趙鴻劍 梁 毅

（中國藥科大學(xué)國際醫(yī)藥商學(xué)院，江蘇南京210009）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在各行各業(yè)中扮演著越來越重要的角色，其在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用同樣如此。從最初簡單的辦公輔助作用，到如今滲透到設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、倉儲、運(yùn)輸、銷售等整個醫(yī)藥供應(yīng)鏈的每個環(huán)節(jié)，人們通過利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的性能，有力推動了醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展壯大。然而，在享受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供便利的同時，人們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識到，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用實(shí)際上對使用者提出了更高的要求，一方面操作者需要具有較多的相關(guān)知識儲備以及完善的培訓(xùn)資歷，以操控不同類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；另一方面，要求使用者或者該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正隱藏在系統(tǒng)中的問題，避免給企業(yè)造成巨大的損失。

由于各個企業(yè)的專業(yè)人員的配備情況不同，對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識的掌握程度也不盡相同，特別是對于一些中小型醫(yī)藥企業(yè)來說，完成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的驗(yàn)證相對要困難一些。一般來說，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包括硬件和軟件2個部分。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)質(zhì)上是一種基本的核實(shí)活動，關(guān)注的重點(diǎn)在于識別和糾正缺陷，同時證明該系統(tǒng)能夠滿足要求。

與計(jì)算機(jī)硬件部分的驗(yàn)證不同，軟件部分的驗(yàn)證更多地要考慮功能測試和需求測試。針對我國醫(yī)藥企業(yè)很少配備專門的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證人才的情況，本文就計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中較為重要的軟件系統(tǒng)的測試提供一些思路，以供探討。

1 相關(guān)概念導(dǎo)入

首先應(yīng)該了解什么是測試，可以簡單地理解測試就是找錯誤，具體是指發(fā)現(xiàn)并指出軟件（包含軟件經(jīng)過建模、需求、設(shè)計(jì)等階段所產(chǎn)生的大量輸出工件）中存在的缺陷的過程。這個過程指明和標(biāo)注了問題存在的正確位置，詳細(xì)記錄導(dǎo)致問題出現(xiàn)的操作步驟，并及時儲存當(dāng)時的錯誤狀態(tài)，以上組合在一起便于能夠準(zhǔn)確再現(xiàn)測試后存在的問題。

通常在軟件測試中一般分為2類：黑盒測試和白盒測試。

黑盒測試，也稱功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動測試，顧名思義是將被測程序當(dāng)作一個不知道內(nèi)容的黑盒子，在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能的基礎(chǔ)上，通過測試來檢測每個功能是否能夠正常使用，是一種從用戶觀點(diǎn)出發(fā)的測試方法。

白盒測試，也稱結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動測試，測試人員知道產(chǎn)品內(nèi)部工作過程后，通過測試來檢測產(chǎn)品內(nèi)部動作是否按照規(guī)格說明書的要求來運(yùn)行，目的在于檢驗(yàn)程序的每條通路是否按照要求正常工作，而較少考慮它的功能。由于此種測試深入到了代碼級別，對代碼知識掌握程度的要求比較高，這種測試主要以代碼開發(fā)人員為主。

由于黑盒測試相對于白盒測試來說，更加注重對于軟件功能方面的測試，而且著重考慮了用戶需求，因此對于中小型醫(yī)藥企業(yè)來說，將其引入軟件驗(yàn)證中更為符合實(shí)際情況。

2 黑盒測試的特點(diǎn)和目的

2.1 黑盒測試的特點(diǎn)

黑盒測試根據(jù)其定義，可將其特點(diǎn)歸納如下：

（1）測試人員不需要了解程序內(nèi)部的代碼與實(shí)現(xiàn)；

（2）測試用例設(shè)計(jì)不依賴于系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；

（3）測試用例設(shè)計(jì)基于功能的定義和用戶需求（URS）；

（4）從用戶角度出發(fā)進(jìn)行測試，比較容易知道用戶的需求和用戶會遇到的問題；

（5）關(guān)注于測試數(shù)據(jù)的選擇和測試結(jié)果的分析；

（6）對測試人員的編程技術(shù)要求不高；

（7）在自動化測試時較為方便；

（8）不易發(fā)現(xiàn)代碼部分的缺陷。

2.2 黑盒測試的目的

對于醫(yī)藥企業(yè)來說，采用黑盒測試的目的主要是在已知配置軟件所應(yīng)具有的功能基礎(chǔ)上，進(jìn)行如下檢查：

（1）檢查程序功能能否滿足用戶需求（URS），程序是否按照規(guī)格說明書的規(guī)定正常使用，測試各個功能是否有遺漏，檢測性能等特性要求是否滿足，關(guān)鍵質(zhì)量屬性控制是否全部覆蓋；

（2）檢測人機(jī)交互是否存在錯誤，檢測數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問是否錯誤，程序是否能當(dāng)?shù)亟邮茌斎霐?shù)據(jù)并產(chǎn)生正確的輸出結(jié)果，同時保持外部信息（如數(shù)據(jù)庫或文件）的完整性；

（3）檢測程序初始化和終止條件是否存在錯誤。

根據(jù)黑盒測試的目的，我們大致將黑盒測試所能測試出的主要錯誤類型歸納為：不正確或遺漏的功能；接口、界面錯誤；性能錯誤；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)訪問錯誤；初始化或終止條件錯誤等，當(dāng)然在實(shí)際驗(yàn)證工作中需要根據(jù)具體情況來確定。

3 使用黑盒測試方法需要考慮的問題

黑盒測試更多地從用戶角度出發(fā)去考察問題，例如界面的實(shí)用性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。在實(shí)際操作過程中，往往存在著入手簡單、做好較難的問題。因此在利用黑盒測試進(jìn)行軟件驗(yàn)證之前，需要側(cè)重考慮以下幾個問題：

（1）如何測試功能的有效性；

（2）何種類型的輸入會產(chǎn)生好的測試用例；

（3）系統(tǒng)是否對特定的輸入值尤其敏感；

（4）如何分隔數(shù)據(jù)類的邊界；

（5）系統(tǒng)能夠承受何種數(shù)據(jù)率和數(shù)據(jù)量；

（6）特定類型的數(shù)據(jù)組合會對系統(tǒng)產(chǎn)生何種影響。

4 黑盒測試的方法

雖然理論上在利用黑盒測試方法發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤時，必須把所有可能的輸入值和輸出值作為測試數(shù)據(jù)進(jìn)行考查，以檢查程序是否能夠產(chǎn)生正確結(jié)果，但這是不實(shí)際的，即便是醫(yī)藥企業(yè)使用的簡單軟件，其包含測試點(diǎn)的數(shù)量也很多，排列組合后的數(shù)值更為巨大，因此窮舉測試數(shù)量太多無法完成，只能在大量潛在數(shù)據(jù)中，選取其中一部分代表值作為測試用例。

實(shí)際操作中，黑盒測試通常有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯誤推測法、因果圖法、判定表驅(qū)動分析法、場景設(shè)計(jì)法等。由于等價(jià)類劃分法是最為常見的，也是極為重要的黑盒測試方法，因此下面就此種方法展開介紹。

等價(jià)類劃分方法將不能窮舉的測試過程進(jìn)行了合理的分類，從而保證設(shè)計(jì)出來的測試用例具有完整性和代表性。簡單地說，等價(jià)類劃分法是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)，即程序的輸入域劃分為若干個等價(jià)類（子集），然后從每個子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例。在該子集中，各個輸入數(shù)據(jù)對于發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤都是等效的，它們具有等價(jià)特性，也就是說測試某等價(jià)類的代表值即等效于這一類其他值的測試。

采用等價(jià)類劃分方法設(shè)計(jì)測試用例通常分為2步進(jìn)行，首先確定等價(jià)類，列出等價(jià)類表，然后確定測試用例。而等價(jià)類也分為2種情況，其中對軟件的用戶需求（URS）而言，是有意義的、合理的輸入數(shù)據(jù)所組成的集合為有效等價(jià)類。通過有效等價(jià)類來檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了用戶需求中設(shè)定的功能和性能。相反，對軟件的用戶需求（URS）來說，是無意義的、不合理的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合，即為無效等價(jià)類。利用無效等價(jià)類，可以鑒別程序異常處理的情況，檢查被測對象的功能和性能的實(shí)現(xiàn)是否有不符合規(guī)格要求的地方。

在設(shè)計(jì)測試用例時，需要同時考慮這2種等價(jià)類，因?yàn)檐浖粌H需要能接受既定的合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn)，這樣的測試才能確保軟件具有較高的可靠性。蘇亞麗描述了標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)類和健壯等價(jià)類的劃分方法和原則，而崔應(yīng)霞等則提出了新的算法，使得在保證各組合覆蓋率的基礎(chǔ)上減少了運(yùn)行的次數(shù)，降低了測試的負(fù)擔(dān)。

在此基礎(chǔ)上，下面以一個軟件的登錄系統(tǒng)為例來介紹這一方法。

在用戶需求的說明中需要輸入的內(nèi)容包括用戶名、用戶密碼、用戶類型，有2個按鈕分別為“登陸”和“取消”。當(dāng)用戶ID不存在、密碼輸入錯誤或用戶類型不匹配時，自動跳出錯誤提示。系統(tǒng)是不允許用戶重復(fù)登陸的。

首先，分析用戶需求（URS）（表1）中給出的和隱含的對輸入條件的要求限制；然后，列出等價(jià)類表（包括有效等價(jià)類和無效等價(jià)類）（表2）；最后，設(shè)計(jì)測試用例（表3）。

表1 用戶需求

表2 等價(jià)類表

表3 測試用例

5 結(jié)語

在醫(yī)藥行業(yè)中對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證是一項(xiàng)集技術(shù)、管理與法規(guī)為一體的要求很高的工作，必須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序來進(jìn)行，并留下完整詳細(xì)的記錄。本文對黑盒測試在軟件驗(yàn)證過程中的使用方法進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，并以某軟件的登陸系統(tǒng)做了簡單的示范。

縱觀國內(nèi)外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在醫(yī)藥行業(yè)中的使用普及率不斷提高，可以預(yù)見在不久的將來，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證將成為一項(xiàng)符合法規(guī)要求的常規(guī)性操作。因此，只有掌握更多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有效知識，才是做好計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證工作的根本所在。

［1］ISPE指南［S］

［2］張海藩.軟件工程導(dǎo)論［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2000

［3］蘇亞麗.黑盒測試之等價(jià)類劃分［J］.玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25（8）

［4］崔應(yīng)霞，李龍澍.基于輸入輸出關(guān)系的綜合黑盒測試方法［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007，28（23）

［5］梁毅.新版GMP教程［M］.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2011