操作系统基础知识

操作系统的类型

计算机操作系统主要有以下几种类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、微机操作系统、多处理机操作系统等。

1. 单道批处理操作系统

最早出现的一种操作系统，严格地说，只能算是操作系统的前身。

2. 多道批处理操作系统

系统内可以同时运行多道作业。资源利用率高，系统吞吐量大。

3. 分时操作系统

分时系统是指一台主机上连接了多个终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，每个用户都可以通过自己的终端以交互方式使用该计算机的系统。 Linux 、 UNIX 都是典型的多用户多任务的分时系统。

4. 实时操作系统

所谓实时就是“立即”、“现在”的意思。是指对随机发生的外部事件能及时作出响应和处理。实时操作系统的设计目标主要是实时响应及处置能力、高可靠性和安全性。计算机要及时响应外部事件的请求，并能以足够快的速度完成对事件的处理，一般要求响应时间为秒级、毫秒级甚至微秒级；而对系统资源的利用率要求不高，甚至为保证高可靠性而采用各种冗余设计。

5. 多处理器操作系统

多处理器具有多个 CPU ，这些 CPU 共享系统中的总线、时间、内存及外围设备等。

6. 网络操作系统

网络操作系统除了具有通常单机操作系统所具有的功能外，还应具有以下网络支持功能：

网络通信；资源管理；网络服务；网络管理；互操作能力。

目前流行的网络操作系统以及具有联网功能的操作系统主要有 NetWare 系统、 Windows 系统、 UNIX 、 Linux 等。网络操作系统已比较成熟，它必将随着计算机网络的广泛应用而得到进一步的发展和完善。

7. 分布式系统

分布式系统由若干台独立的计算机构成，整个系统给用户的印象如同是一台计算机。实际上，系统中每台计算机都有自己的局部内存和外部设备，它们即可独立工作（自治性），又可以合作。在这个系统中各机器可以并行操作且有多个控制中心，即具有并行处理和分布式控制的功能

8. 分布式操作系统与网络操作系统的比较

1) 分布性。分布式操作系统不是集中地驻留在某一人站点中，而是较均匀地分布在系统的各个站点上。资源、功能、任务和控制是分布在整个系统中的。计算机机网络的控制功能则大多是集中在某个（些）主机或网络服务器中，或者说控制方式是集中式。

2) 并行性。分布式操作系统的任务分配程序可将多个任务分配到多个处理单元上，使这些任务并行执行，从而加速了任务的执行。计算机网络中，每个用户的一个或多个任务通常都在自己（本地）的计算机上处理，因此，在网络操作系统中通常无任务分配功能。

3) 透明性。分布式操作系统通常能很好地隐藏系统内部的实现细节。如对象的物理位置、并发控制、系统故障等对用户都是透明的。网络操作系统，虽然它也具有一定的透明性，但主要是指在操作实现上的透明，用户必须明确指定操作的源地址和目标地址。

4 ）共享性。在分布式系统中，分布在各个站点上的软、硬件资源可供全系统中的所有用户共享，并能以透明的方式对它们进行访问。网络操作系统虽然也能提供资源共享，但所共享的资源大多是设置在主机或网络服务器中，而在其它机器上的资源则通常仅由使用该机的用户独占。

5 ）多机合作和健壮性。多机合作是自动的任务分配和协调，而健壮性表现在，当系统中有一个甚至几个计算机或通路发生故障时，其余部分可自动重构成为一个新的系统，该系统仍可以工作，甚至可以继续其失效部分的工作或全部工作，当故障排除后，系统自动恢复到重构前的状态。这种自动恢复功能就体现了系统的健壮性，即具有较好的可用性和可靠性。网络操作系统其控制功能大多集中在主机或服务器中，这使系统具有潜在的不可靠性，系统的重构功能也较弱。分布式系统的根本出发点和目的就是因为它具有多机合作和健壮性。正是由于多机合作，系统才具有响应时间短、吞吐量大以及可用性好和可靠性高等特点。

操作系统的功能与特征

1. 操作系统的功能

操作系统是一个资源管理器，其主要任务是管理系统资源。

操作系统的五大基本管理功能：处理机管理（ CPU ）、内存管理、设备管理、文件管理、作业管理。

2. 操作系统的特征

并发性、共享性、异步性、虚拟性。

操作系统简介

1.UNIX 操作系统

UNIX 操作系统是当代最具代表性的多用户多任务分时系统。 UNIX 系统是唯一在微机工作站、小型机到大型机上都能运行的操作系统，它已成为当今世界最流行的多用户任务分时操作系统。

2.Linux 操作系统

Linux 是目前全球最大的一个自由免费软件，其本身是一个功能可与 Unix 和 Windows 相媲美的操作系统。 Linux 包含了 UNIX 的全部功能和特性，它具有良好的安全性和稳定性，具有完备的网络功能，目前主要应用于中、高档服务器中。

Linux 的特点：开发性、多用户、多任务系统、出色的速度性能、友好的用户接口、强大的网络功能、可靠的系统安全、支持多种文件系统、完善的技术支持体系。

软件工程的测试阶段是软件开发过程中工作量最大的阶段之一，随着软件测试工作日益得到重视，测试工具的应用已经成为普遍趋势。测试工具一般可分为白盒测试工具、黑盒测试工具、性能测试工具，别外还有用于测试管理（测试流程管理、缺陷跟踪管理、测试用例管理）的工具。其他测试工具（专用测试测试，如针对数据库测试的工具，对应用性能进行优化的工具等）。

测试工具的选择

建议从以下几个方面来权衡和选择

1. 功能

除了测试工具所提供的基本功能外，还可参考其它的功能需求，如报表功能、测试工具的集成能力、操作系统和开发工具的兼容性。

2. 价格

自主制作一个工具

有些情况下，我们需要自己制作测试工具：

l         操作系统不兼容：市场上没有现成的工具与正在使用的各种操作系统兼容，所以需要考虑制作一个在专门的测试环境下运行的定制工具。例如： Linux 下的消耗 CPU 的工具。

l         应用程序不兼容：正在测试的应用程序包含一个特殊元素，如一个自定义的控件或第三方插件，它和市场上存在的任何记录 / 回放工具都不兼容。例如：公司产品：录像播放器。

l         专项测试的需要：为了取得最佳的测试效果，以便对不能使用 GUI 测试工具的，复杂的和关键的组件进行自动测试。例如： agent 报文捕获率的测试。

自动测试：选择最好的实践

不要过分依赖记录 / 回放工具。

功能性测试工具（也称为记录 / 回放工具），只是无数可供利用的测试工具中的一种。记录 / 回放机制能够增强测试工作的效果，但是我们不应该只使用这一种自动测试方法。即使使用最好的记录 / 回放自动测试技术，它们还是有局限性。

1 ）硬编码的数值。

2 ）非模块化的、不易维护的脚本。

3 ）缺乏可重用性的标准。

尽量使回归测试自动化

回归测试确定的是：在修改先前的错误或者向应用程序添加新功能时，是否引放了新的错误，这些错误影响以前运行正常的功能。回归测试应该发现这些新引入的缺陷。

了解自动测试工具对测试工作的影响

自动测试工具只是解决方案的一部分，它们不能解决所有测试工作中的问题。自动测试工具决不能代替指导测试工作的分析技能，也不能替代手工测试。我们必须把自动测试看作是对手工测试过程的补充。

自动化测试可以帮助测试人员做到：

（ 1 ）提高测试执行的速度；

（ 2 ）提高运行效率；

（ 3 ）保证测试结果的准确性；

（ 4 ）连续运行测试脚本；

（ 5 ）模拟现实环境下受约束的情况。

自动化测试不能做到的是：

（ 1 ）所有测试活动都可以自动完成；

（ 2 ）减少人力成本；

（ 3 ）毫无成本的得到；

（ 4 ）降低测试的工作量。

附：测试工具介绍

IBM rational 测试工具：

测试缺陷管理工具 ClearQuest

性能测试工具： Rational Performance Tester （ TestManager 、 Robot ）

功能测试工具： Functional Tester （ Test XDE ）

单元测试工具： IBM/Rational PurifyPlus

– Purify ：白盒测试工具，自动定位内存相关错误

– Quantify ：白盒测试工具，用于性能瓶颈分析

– Pure Coverage ：白盒测试工具，记录代码覆盖率。发现未被测试的代码

– TestFactory ：可靠性测试

– Robot  自动测试工具，类似 WINRUNNDER ，加上 VT 可以做并发测试

– TestManager      测试计划制定及执行工具

Mercury 测试工具

功能测试： WinRunner  ， LoadRunner ， TestDirector

开源工具

测试框架： Junit 、 NUnit 、 HttpUnit 、 CppUnit

性能测试： JMeter

测试覆盖率工具： clover.net

参考文献：

《软件评测师考试考点分析与真题详解》 — 电子工业出版社

《有效软件测试 — 提高软件测试的 50 条建议》 — 清华大学出版社

《系统分析师常用工具》 — 清华大学出版社

本文档的ppt

相同点

不同点

QA

TEST

QA

TEST

保证和提高产品质量

关注过程

SQA 重点是对软件开发过程进行监督管理、控制

关注产品

TESTER 重点是对软件开发的成果进行检查、控制

以组织标准过程和项目已定义过程为依据

以产品需求为依据

以评审和审计为主要手段

以模拟各种场景的实际使用为手段

重在发现和提出过程存在的问题

重在发现产品存在的缺陷

重在预防

重在发现和纠正

-- 摘自《软件评测师考试考点分析与真题详解》

通用术语：

l         软件错误（ software error ）

l         软件缺陷（ software defect ）

l         软件故障（ software fault ）

l         软件失效（ software failure ）

(1)    软件错误（ software error ）

软件错误是指在软件生存期内的不希望或不可接受的人为错误，其结果将导致软件缺陷的产生。“错误”还可广义定义为：“不正确的事务和行为”。软件错误是一种人为的过程，对软件本身是一种外部行为。

(2)    软件缺陷（ software defect ）

软件缺陷是存在于软件（文档、数据、程序）之中的那些不希望或不可接受的偏差，其结果是软件运行于某一特定条件时将出现软件故障，这时称软件缺陷被激活。

“缺陷”被认为是“欠缺和不够完备的地方”。软件的欠缺和不完备主要是针对产品说明书而言的。按一般定义，只要软件出现的问题符合下列 5 种情况的任何一种，就叫做软件缺陷。

1.       软件未达到产品说明书中标明的功能；

2.       软件出现了产品说明书中指明的不会出现的错误；

3.       软件功能超出了产品说明书指明的范围；

4.       软件未达到产品说明书虽未指出但应达到的目标；

5.       软件测试人员认为软件难以理解、不易使用、运行速度慢、和最终用户认为不好使用。

(3)    软件故障（ software fault ）

软件故障是指在软件运行过程中出现的一种不希望或不可接受的内部状态。软件故障是一种状态行为，是指一个实体发生障碍和毛病。软件故障在 ISO14598 软件产品评价标准中的定义是：计算机程序中不正确的步骤、过程和数据定义。

(4)    软件失效（ software failure ）

软件失效是指在软件运行时产生的一种不希望或不可接受的外部行为结果。软件失效是系统行为对用户要求的偏离，是一种面向用户的概念。这就是说，失效意味着系统是在运行，而且只有在执行程序过程中才会发出软件失效。

要发现潜在的失效，可以通过设计审查、代码阅读和其他复审等测试方法进行检查。

综合软件问题分类的定义和分析，我们可以得出：软件错误是一种人为的错误，一个软件错误必定产生一个或多个软件缺陷。当一个软件缺陷被激活时，便产生一个软件故障；同一个软件缺陷在不同条件下被激活，可能产生不同的软件故障。软件故障若没有及时地使用容错措施加以处理，便不可避免地导致软件失效；同一个软件故障在不同条件下可能产生不同的软件失效。这就是软件失效的现象和机理。

软件失效机理可描述为：软件错误 à 软件缺陷 à 软件故障 à 软件失效

软件配置管理的作用：

通过软件配置管理，严格执行软件开发过程控制，使软件开发的各个过程阶段（）置于软件配置管理控制之下，真实地记录软件生命周期内的全部过程活动，使软件开发从无形变成有形，从无法管理变成有章可循。

通过软件配置管理，严格执行软件版本控制（），做到完整保存各种历史软件，有利于验证和比较测试、联试中出现的问题；严格执行软件更改控制，严格审批更动过程。

配置管理内容：确立基线；建立 3 库（开发库、受控库、产品库）；出入库管理和审计；状态报告和查询。

测试管理组包括评审小组、测试小组和支持小组。

软件测试过程分成 4 个阶段：单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。

软件测试文档描述要执行的软件测试及测试的结果。

测试文件的类型：测试计划和测试分析报告。

测试文件的重要性表现在：
（ 1 ）验证需求的正确性；
（ 2 ）检验测试资源；
（ 3 ）明确任务的风险；
（ 4 ）生成测试用例；
（ 5 ）评价测试结果；
（ 6 ）再测试；
（ 7 ）决定测试的有效性。

软件工程领域要考虑的风险类型：（ 1 ）项目风险；（ 2 ）技术风险；（ 3 ）商业风险。

风险条目检查表：
（ 1 ）产品规模风险；
（ 2 ）商业影响风险；
（ 3 ）客户相关风险；
（ 4 ）过程风险；
（ 5 ）技术风险；
（ 6 ）开发环境风险；
（ 7 ）与人员数目及经验相关的风险。

在 2003 年颁布的 GB/T16260-2003(ISO 9126-2001) 《软件工程 产品质量》质量模型中，提出易用性包含易理解性、易学习性和易操作性；即易用性是指在指定条件下使用时，软件产品被理解、学习、使用和吸引用户的能力。

（ 1 ）易理解性；（ 2 ）易学习性；（ 3 ）易操作性；（ 4 ）吸引性；（ 5 ）依从性。

易用性测试包括针对应用程序的测试，同时还包括对用户手册系统文档的测试。通常采用质量外部模型来评价易用性。包括如下方面的测试：
（ 1 ）易理解性测试；
（ 2 ）易学性测试；
（ 3 ）易操作性测试；
（ 4 ）吸引性测试；
（ 5 ）易用的依从性测试。

易用性测试方法有：静态测试；动态测试；动态和静态结合测试。

软件质量模型将质量属性划分为 6 种特性：功能性、可靠性、易用性、效率、维护性和可移植性。

易用性与可靠性是正相关的；易用性与安全性（功能性的子特性）的某些方面是负相关的。

安装测试的主要工作（安装的易用性）：
（ 1 ）安装手册的评估；
（ 2 ）安装的自动化程度测试；
（ 3 ）安装选项和设置的测试；
（ 4 ）安装过程的中断测试；
（ 5 ）安装顺序测试；
（ 6 ）多环境安装测试；
（ 7 ）安装的正确性测试；
（ 8 ）修复安装测试和卸载测试。

功能易用性测试：
（ 1 ）业务符合性；
（ 2 ）功能定制性；
（ 3 ）业务模块的集成度；
（ 4 ）约束性；
（ 5 ）交互性；
（ 6 ）系统信息与错误提示。

界面整体测试指对界面的规范性、一致性、合理性等进行测试和评估。

国家有关计算机软件产品开发文件编制指南（）中共有 14 种文件，可分为 3 大类。

1．  开发文件：可行性研究报告、软件需求说明书、数据要求说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、数据库设计说明书、模块开发卷宗。

2．  用户文件：用户手册、操作手册。

3．  管理文件：项目开发计划、测试计划、测试分析报告、开发进度月报、项目开发总结报告。

用户文档分类：联机帮助；样例、示例和模板；包装；宣传与广告；其他。

用户文档的作用：改善易安装性；改善软件的易学性与易用性；改善软件可靠性；降低技术支持成本。

用户文档测试方法：技术校对；功能测试；其他辅助方式。

用户文档测试要点：文档的读者群；文档的术语；文档的正确性；文档的完整性；文档的一致性；文档的易用性；样例与示例；文档的语言；印刷与包装质量。

用户手册、操作手册的测试：“严格”地使用系统；“随心所欲”地使用系统；尝试文档中的每个建议和注意事项；描述的准确性；从用户角度看手册。

联机帮助的测试：准确性、用户的查询；帮助主题的完整性；帮助的风格。

软件安全性是与防止对程序和数据的非授权的故意或意外访问的能力相关的软件产品属性。软件安全性的测试包括程序和数据安全性的测试。

安全测试内容：用户认证机制、加密机制、安全防护策略、数据备份与恢复、防病毒系统。

安全测试策略：

（ 1 ）安全防护体系：实体安全、平台安全、数据安全、应用安全、通信安全、运行安全、组织安全、管理安全。

（ 2 ）安全保护国家标准：用户自主保护级、系统审计保护级、安全标记保护级、结构化保护级、安全域级保护级。

为保证实体、数据、平台、应用、运行等的安全，主要采用以下几种安全防护技术：防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描、安全审计、病毒防治、 Web 信息防篡改。

安全测试方法：

主动发现方法：功能验证、漏洞扫描、模拟功能、侦听技术。