率低,给出了对应的改进措施。(2)结合软件可靠性工程及软件性能测试的特点,对性能测试方法进行改进,提出了面向软件可靠性的性能测试方法。(3)运用该改进后的测试方法对通信行业管理软件进行性能测试,分析系统性能和可靠性需求,执行测试,生成测试报告,分析性能结果,评估软件的性能和可靠性。(4)利用测试失效数据,运用两种主流可靠性增长模型:基本指数模型和对数泊松模型对软件可靠性进行分析和预测。(5)通过案例应用,可发现改进后的性能测试方法能更有效的对软件性能进行评估,更有助于提前发现高风险的性能瓶颈,对软件可靠性的提升和预判都起到了一定的帮助。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 国内外历史与现状  10-12
  1.3 本文主要研究工作  12-13
  1.4 本文组织结构  13-14
2 软件测试及软件可靠性概述  14-26
  2.1 软件测试  14-17
    2.1.1 软件测试生命周期  14-15
    2.1.2 软件测试分类  15-17
  2.2 软件性能测试  17-20
  2.3 软件可靠性工程  20-22
    2.3.1 软件失效  21
    2.3.2 时间  21-22
    2.3.3 可用性  22
  2.4 软件可靠性模型  22-24
  2.5 软件可靠性测试  24-25
  2.6 本章小结  25-26
3 面向软件可靠性的性能测试方法  26-36
  3.1 软件可靠性  26-28
  3.2 传统性能测试存在的风险  28-29
  3.3 面向可靠性的性能测试方法  29-34
  3.4 改进后的优点  34-35
  3.5 本章小结  35-36
4 案例应用  36-52
  4.1 项目背景  36-37
  4.2 测试目的  37
  4.3 性能指标和可靠性指标需求分析  37-38
  4.4 性能测试功能选择  38-39
  4.5 运行剖面的确定  39-40
  4.6 性能测试准备  40-42
  4.7 执行测试及测试结果分析  42-48
    4.7.1 测试结果  42-47
    4.7.2 测试结果分析  47-48
    4.7.3 性能调优  48
  4.8 可靠性分析及预测  48-49
  4.9 应用总结  49-51
  4.10 本章小结  51-52
5 结论  52-54
  5.1 本文总结  52
  5.2 下一步工作  52-54
参考文献  54-56
致谢  56-57
作者攻读学位期间发表的论文  57-58
附件  58-60

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