在軟件測(cè)試領(lǐng)域，故障模型故能夠?qū)y(cè)試人員的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)盡量歸納和固化，使得可以重復(fù)使用。測(cè)試人員通過(guò)理解軟件在做什么，來(lái)猜測(cè)可能出錯(cuò)的地方，并應(yīng)用故障模型有目的地使它暴露缺陷。    

中培偉業(yè)《軟件自動(dòng)化測(cè)試與持續(xù)集成》培訓(xùn)專(zhuān)家劉老師指出，故障模型是軟件測(cè)試的基礎(chǔ)，也是一個(gè)判斷測(cè)試方法是否成熟的重要標(biāo)志。在測(cè)試的過(guò)程中，要確保每一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)都被測(cè)試，那么測(cè)試必須是系統(tǒng)的；為了最終定位軟件缺陷，所以測(cè)試必須是集中的；測(cè)試需要使用大量的測(cè)試用例和重復(fù)性測(cè)試，因此測(cè)試必須是自動(dòng)的。那么故障模型有哪幾種呢？劉老師在這里詳細(xì)介紹了以下5種常見(jiàn)的故障模型。

輸入型故障模型

主要是對(duì)用戶的各種輸入進(jìn)行建模，因?yàn)橛脩舻妮斎胧菬o(wú)法預(yù)期的，可能的組合狀態(tài)也是千變?nèi)f化。軟件功能除了能讓正確的輸入得到正確的輸出之外，還必須對(duì)非法和不合邏輯的輸入進(jìn)行處理，防止因數(shù)據(jù)異常造成不可挽回的錯(cuò)誤。典型的建模方法有：

1）使用非法數(shù)據(jù)：從輸入數(shù)據(jù)的類(lèi)型、長(zhǎng)度、邊界值等方面考慮，測(cè)試軟件是否允許不正確的輸入進(jìn)入系統(tǒng)并進(jìn)行處理，是否有錯(cuò)誤處理代碼，代碼是否正確。

2）使用默認(rèn)值輸入：檢測(cè)軟件中所使用的變量是否初始化，是否將非法數(shù)據(jù)默認(rèn)為合法邊界內(nèi)的某個(gè)合理值。

3）使用特殊字：檢測(cè)軟件是否正確處理了特殊字符和數(shù)據(jù)類(lèi)型。

4）使用使緩沖區(qū)溢出的合法輸入：輸入超過(guò)允許的最大長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，檢測(cè)軟件是否檢查字符串/緩沖區(qū)的邊界。

5）使用可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的合法輸入組合：測(cè)試多個(gè)輸入值的組合，確認(rèn)這些值的組合是否會(huì)互相影響而引起軟件失效。

6）重復(fù)輸入相同的合法輸入序列：檢測(cè)軟件是否考慮了循環(huán)處理的邊界。

輸出型故障模型

軟件的輸出通常是最直觀也是用戶最關(guān)注的，輸出型故障模型就是從軟件輸出角度出發(fā)，分析造成故障的可能原因。例如通過(guò)一個(gè)正確的輸入在不同情況下產(chǎn)生不同輸出的情況可以對(duì)輸入和輸出的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證；可采用列舉等方法，強(qiáng)制軟件產(chǎn)生不符合業(yè)務(wù)背景知識(shí)的無(wú)效的輸出，從而進(jìn)行處理，規(guī)避不必要的錯(cuò)誤；強(qiáng)制修改輸出的屬性、查看輸出結(jié)果，測(cè)試初始化代碼和修改代碼是否同步；檢查用戶界面刷新情況，在不同的操作下測(cè)試界面刷新時(shí)間是否正確、界面刷新區(qū)域計(jì)算是否正確。

在大多數(shù)的軟件中，功能輸出的正確與否直接決定了軟件實(shí)現(xiàn)的好壞，輸出型故障模型所覆蓋的故障也占有相當(dāng)大的比例。因此，我們?cè)跍y(cè)試過(guò)程中應(yīng)建立這種故障模型，從故障結(jié)果進(jìn)行分析，判斷造成故障的影響因素。

計(jì)算型故障模型

對(duì)于部分軟件程序，常需要進(jìn)行大量的計(jì)算，因此該模型應(yīng)該盡可能包括關(guān)于計(jì)算方面的各種錯(cuò)誤。包括變量的定義與使用方面的錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)的冗余；數(shù)組變量的越界錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)類(lèi)型不匹配的錯(cuò)誤；還有數(shù)據(jù)操作方面錯(cuò)誤，包括函數(shù)調(diào)用參數(shù)傳遞錯(cuò)誤、賦值語(yǔ)句錯(cuò)誤等。

在建立計(jì)算型故障模型的時(shí)候，要定義數(shù)據(jù)并且對(duì)這些數(shù)據(jù)執(zhí)行各種故障操作，盡可能使模型比較完善。體現(xiàn)在功能層面上，可以使用非法的操作數(shù)和操作符組合來(lái)驗(yàn)證計(jì)算要求的合法性、強(qiáng)制使計(jì)算結(jié)果溢出考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的正確性、同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作檢測(cè)數(shù)據(jù)共享性等方法來(lái)建立故障模型。

流程型故障模型

這是一種程序控制流的故障模型，是對(duì)在程序中同樣占很大比例的循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)建立的模型。循環(huán)故障主要包括永不循環(huán)故障和死循環(huán)故障，這主要是由循環(huán)條件錯(cuò)誤引起的。循環(huán)條件的錯(cuò)誤中包括變量錯(cuò)誤和運(yùn)算符錯(cuò)誤，在未執(zhí)行循環(huán)之前，循環(huán)變量的初值設(shè)置出錯(cuò)以致永不循環(huán)；進(jìn)入循環(huán)以后，循環(huán)變量的值不作修改以致發(fā)生死循環(huán)。

而分支故障則包括判定條件故障和謂詞結(jié)構(gòu)故障，由于判定條件的出錯(cuò)或者變量初值設(shè)置錯(cuò)誤而導(dǎo)致不執(zhí)行分支結(jié)構(gòu)；對(duì)于進(jìn)入了分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行，可能因?yàn)橹^詞的錯(cuò)誤而提前退出分支結(jié)構(gòu)。

由此可知，流程型故障模型很可能是由一串連續(xù)的故障所組成的。因此在軟件功能測(cè)試中，我們可以通過(guò)判斷軟件流程是否正確執(zhí)行、功能分支是否覆蓋全面、循環(huán)操作是否正常結(jié)束等方法來(lái)檢測(cè)軟件流程的正確性。

資源型故障模型

資源型故障模型是在文件系統(tǒng)超載、系統(tǒng)介質(zhì)忙或不可用、介質(zhì)損壞等情況下，運(yùn)行被測(cè)程序進(jìn)行測(cè)試。此類(lèi)故障模型的建立通常需要輔助測(cè)試工具進(jìn)行環(huán)境的模擬。當(dāng)磁盤(pán)負(fù)荷到達(dá)一定程度或可用物理資源十分有限時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)程十分容易進(jìn)入“死鎖”狀態(tài)或出現(xiàn)不可恢復(fù)的錯(cuò)誤。產(chǎn)生死鎖的根本原因在于系統(tǒng)提供的資源個(gè)數(shù)少于并發(fā)進(jìn)程所要求的該類(lèi)資源數(shù)。顯然，由于資源有限，不可能為所有要求資源的進(jìn)程無(wú)限制地提供資源。

但是，可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ赃_(dá)到消除或規(guī)避“死鎖”的目的。因此判斷軟件在何種操作下會(huì)導(dǎo)致“死鎖”以及軟件對(duì)介質(zhì)損壞的糾錯(cuò)能力也就變得極其重要。所以我們應(yīng)該建立這種故障模型，并給出相應(yīng)的測(cè)試用例。