當(dāng)大多數(shù)人開車時(shí)，他們不會(huì)擔(dān)心剎車失靈。當(dāng)他們的孩子得到一個(gè)新玩具時(shí)，他們也不擔(dān)心因故障受傷。事實(shí)上，大多數(shù)人在日常生活中根本不擔(dān)心系統(tǒng)故障。

這是因?yàn)檐浖_發(fā)人員或質(zhì)量控制工程師已經(jīng)解決了質(zhì)量問題。如果目標(biāo)是交付高質(zhì)量、可靠的軟件系統(tǒng)，那么必須進(jìn)行測試。當(dāng)我們進(jìn)行測試后，質(zhì)量問題將不復(fù)存在，產(chǎn)品就越可靠、越安全。

我們用來測試質(zhì)量和可靠性的流程之一被稱為健壯性測試，即在存在異常輸入或壓力環(huán)境條件的情況下，系統(tǒng)正常運(yùn)行的程度。如果你是這類測試的新手，請做好準(zhǔn)備閱讀本文。

01??什么是軟件質(zhì)量測試中的健壯性?

質(zhì)量保證工程師將為系統(tǒng)故障承擔(dān)責(zé)任及故障導(dǎo)致的傷害。但這并不能讓開發(fā)者擺脫困境。開發(fā)人員應(yīng)該構(gòu)建測試健壯性，以及他們在驗(yàn)證過程中執(zhí)行的其他測試，如基準(zhǔn)測試。

嵌入式軟件功能及信息安全關(guān)鍵系統(tǒng)需要在軟件開發(fā)生命周期的每個(gè)階段進(jìn)行徹底的測試，從系統(tǒng)和高級設(shè)計(jì)到單元測試和集成測試。

02??健壯性測試的實(shí)際意義是什么?

當(dāng)軟件測試中出現(xiàn)健壯性時(shí)，它通常意味著系統(tǒng)已部署或仍在開發(fā)中，且在正?；蛞话銞l件下運(yùn)行良好。健壯測試是通過輸入模擬極端環(huán)境條件的數(shù)據(jù)，幫助確定系統(tǒng)是否足夠健壯來實(shí)現(xiàn)交付，從而提高可靠性以及能夠發(fā)現(xiàn)哪些極端情況。

測試健壯性比起可靠性基準(zhǔn)測試更受關(guān)注。健壯性測試是關(guān)于我們是否可以將軟件處理濫用和正確操作。它并不注重于完美情況，而是旨在通過執(zhí)行健壯性測試，來找出其他測試遺漏了什么。我們的目標(biāo)是創(chuàng)建可以評估軟件系統(tǒng)健壯性的測試環(huán)境。而跟蹤軟件測試指標(biāo)，度量測試的有效性是很重要的。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，程序員習(xí)慣于創(chuàng)建使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的算法。我們不習(xí)慣創(chuàng)建算法來破壞東西，所以健壯性測試對一些人來說似乎是反直覺的。在驗(yàn)證我們構(gòu)建的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的健壯性時(shí)，無論編程語言的語義如何，尤其是當(dāng)存在多個(gè)依賴項(xiàng)時(shí)，它都是必要的。

當(dāng)我們進(jìn)行健壯性測試時(shí)，我們正在尋找可能導(dǎo)致軟件失敗的場景。健壯性測試是嵌入式系統(tǒng)的端到端測試解決方案。它通過傳遞有效輸入和無效輸入來檢查軟件的可靠性。軟件可能會(huì)因?yàn)樵S多原因而失敗，因此我們還會(huì)測試影響硬件的更改、環(huán)境的更改或外部和獨(dú)立的軟件。

03??系統(tǒng)中的健壯性測試很重要

安全性和可靠性是健壯性測試的明顯好處。它可以挽救生命，減少受傷的風(fēng)險(xiǎn)或昂貴的訴訟。一些行業(yè)必須比其他行業(yè)更嚴(yán)格地按照監(jiān)管和遵從標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

擁有許多嵌入式航空系統(tǒng)的航空業(yè)就是功能安全與可靠性、重要性的絕佳例子。這關(guān)乎到人們的生命。

在過去的16年里航班數(shù)量如此之多，而1945年以來民用航空失事的數(shù)量相對較低，因此航空業(yè)的成功率極高。但即使取得了這樣的成功，不幸的是也會(huì)有死亡、傷害和訴訟，但它為健壯性測試的有效性提供了一個(gè)有效的論據(jù)。

自動(dòng)化測試生成對于測試非常重要。一些健壯性測試解決方案提供自動(dòng)生成測試用例，這些用例可以提高質(zhì)量，并幫助在目標(biāo)硬件上驗(yàn)證和驗(yàn)證軟件組件，這是在最嚴(yán)格的安全完整性級別內(nèi)的需求, 例如DO-178C過程標(biāo)準(zhǔn)中的DAL A。

信息安全是開發(fā)人員和工程師不能出錯(cuò)的另一個(gè)典例。金融機(jī)構(gòu)、信用卡處理公司和國防工業(yè)只是必須滿足嚴(yán)格法規(guī)遵循要求的少數(shù)幾個(gè)?？梢詫⒑弦?guī)性集成到現(xiàn)有的開發(fā)過程和生態(tài)系統(tǒng)中，從需求管理和源代碼控制到IDE和CI/CD。通過自動(dòng)化遵循功能安全和安全關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，組織能夠節(jié)省大量時(shí)間及成本。

無論是行業(yè)還是應(yīng)用程序，健壯性測試都有助于組織實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)化合規(guī)性，交付高質(zhì)量的軟件。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了良好的投資回報(bào)率，這降低了嵌入式軟件的交付成本。

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