摘要：本文旨在研究人機(jī)協(xié)同的自主演化式軟件測試環(huán)境構(gòu)建與優(yōu)化。通過分析自主演化式軟件測試環(huán)境的常見問題與人機(jī)協(xié)同的應(yīng)用價(jià)值，文章提出了結(jié)合人機(jī)協(xié)同的自主演化式軟件測試環(huán)境構(gòu)建方案，并從整體架構(gòu)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化測試工具和技術(shù)選擇、測試用例設(shè)計(jì)和管理方法、人機(jī)協(xié)同測試的工作流程、數(shù)據(jù)管理和分析策略以及實(shí)施和監(jiān)控方法等六個(gè)方面全面闡述了整體方案的構(gòu)成；最后分析了人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)與優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：人機(jī)協(xié)同；自主演化式；軟件測試環(huán)境；軟件測試

一、引言

自主演化式軟件測試環(huán)境是為支持軟件測試過程設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其目標(biāo)在于通過協(xié)同人員和自動(dòng)化測試工具來提升測試效率和質(zhì)量。然而，在其運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)資源不足、自動(dòng)化測試問題和測試用例設(shè)計(jì)不合理等障礙。解決這些問題，以確保自主演化式軟件測試環(huán)境能夠更好地支持測試工作，提高測試的效能和全面性，確保軟件產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，是當(dāng)下迫切需要解決的重要需求。人機(jī)協(xié)同測試是指人類測試員與計(jì)算機(jī)自動(dòng)化測試工具協(xié)同使用的一種測試方法，旨在提升測試效率和質(zhì)量。在自主演化式軟件測試環(huán)境中，該方法充分利用了人的直觀判斷力和創(chuàng)造性思維，可以捕捉難以預(yù)測和模擬的軟件問題，同時(shí)結(jié)合自動(dòng)化測試工具的高速執(zhí)行和一致性，實(shí)現(xiàn)更有效的軟件測試。人機(jī)協(xié)同測試能夠更快速、全面地發(fā)現(xiàn)問題，提高測試效率，最終提升軟件質(zhì)量[1]。

二、結(jié)合人機(jī)協(xié)同的自主演化式軟件測試環(huán)境構(gòu)建方案

（一）人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境的架構(gòu)設(shè)計(jì)

在構(gòu)建自主演化式軟件測試環(huán)境時(shí)，關(guān)鍵是將人機(jī)協(xié)同融入架構(gòu)設(shè)計(jì)中。這包括確保測試環(huán)境具備適應(yīng)性，以便根據(jù)測試需求集成測試人員和自動(dòng)化測試工具。架構(gòu)應(yīng)該允許測試人員和自動(dòng)化工具協(xié)同執(zhí)行測試任務(wù)，同時(shí)提供必要的接口和集成點(diǎn)，以便測試人員能夠參與測試用例設(shè)計(jì)和執(zhí)行，同時(shí)讓自動(dòng)化工具可以高效地執(zhí)行大規(guī)模測試。

1.測試環(huán)境的核心架構(gòu)。架構(gòu)的核心應(yīng)包括一個(gè)測試環(huán)境管理模塊，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和監(jiān)控整個(gè)測試過程的模塊。該模塊應(yīng)具備以下功能：

（1）測試用例管理：用于存儲(chǔ)、維護(hù)和管理測試用例，包括人工編寫的測試用例和自動(dòng)化測試腳本。

（2）資源調(diào)度：負(fù)責(zé)分配硬件、軟件和人力資源，以滿足不同測試任務(wù)的需求。

（3）數(shù)據(jù)管理：管理測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括測試結(jié)果、日志和異常報(bào)告。

（4）協(xié)同工作：提供協(xié)同工作機(jī)制，以便測試員和自動(dòng)化工具能夠協(xié)同執(zhí)行測試任務(wù)。

2.測試用例設(shè)計(jì)和執(zhí)行界面的功能。架構(gòu)應(yīng)提供一個(gè)用戶友好的界面，使測試員能夠輕松地設(shè)計(jì)、編輯和執(zhí)行測試用例。這包括一個(gè)測試用例編輯器，允許測試員創(chuàng)建和修改測試用例，以及一個(gè)測試執(zhí)行界面，用于手動(dòng)執(zhí)行測試用例和監(jiān)控測試進(jìn)度。

3.自動(dòng)化測試工具集成。架構(gòu)需要支持多種自動(dòng)化測試工具的集成，以適應(yīng)不同項(xiàng)目和技術(shù)棧的需求。這些工具可以包括自動(dòng)化測試腳本執(zhí)行引擎、性能測試工具、UI自動(dòng)化工具等多種工具。集成應(yīng)該提供靈活性，以允許測試工具與測試環(huán)境進(jìn)行通信和協(xié)同工作[2]。

4.通信和協(xié)議。架構(gòu)應(yīng)該定義明確的通信協(xié)議，以確保測試員和自動(dòng)化工具之間能夠有效地交換信息和數(shù)據(jù)。這包括任務(wù)分配、測試結(jié)果傳遞、異常報(bào)告等。常見的通信協(xié)議可以基于RESTful API、消息隊(duì)列或WebSocket等。

5.安全性和權(quán)限控制。架構(gòu)必須考慮安全性和權(quán)限控制，以確保只有經(jīng)過授權(quán)的人員能夠訪問和執(zhí)行測試用例。這包括用戶身份驗(yàn)證、訪問控制列表和數(shù)據(jù)加密等安全措施。

6.監(jiān)控和報(bào)告。架構(gòu)應(yīng)具備監(jiān)控和報(bào)告功能，以便實(shí)時(shí)跟蹤測試進(jìn)度、性能指標(biāo)和問題。監(jiān)控可以通過儀表盤和日志記錄來實(shí)現(xiàn)，報(bào)告可以生成測試摘要、問題報(bào)告和趨勢分析等。

7.擴(kuò)展性和靈活性。架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具備足夠的擴(kuò)展性和靈活性，以便隨著項(xiàng)目的演化和需求的變化而進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展。這包括模塊化設(shè)計(jì)、可插拔的組件和可配置的參數(shù)設(shè)置。

8.培訓(xùn)和支持。架構(gòu)應(yīng)提供培訓(xùn)和支持機(jī)制，以確保測試團(tuán)隊(duì)能夠充分利用人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境。這包括文檔、培訓(xùn)課程和技術(shù)支持渠道。

（二）自動(dòng)化測試工具和技術(shù)選擇

在構(gòu)建人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境時(shí)，自動(dòng)化測試工具和技術(shù)的選擇至關(guān)重要。首先，考慮項(xiàng)目特點(diǎn)，如應(yīng)用類型（Web、移動(dòng)、桌面、API）。選擇與項(xiàng)目需求匹配的工具，例如對(duì)于Web應(yīng)用，可以考慮使用Selenium等工具。其次，考慮測試團(tuán)隊(duì)的技能和經(jīng)驗(yàn)，選擇團(tuán)隊(duì)熟悉的工具有助于提高效率。工具應(yīng)支持測試用例設(shè)計(jì)、執(zhí)行和結(jié)果分析，包括斷言、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和并發(fā)測試等功能。社區(qū)支持和文檔資源同樣重要，以解決問題。工具必須支持與人工測試員協(xié)同工作，包括版本控制、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、測試任務(wù)分配和協(xié)同執(zhí)行，以促進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作。這些因素應(yīng)綜合考慮，以確保選擇的工具與項(xiàng)目需求和團(tuán)隊(duì)技能相符[3]。

（三）測試用例設(shè)計(jì)和管理方法

在人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境中，測試用例的設(shè)計(jì)和管理至關(guān)重要。明確項(xiàng)目需求、分組和分類測試用例，使用數(shù)據(jù)和參數(shù)化模擬不同情況，進(jìn)行版本控制與狀態(tài)管理，平衡自動(dòng)化與手動(dòng)測試比例，定期審查與更新測試用例，都有助于提高測試質(zhì)量和效率。這些策略有助于應(yīng)對(duì)測試挑戰(zhàn)，加速軟件開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。測試用例的清晰設(shè)計(jì)、合理管理和定期更新對(duì)于確保測試任務(wù)的順利執(zhí)行和滿足用戶需求至關(guān)重要[4]。

（四）人機(jī)協(xié)同測試的工作流程

人機(jī)協(xié)同測試的工作流程明確了測試任務(wù)的執(zhí)行步驟。具體流程包括需求分析階段和測試計(jì)劃、測試用例設(shè)計(jì)、自動(dòng)化測試執(zhí)行、手動(dòng)測試執(zhí)行、測試結(jié)果分析和報(bào)告、問題解決和反饋、測試回歸，以及進(jìn)行監(jiān)控和改進(jìn)。

（五）數(shù)據(jù)管理和分析策略

在人機(jī)協(xié)同測試中，數(shù)據(jù)管理和分析策略不僅僅是一個(gè)任務(wù)列表，而是一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的生命周期過程，對(duì)于確保測試的有效性、問題的識(shí)別與跟蹤，以及測試流程的不斷改進(jìn)至關(guān)重要。

1.數(shù)據(jù)采集和捕獲機(jī)制。數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)是建立可靠的數(shù)據(jù)采集和捕獲機(jī)制。

（1）定義數(shù)據(jù)范圍和類型：數(shù)據(jù)采集始于對(duì)何種數(shù)據(jù)需要被捕獲的明確定義。這包括測試執(zhí)行日志、性能指標(biāo)、異常報(bào)告、用戶交互記錄等多種數(shù)據(jù)類型，而其中明確的數(shù)據(jù)范圍則是建立有效數(shù)據(jù)管理的第一步。

（2）詳盡的日志記錄：對(duì)于自動(dòng)化測試，詳盡的日志記錄機(jī)制是不可或缺的。每個(gè)測試步驟、每次交互、每個(gè)異常事件都應(yīng)有詳細(xì)地記錄，以確保問題的溯源和復(fù)現(xiàn)。

（3）大數(shù)據(jù)處理：隨著測試項(xiàng)目的增長，處理大量數(shù)據(jù)變得至關(guān)重要。這可能需要使用分布式存儲(chǔ)和處理技術(shù)，如Hadoop和Spark，以應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的需求。

2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和可擴(kuò)展性。測試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理需要考慮規(guī)模和可擴(kuò)展性。對(duì)于大規(guī)模測試項(xiàng)目，可能需要分布式存儲(chǔ)解決方案。同時(shí)，要保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)滿足性能要求，以便及時(shí)訪問和分析數(shù)據(jù)。

（1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案：測試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要考慮到規(guī)模和增長趨勢。選擇合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案是關(guān)鍵，包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫、云存儲(chǔ)等，以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)需求。

（2）性能要求：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)必須滿足性能要求，以便及時(shí)訪問和分析數(shù)據(jù)。這可能需要數(shù)據(jù)索引、緩存、負(fù)載均衡等性能優(yōu)化策略的實(shí)施。

（3）數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)：為防止數(shù)據(jù)丟失，必須做到定期的數(shù)據(jù)備份和急救恢復(fù)規(guī)劃，確保即使在數(shù)據(jù)中斷或?yàn)?zāi)難事件發(fā)生時(shí)，測試數(shù)據(jù)也能夠安全可靠地恢復(fù)。

3.數(shù)據(jù)安全性和合規(guī)性。由于測試數(shù)據(jù)可能包含敏感信息，因此數(shù)據(jù)安全性和合規(guī)性至關(guān)重要。這包括訪問控制，加密數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)，以及確保符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

（1）訪問控制和加密：由于測試數(shù)據(jù)可能包含敏感信息，數(shù)據(jù)安全性是關(guān)鍵。實(shí)施強(qiáng)大的訪問控制措施，確保只有經(jīng)過授權(quán)的人員能夠訪問數(shù)據(jù)。此外，必須做到加密數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)，以保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。

（2）合規(guī)性管理：針對(duì)不同行業(yè)和地區(qū)的法規(guī)要求，如GDPR、HIPAA等，確保數(shù)據(jù)管理策略的合規(guī)性具體包括數(shù)據(jù)保留政策、隱私政策、數(shù)據(jù)主體權(quán)利等法規(guī)方面的管理。

4.數(shù)據(jù)分析工具和技術(shù)。數(shù)據(jù)分析是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，需要使用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆图夹g(shù)。數(shù)據(jù)可視化工具、統(tǒng)計(jì)分析軟件、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)等可以幫助測試團(tuán)隊(duì)從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的見解。

（1）數(shù)據(jù)可視化工具：使用數(shù)據(jù)可視化工具，將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于理解和分析的可視化圖表和儀表盤，有助于快速發(fā)現(xiàn)趨勢和問題，例如使用Tableau、PowerBI等工具。

（2）統(tǒng)計(jì)分析軟件：利用統(tǒng)計(jì)分析軟件，如R、Python的Pandas和NumPy庫等，進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)探索、模型構(gòu)建和統(tǒng)計(jì)測試，以識(shí)別異常和模式。

（3）機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能：運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可以自動(dòng)化問題識(shí)別、模式發(fā)現(xiàn)和測試優(yōu)化，加速問題解決和測試過程改進(jìn)。

5.問題關(guān)聯(lián)和追蹤。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)必須能夠?qū)栴}報(bào)告與測試數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來。這有助于測試團(tuán)隊(duì)更快速地定位問題的根本原因，并追蹤問題的解決進(jìn)度。

（1）無縫集成：問題追蹤系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)必須無縫集成，以確保問題報(bào)告與相關(guān)測試數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，保障問題的根本原因更容易定位，并跟蹤問題的解決進(jìn)度。

（2）版本控制：在測試數(shù)據(jù)中引入版本控制，可以跟蹤數(shù)據(jù)的演化和變更，有助于測試問題的歷史分析和溯源。

6.持續(xù)改進(jìn)策略。數(shù)據(jù)管理和分析策略需要不斷演化和改進(jìn)。定期審查數(shù)據(jù)管理流程是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量、完整性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵所在。

（1）流程審查和優(yōu)化：定期審查數(shù)據(jù)管理流程可以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量、完整性和準(zhǔn)確性。這包括識(shí)別和消除數(shù)據(jù)收集中的冗余和無效數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（2）自動(dòng)化和持續(xù)集成/持續(xù)交付（CI/CD）：利用自動(dòng)化測試工具和CI/CD實(shí)踐，可以實(shí)現(xiàn)更快速地測試反饋循環(huán)和更高質(zhì)量的軟件發(fā)布。自動(dòng)化測試和分析過程的集成有助于提高整體測試效率和質(zhì)量。

（六）實(shí)施和監(jiān)控方法

實(shí)施和監(jiān)控方法是確保人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境運(yùn)行順利的關(guān)鍵步驟。首先，制定詳細(xì)的測試執(zhí)行計(jì)劃，包括任務(wù)分配、時(shí)間表和執(zhí)行策略，以減少?zèng)_突和混亂。其次，培訓(xùn)測試團(tuán)隊(duì)成員，確保團(tuán)隊(duì)具備必要的技能和知識(shí)，包括自動(dòng)化測試工具的使用和測試流程。建立監(jiān)控和報(bào)告機(jī)制，監(jiān)測測試進(jìn)度、工具穩(wěn)定性和手動(dòng)測試員工作負(fù)載，并建立問題跟蹤系統(tǒng)。定期的測試報(bào)告和問題分析有助于及時(shí)識(shí)別和解決問題。持續(xù)改進(jìn)是不可或缺的，通過審查測試執(zhí)行和結(jié)果，優(yōu)化計(jì)劃、改進(jìn)培訓(xùn)和監(jiān)控機(jī)制等，不斷提高測試效率和質(zhì)量。最后，方法應(yīng)具備適應(yīng)性和靈活性，以滿足項(xiàng)目需求變化、技術(shù)挑戰(zhàn)和人員變動(dòng)，確保測試環(huán)境的穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

三、人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)與優(yōu)化方案

在構(gòu)建人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境時(shí)，必須認(rèn)真評(píng)估可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的優(yōu)化方案來降低這些風(fēng)險(xiǎn)。

（一）人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估

在構(gòu)建人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境時(shí)，需要考慮三種潛在風(fēng)險(xiǎn)。首先，人為誤操作可能導(dǎo)致測試質(zhì)量下降，例如錯(cuò)誤的測試用例執(zhí)行或誤報(bào)缺陷。其次，自動(dòng)化測試工具可能存在漏洞，可能導(dǎo)致測試任務(wù)不穩(wěn)定或測試數(shù)據(jù)泄漏。最后，測試環(huán)境中的測試數(shù)據(jù)可能包含敏感信息，如果未經(jīng)妥善保護(hù)，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露或未經(jīng)授權(quán)的訪問。為應(yīng)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)，需要制定相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)急計(jì)劃，以確保人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境的有效性和安全性。

（二）優(yōu)化方案

為降低上述風(fēng)險(xiǎn)，以下是一些優(yōu)化方案，以確保人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境的安全性和高效性：

1.建立安全策略和控制措施：設(shè)立明確的安全策略，包括訪問控制、身份驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制，降低誤操作和數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。

2.定期更新和維護(hù)自動(dòng)化測試工具：定期更新自動(dòng)化測試工具，對(duì)其進(jìn)行漏洞掃描和安全審查，確保工具的穩(wěn)定性和安全性。

3.數(shù)據(jù)加密和隱私保護(hù)策略：采用強(qiáng)加密算法，建立隱私策略，明確規(guī)定數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和共享規(guī)則，以保護(hù)測試數(shù)據(jù)的隱私性。

4.培訓(xùn)和教育測試團(tuán)隊(duì)成員：為團(tuán)隊(duì)成員提供測試流程、工具使用和安全培訓(xùn)，提高測試準(zhǔn)確性、效率和數(shù)據(jù)安全意識(shí)。

四、結(jié)束語

人機(jī)協(xié)同的自主演化式軟件測試環(huán)境是一個(gè)不斷發(fā)展和完善的領(lǐng)域，需要不斷關(guān)注和改進(jìn)。在構(gòu)建和優(yōu)化這樣的測試環(huán)境時(shí)，需要始終牢記項(xiàng)目需求的定制化和與持續(xù)集成、持續(xù)交付的緊密結(jié)合。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)和新的挑戰(zhàn)的出現(xiàn)，人機(jī)協(xié)同測試環(huán)境將繼續(xù)發(fā)展，以適應(yīng)不斷變化的軟件測試需求。通過不斷學(xué)習(xí)和探索，利用人類的洞察力和創(chuàng)造性思維，與自動(dòng)化測試工具相結(jié)合，提高測試效率和質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品交付。

作者單位：黃俊杰 數(shù)字廣西集團(tuán)有限公司

參考文獻(xiàn)

[1]李戈，彭鑫，王千祥，等.大模型：基于自然交互的人機(jī)協(xié)同軟件開發(fā)與演化工具帶來的挑戰(zhàn)[J].軟件學(xué)報(bào)，2023，34（10）：4601-4606.

[2]梁博成，凡霞.基于工作流技術(shù)的軟件測試標(biāo)準(zhǔn)化管理工具的研究[J].價(jià)值工程，2023，42（22）：7-9.

[3]周學(xué)花.基于智能優(yōu)化算法的軟件測試數(shù)據(jù)生成模型及其應(yīng)用研究[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，33（03）：10-12.

[4]楊麗娟，李瑛，孫紅艷.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的軟件測試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，32（05）：11-13.

[5]吳靜.計(jì)算機(jī)軟件測試技術(shù)與開發(fā)應(yīng)用研究[J].內(nèi)江科技，2022，43（08）：135-136.