如何查找嵌入式軟件設(shè)計(jì)中缺陷分析[1]

  本文將介紹如何避免那些隱蔽然而常見的錯(cuò)誤，并介紹的幾個(gè)技巧幫助工程師發(fā)現(xiàn)軟件中隱藏的錯(cuò)誤。大部分軟件開發(fā)項(xiàng)目依靠結(jié)合代碼檢查、結(jié)構(gòu)測試和功能測試來識(shí)別軟件缺陷。盡管這些傳統(tǒng)技術(shù)非常重要，而且能發(fā)現(xiàn)大多數(shù)軟件問題，但它們無法檢查出當(dāng)今復(fù)雜系統(tǒng)中的許多共性錯(cuò)誤。

  結(jié)構(gòu)測試或白盒測試能有效地發(fā)現(xiàn)代碼中的邏輯、控制流、計(jì)算和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。這項(xiàng)測試要求對軟件的內(nèi)部工作能夠一覽無遺（因此稱為“白盒”或“玻璃盒”），以便了解軟件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況。它檢查每個(gè)條件表達(dá)式、數(shù)學(xué)操作、輸入和輸出。由于需要測試的細(xì)節(jié)眾多，結(jié)構(gòu)測試每次檢查一個(gè)軟件單元，通常為一個(gè)函數(shù)或類。

  代碼審查也使用與實(shí)現(xiàn)缺陷和潛在問題查找同樣復(fù)雜的技術(shù)。與白盒測試一樣，審查通常針對軟件的各個(gè)單元進(jìn)行，因?yàn)橐粋€(gè)有效的審查過程要求的是集中而詳盡的檢查。

  與審查和白盒測試不同，功能測試或黑盒測試假設(shè)對軟件的實(shí)現(xiàn)一無所知，它測試由受控輸入所驅(qū)動(dòng)的輸出。功能測試由測試人員或開發(fā)人員所編寫的測試過程組成，它們規(guī)定了一組特定程序輸入對應(yīng)的預(yù)期程序輸出。測試運(yùn)行之后，測試人員將實(shí)際輸出與預(yù)期輸出進(jìn)行比較，查找問題。黑盒測試可以有效地找出未能實(shí)現(xiàn)的需求、接口問題、性能問題和程序最常用功能中的錯(cuò)誤。

  雖然將這些技術(shù)結(jié)合起來可以找出隱藏在一個(gè)特定軟件程序中的大部分錯(cuò)誤，但它們也有局限。代碼審查和白盒測試每次只針對一小部分代碼，忽視了系統(tǒng)的其它部分。黑盒測試通常將系統(tǒng)作為一個(gè)整體來處理，忽視了實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。一些重要的問題只有在集中考察它們在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)相互作用時(shí)的細(xì)節(jié)才能被發(fā)現(xiàn)；傳統(tǒng)的方法無法可靠地找出這些問題。必須整體地檢查軟件系統(tǒng)，查找具體問題的特定原因。由于詳盡徹底地分析程序中的每個(gè)細(xì)節(jié)和它與代碼中所有其它部分之間的相互作用通常是不大可能的，因此分析應(yīng)該針對程序中已經(jīng)知道可能導(dǎo)致問題的特定方面。本文將探討其中三個(gè)潛在的問題領(lǐng)域：

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