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  第2题      
  知识点：   编码   编码阶段   测试阶段   集成测试

 
软件开发项目己进入编码阶段，此时客户方提出有若干项需求要修改。由于该项目客户属于公司的重点客户，因此项目组非常重视客户提出的要求，专门与客户就需求变更共同开会进行沟通。经过几次协商，双力一将需求变更的内容确定下来，并且经过分析，认为项目工期将延误二周时间，并会对编码阶段里程碑造成较大的影响。项目经理将会议内容整理成 备忘录让客户进行了签字确认。随后，项目经理召开项目组内部会议将任务口头布置给了小组成员。会后，主要由编码人员按照会议备忘录的要求对已完成的模块编码进行修改，而未完成的模块按照会议备忘录的要求进行编写。项目组加班加点，很快完成了代码编写工作。 项目进入了集成测试阶段。
 
问题：2.1   请说明此项目在进行需求变更的过程中存在的问题。
 
问题：2.2   请分析该项目中的做法可能对后续工作造成什么样的影响？
 
问题：2.3   请简要说明整体变更控制流程。
 
 
 

   知识点讲解    
   · 编码    · 编码阶段    · 测试阶段    · 集成测试
 
       编码
               编码过程
               在给定了软件设计规格说明书后，下一步的工作就是编写代码。一般来说，编码工作可以分为四个步骤：
               （1）确定源程序的标准格式，制订编程规范。
               （2）准备编程环境，包括软硬件平台的选择，包括操作系统、编程语言、集成开发环境等。
               （3）编写代码。
               （4）进行代码审查，以提高编码质量。为提高审查的效率，在代码审查前需要准备一份检查清单，并设定此次审查须找到的bug数量。在审查时，要检查软件规格说明书与编码内容是否一致；代码对硬件和操作系统资源的访问是否正确；中断控制模块是否正确等。
               编码准则
               在嵌入式系统中，由于资源有限，且实时性和可靠性要求较高，因此，在开发嵌入式软件时，要注意对执行时间、存储空间和开发／维护时间这三种资源的使用进行优化。也就是说，代码的执行速度要越快越好，系统占用的存储空间要越小越好，软件开发和维护的时间要越少越好。
               具体来说，在编写代码时，需要做到以下几点：
               .保持函数短小精悍。一个函数应该只实现一个功能，如果函数的代码过于复杂，将多个功能混杂在一起，就很难具备可靠性和可维护性。另外，要限制函数的长度，一般来说，一个函数的长度最好不要超过100行。
               .封装代码。将数据以及对其进行操作的代码封装在一个实体中，其他代码不能直接访问这些数据。例如，全局变量必须在使用该变量的函数或模块内定义。对代码进行封装的结果就是消除了代码之间的依赖性，提高了对象的内聚性，使封装后的代码对其他行为的依赖性较小。
               .消除冗余代码。例如，将一个变量赋给它自己，初始化或设置一个变量后却从不使用它，等等。研究表明，即使是无害的冗余也往往和程序的缺陷高度关联。
               .减少实时代码。实时代码不但容易出错、编写成本较高，而且调试成本可能更高。如果可能，最好将对执行时间要求严格的代码转移到一个单独的任务或者程序段中。
               .编写优雅流畅的代码。
               .遵守代码编写标准并借助检查工具。用自动检验工具寻找缺陷比人工调试便宜，而且能捕捉到通过传统测试检查不到的各种问题。
               编码技术
                      编程规范
                      在嵌入式软件开发过程中，遵守编程规范，养成良好的编程习惯，这是非常重要的，将直接影响到所编写代码的质量。
                      编程规范主要涉及的三方面内容：
                      .命名规则。从编译器的角度，一个合法的变量名由字母、数字和下画线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下画线。但是从程序员的角度，一个好的名字不仅要合法，还要载有足够的信息，做到“见名知意”，并且在语意清晰、不含歧义的前提下，尽可能地简短。
                      .编码格式。在程序布局时，要使用缩进规则，例如变量的定义和可执行语句要缩进一级，当函数的参数过长时，也要缩进。另外，括弧的使用要整齐配对，要善于使用空格和空行来美化代码。例如，在二元运算符与其运算对象之间，要留有空格；在变量定义和代码之间要留有空行；在不同功能的代码段之间也要用空行隔开。
                      .注释的书写。注释的典型内容包括：函数的功能描述；设计过程中的决策，如数据结构和算法的选择；错误的处理方式；复杂代码的设计思想等。在书写注释时要注意，注释的内容应该与相应的代码保持一致，同时要避免不必要的注释，过犹不及。
                      性能优化
                      由于嵌入式系统对实时性的要求较高，因此一般要求对代码的性能进行优化，使代码的执行速度越快越好。以算术运算为例，在编写代码时，需要仔细地选择和使用算术运算符。一般来说，整数的算术运算最快，其次是带有硬件支持的浮点运算，而用软件来实现的浮点运算是非常慢的。因此，在编码时要遵守以下准则：
                      .尽量使用整数（char、short、int和long）的加法和减法。
                      .如果没有硬件支持，尽量避免使用乘法。
                      .尽量避免使用除法。
                      .如果没有硬件支持，尽量避免使用浮点数。
                      下图是一个例子，其中两段代码的功能完全一样，都是对一个结构体数组的各个元素进行初始化，但采用两种不同的方法来实现。下图（a）采用数组下标的方法，在定位第i个数组元素时，需要将i乘以结构体元素的大小，再加上数组的起始地址。下图（b）采用的是指针访问的方法，先把指针fp初始化为数组的起始地址，然后每访问完一个数组元素，就把fp加1，指向下一个元素。在一个奔腾4的PC上，将这两段代码分别重复10 700次，右边这段代码需要1ms，而左边这段代码需要2.13ms。
                      
                      算术运算性能优化的例子
 
       编码阶段
        . 可靠性测试（含于单元测试）；
        . 排错；
        . 调整可靠性活动计划；
        . 收集可靠性数据；
        . 明确后续阶段的可靠性活动的详细计划；
        . 编制可靠性文档。
 
       测试阶段
        . 可靠性测试（含于集成测试、系统测试）；
        . 排错；
        . 可靠性建模；
        . 可靠性评价；
        . 调整可靠性活动计划；
        . 收集可靠性数据；
        . 明确后续阶段的可靠性活动的详细计划；
        . 编制可靠性文档。
 
       集成测试
        集成测试也叫做组装测试或联合测试。通常，在单元测试的基础上，需要将所有模块按照概要设计说明书和详细设计说明书的要求进行组装。
        . 组装时需要考虑的问题。
        ①在把各个模块连接起来的时候，穿越模块接口的数据是否会丢失；
        ②一个模块的功能是否会对另一个模块的功能产生不利的影响；
        ③各个子功能组合起来，能否达到预期要求的父功能；
        ④全局数据结构是否有问题；
        ⑤单个模块的误差累积起来，是否会放大，以至达到不能接受的程度。
        因此，在单元测试的同时可进行集成测试，发现并排除在模块连接中可能出现的问题，最终构成要求的软件系统。
        子系统的集成测试称为部件测试，它所做的工作是要找出组装后的子系统与系统需求规格说明之间的不一致。
        选择什么方式把模块组装起来形成一个可运行的系统，直接影响到模块测试用例的形式、所用测试工具的类型、模块编号的次序和测试的次序以及生成测试用例的费用和调试的费用。
        . 模块组装成为系统的方式。
        模块组装成为系统的方式有两种：一次性组装方式和增殖式组装方式。
        ①一次性组装方式（big bang）。
        它是一种非增殖式组装方式，也叫做整体拼装。使用这种方式，首先对每个模块分别进行模块测试，再把所有模块组装在一起进行测试，最终得到要求的软件系统。例如，有一个模块系统结构，如下图（a）所示。其单元测试和组装顺序如下图（b）所示。
        
        一次性组装方式
        在如上图（b）中，模块d1，d2，d3，d4，d5是对各个模块做单元测试时建立的驱动模块，s1，s2，s3，s4，s5是为单元测试而建立的桩模块。这种一次性组装方式试图在辅助模块的协助下，在分别完成模块单元测试的基础上，将所测模块连接起来进行测试。但是由于程序中不可避免地存在涉及模块间接口、全局数据结构等方面的问题，所以一次试运行成功的可能性并不很大。其结果是，发现有错误，却茫然找不到原因。查错和改错都会遇到困难。
        ②增殖式组装方式。
        这种组装方式又称渐增式组装，是首先对一个个模块进行模块测试，然后将这些模块逐步组装成较大的系统，在组装的过程中边连接边测试，以发现连接过程中产生的问题。最后通过增殖逐步组装成为要求的软件系统。
        . 自顶向下的增殖方式。这种组装方式是将模块按系统程序结构，沿控制层次自顶向下进行组装。其步骤如下：首先以主模块作为所测模块兼驱动模块，所有直属于主模块的下属模块全部用桩模块代替，对主模块进行测试。再采用深度优先（如下图所示为自顶向下的增殖方式）或广度优先的策略，用实际模块替换相应的桩模块，再用桩模块代替它们的直接下属模块，与已测试的模块或子系统组装成新的子系统。然后，进行回归测试（即重新执行以前做过的全部测试或部分测试），排除组装过程中引入新的错误的可能。最后，判断是否所有的模块都已组装到系统中。是，则结束测试；否则，转到B去执行。
        
        自顶向下的增殖方式
        自顶向下的增殖方式在测试过程中较早地验证了主要的控制和判断点。在一个功能划分合理的程序模块结构中，判断常常出现在较高的层次里，因而，能够较早地遇到这种问题。如果主要控制有问题，尽早发现它能够减少以后的返工，这是十分必要的。如果选用按深度方向组装的方式，可以首先实现和验证一个完整的软件功能，可先对逻辑输入的分支进行组装和测试，检查和克服潜藏的错误和缺陷，验证其功能的正确性，就为其后对主要加工分支的组装和测试提供了保证。此外，功能可行性较早地得到证实，还能够增强开发者和用户成功的信心。
        . 自底向上的增殖方式。这种组装方式是从程序模块结构的最底层模块开始组装和测试。因为模块是自底向上进行组装的，对于一个给定层次的模块，它的子模块（包括子模块的所有下属模块）已经组装并测试完成，所以不再需要桩模块。在模块的测试过程中需要从子模块得到的信息可以通过直接运行子模块得到。自底向上增殖的步骤如下：首先由驱动模块控制最底层模块的并行测试；也可以把最底层模块组合成实现某一特定软件功能的簇，由驱动模块控制它进行测试。再用实际模块代替驱动模块，与它已测试的直属子模块组装成为子系统。然后，为子系统配备驱动模块，进行新的测试。最后判断是否已组装到达主模块。是，则结束测试；否则，执行B。
        以如下图一（a）所示的一次性组装方式系统结构为例，可以用如下图二说明自底向上组装和测试的顺序。
        
        一次性组装方式
        
        自底向上的增殖方式
        . 混合增殖式测试。自顶向下增殖的方式和自底向上增殖的方式各有优缺点。一般来讲，一种方式的优点是另一种方式的缺点。
        自顶向下增殖方式的缺点是需要建立桩模块。要使桩模块能够模拟实际子模块的功能十分困难，因为，桩模块在接收了所测模块发送的信息后，需要按照它所代替的实际子模块功能返回应该回送的信息，这必将增加建立桩模块的复杂度，而且导致增加一些附加的测试。同时，涉及复杂算法和真正输入/输出的模块一般在底层，它们是最容易出问题的模块，到组装和测试的后期才遇到这些模块，一旦发现问题，就会导致过多的回归测试。而自顶向下增殖方式的优点是能够较早地发现主要控制方面的问题。
        自底向上增殖方式的缺点是“程序一直未能作为一个实体存在，直到最后一个模块加上去后才形成一个实体”。就是说，在自底向上组装和测试的过程中，对主要的控制直到最后才接触到。这种方式的优点是不需要桩模块，而建立驱动模块一般比建立桩模块容易，同时由于涉及到复杂算法和真正输入/输出的模块最先得到组装和测试，可以把最容易出问题的部分在早期解决。此外自底向上增殖的方式可以实施多个模块的并行测试，提高测试效率。因此，通常是把以上两种方式结合起来进行组装和测试。
        在进行集成测试时，测试者应当确定关键模块，对这些关键模块及早进行测试。关键模块至少应具有以下几种特征之一：
        . 满足某些软件需求；
        . 在程序的模块结构中位于较高的层次（高层控制模块）；
        . 较复杂、较易发生错误；
        . 有明确定义的性能要求。
        在做回归测试时，也应该集中测试关键模块的功能。
        . 集成测试的组织和实施。
        集成测试是一种正规测试过程，必须精心计划，并与单元测试的完成时间协调起来。在制定测试计划时，应考虑如下因素：
        ①采用何种系统组装方法来进行集成测试。
        ②集成测试过程中连接各个模块的顺序。
        ③模块代码编制和测试进度是否与集成测试的顺序一致。
        ④测试过程中是否需要专门的硬件设备。
        解决了上述问题之后，就可以列出各个模块的编制、测试计划表，标明每个模块单元测试完成的日期、首次集成测试的日期、集成测试全部完成的日期、以及需要的测试用例和所期望的测试结果。
        在缺少软件测试所需要的硬件设备时，应检查该硬件的交付日期是否与集成测试计划一致。例如，若测试需要数字化仪和绘图仪，则相应的测试应安排在这些设备能够投入使用之时，并要为硬件的安装和交付使用保留一段时间，以留下时间余量。此外，在测试计划中需要考虑测试所需软件（驱动模块、桩模块、测试用例生成程序等）的准备情况。
        . 集成测试完成的标志。
        集成测试完成的标志主要有以下几项。
        ①成功地执行了测试计划中规定的所有集成测试。
        ②修正了所发现的错误。
        ③测试结果通过了专门小组的评审。
        集成测试应由专门的测试小组来进行，测试小组由有经验的系统设计人员和程序员组成。整个测试活动要在评审人员出席的情况下进行。
        在完成预定的集成测试工作之后，测试小组应负责对测试结果进行整理、分析，形成测试报告。测试报告中要记录实际的测试结果在测试中发现的问题、解决这些问题的方法以及解决之后再次测试的结果。此外还应提出目前不能解决、还需要管理人员和开发人员注意的一些问题，提供测试评审和最终决策，以提出处理意见。
        集成测试需要提交的文档有集成测试计划、集成测试规格说明和集成测试分析报告。
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