信息系统性能测试技术分析实证

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关键词：信息系统；软件性能；测试模型

引言

信息技术与计算机技术的有机融合，促进了多类行业发展的转型与升级。因此，计算机的应用系统模型开启了多方位发展模式。在计算机的使用过程中，系统内部任何环节的漏洞都会对实际操作中的数据处理及实践效果产生破坏性影响，造成应用系统功能缺失与应用系统性能降低的情况，使用户的体验感与应用效率较差，因此，有必要对新建信息系统进行全面的性能测试；当前专业领域用户的操作行为呈现多元化趋势，且用户数量不断增长，为计算机应用系统的性能测试带来困难与挑战。提高信息系统性能测试工作的重视程度，强化系统性能测试机制与流程，才能充分发挥信息系统的使用价值。

1新建信息系统项目性能测试

1.1系统性能结构模型

性能测试是综合系统测试的环节之一，是在功能性测试已经完成的基础上，以用户的使用角度，对整个项目系统进行测试。因此，对于性能系统的测试工作，需在其他功能已经相对成熟稳定的情况下进行。系统性能结构模型如图1所示。由图1可知，信息系统的性能受到运行状况、业务运作、用户使用等多项因素的影响，信息系统中详细的性能指标以业务及系统两方面进行综合型衡量。信息系统性能结构的组成把性能指标与性能影响因素进行概括性整合，创建逻辑化的信息系统模型。在性能结构模型中表明了衡量系统的关键性指标与环境、用户、业务这3方面影响因素的关系结构。

1.2应用系统性能指标

基于系统性能结构模型的构建，将性能指标具体分化为以下6种，以下指标对系统性能进行衡量评估[1]。1）资源利用率：通常以资源之际使用量与资源可用量之间的比值进行衡量；例如CPU利用率、网络利用率及内存利用率，主要由性能计算器进行统计。2）响应时间：从端口发出请求为起点，以服务器端口返回响应为终点，这一流程中所需时间长短为响应时间；在性能检测过程中，以压力发起端到返回处理器终点的时间为计量。3）并发用户数：并发用户数所表示的是同一时刻内开始系统业务操作的用户数。长连接系统的接入能力以最大并发用户数表示，而短连接系统的最大数值则与接入能力不相等。4）系统处理能力：通过利用硬件与软件平台对信息进行处理的能力，通常以HPS与TPS来衡量；系统处理能力的主要评价依据来自系统内每一秒钟所处理的真实交易数量。5）网络吞吐量：在网络畅通的情况下，一定时间内网络的通过数据，网络吞吐量能够衡量网络设备与链路传输的需求；在数据指标接近最大值时，则应该对网络设备进行升级。6）并发接入能力：表示的是同一时段内能够接入的最大连接用户量，该指标能够体现多任务连接情况下访问控制与状态跟踪的能力，该指标的数值大小间接性决定了系统能够承受的最多信息点。

1.3系统性能主要影响因素

应用系统项目主要受3方面因素的影响。首先，受环境因素影响，在针对CPU数量不一致的系统性能测试获取的相关数据指标也发生改变，因此，系统配置的差异对系统性能造成较大影响；受业务因素影响，由于时段与并发用户数的不同，所产生的交易类型与性能特征也随之变化，当安装配置相同时，系统性能同样受到各类数据量级别的影响；受到用户因素影响，系统内部的功能交互与处理流程都不尽相同，因此对服务器形成的负载压力也不相同[2-3]。

2新建信息系统项目性能测试流程

2.1调研阶段

调查阶段的主要工作任务是创建性能测试实施团队，对用户需求展开调研及分析，通过明确测试目标对测试任务进行规划与制定[4]。1）性能测试实施团队：创建不同测试任务，对相关人员进行选拔，完成团队的组建。2）用户需求调研及分析：对业务状况、系统结构、功能作用、用户信息等多方面内容进行调研，充分了解被测系统的设备部署、市场背景、网络拓扑等信息。3）测试计划制定：对各项测试活动的流程进行规划，针对性能测试任务做出时长估算。

2.2准备阶段

1）测试目标及范围：关于测试目标的制定，应做到精准化描述性能测试中的相应指标；关于测试范围，需要将系统性能与耦合度高的关联系统进行描述，详细阐明待测试系统的特性。2）测试结构模型设计：对于已经完成上线的系统，应将生产系统的业务量进行描述与分析，在此基础上表明交易工作的具体名称与占比；如果涉及到多系统测试，要交代清楚其交易路径。3）测试策略：测试策略需要标明的内容是压力的发起方式、增加方式及测试任务。对于测试任务中类别、方法的表述应完整清楚。4）测试环境要求：对于系统测试环境要求的描述，侧重点放在网络拓扑图、测试设施配置表及相关软件系统上面[5]。

2.3执行阶段

处于测试执行阶段时，可以利用测试工具展开场景测试，并且在监控工具的辅助下获得系统性能指标，完成测试数据的收集；执行阶段需要结合实际情况对系统进行回归测试与优化；执行阶段中的监控测试与场景测试的执行相一致，在开始时，运行监控程序，执行阶段后再结束监控数据的收集[6-7]。

2.4报告阶段

关于测试报告的内容，应将此次测试的目标及范围进行确切的表述，并分析此次测试内容的特点。再出现生产环境与测试环境不一致的情况下，报告应针对差异展开描述，结合差异化情况分析对测试造成的影响；测试报告中的结论分析需要包含性能测试的具体执行流程，对测试结果进行数据对比与分析。

2.5总结阶段

系统性能测试的阶段中，关键工作是将测试任务与测试技术展开分析总结，重新归档测试工作中生成的重要资产；通常情况下总结阶段的内容有整体活动介绍、被测系统任务介绍、实际测试过程中出现的问题以及问题的处理办法等内容[8]。

3实例研究

通过将某能源行业中的某系统项目测试作为实例，对性能结构、测试流程的实操应用展开进一步说明。

3.1测试调研阶段

本次测试主要针对A、B两部分结构内容，希望通过测试对A、B两个模块处于不同并发压力下所产生的数据展开收集，对系统中瓶颈点进行定位。关于A模块的个性化测试任务有附件的上传与下载、查询服务以及业务流程这三大功能；关于B模块的个性化测试是实现大文档的线上编辑功能。

3.2测试准备阶段

3.2.1项目性能指标规划首先，对于响应时间的设计是以主观判断下能够接受的最大测试数值为准，初始化平均响应时间在20s以内；其次，系统的在线用户数量平均数值在400个左右，其中最大用户数在1000个左右，基于生产环境下，应用与数据可的服务器数量应是测试环境的两倍，因此，在规划的在线用户数量测试中，最大值在500以内；系统项目的利用率与服务器中CPU的利用率设定在70％以内。

3.2.2测试策略制定通过使用具有预判系统行为与性能负压测试的LoadRunner[9]，对Web服务器产生压力，由于测试过程中会产生较大的网络符合，因此，采用的是梯度增加并发用户的办法对服务器逐渐发出压力，并对网络负载情况进行实时监控。

3.3测试执行阶段

系统的测试执行阶段是按照由单交易到混合场景的压力测试顺序进行的，此次测试实验最开始的增压策略是根据不同的交易类型进行差异化设定的；混合场景模式下，通过项目组上交的业务模型配置与交易任务的混合场景压力在50个在线用户数的基础上，收集具体交易时间与系统服务器资源的利用率等性能数据。

3.4测试报告阶段

由于测试报告中的内容较为冗杂，因此，将针对性的对混合场景报告结论进行详细说明。3.4.1平均响应时间截取响应时间内相应操作事务进行内容分析，不考虑排列顺序的情况下，可以观察到每轮测试得出的响应时间最长的3个操作事务基本保持一致，并且受并发用户数的增长的同时，响应时间均做到同步上升。结合平均响应时间发展变化情况，可以得出，附件上传步骤的响应时间受并发用户数的增长而出现规律性的缓慢增长，用户数由50升至400的过程中，平均响应时间高低相差52.39s；创建定价信封复查表步骤的响应时间受并发用户的增长而规律性的快速增长，在并发用户数由50升至400的过程中，平均响应时间高低相差99.36s，相比附件上传步骤，受并发用户数增长影响较大；创建评估报告复查表的步骤的响应时间，在并发用户由50升至300时，呈现规律增长，但在并发用户数在300升至400这一过程中，响应时间出现缩短。3.4.2CPU利用率当在线用户数量在50~400中，数据库CPU的平均利用率保持在50％以内，并且随着数值增大呈现缓慢上升趋势，当在线用户数值升至500时，CPU的平均利用率达到70.69％，数值产生了24.28％的增长，表明这一段用户量的增长对CPU平均利用率的影响较大；而数据库中CPU的最大利用率当在线用户数由50~500升的过程中，呈现平缓增长状态，最大利用率的增长受在线用户数的影响而稳步增长，在50~500的过程中高低利用率相差22.34％，表明CPU的最大利用率较为符合在线用户数的变化。

3.5测试总结阶段

在此次系统项目的检测过程中，根据应用性能的结构模型与测试过程模型展开了工作。首先，对应用系统的测试需求展开分析，根据分析得出的结论明确用户的测试目的、指标以及范围，参照系统模型与业务特点，规划精细的应用性能测试策略[10];其次，制定完备的测试方案，做好测试环境的准备工作，并对测试脚本进行开发，完成相应的环境准备后，开始执行场景测试；最后，将测试得出的数据结果专业性分析，总结出最终的测试理论。

4结语

经分析可得，环境、业务、用户等多种因素均可对计算机应用系统性能进行干扰，只有消除异常元素，才能保障系统的稳定运行。与系统性能结构模型相结合，进行系统检测，找出各种干扰因素加以解决；此外，明确应用性能功能，及时探寻系统运行上限，进行系统性能的改善；在进行系统检测并分析的工作中，需要专业人员根据测试项目积累实践经验，充实软硬件、应用系统、测试技术的专业知识与能力。通过以上系统性能的检测，对于将来可能出现的运行瓶颈提供办法参考，进一步提升计算机应用系统性能水平。

参考文献

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[3]李辉.应用型自动化专业计算机课程体系建设与实践[J].实验技术与管理，2015，32（11）:166-169.

[4]李金忠，彭蕾，刘欢，等.大规模图计算系统研究进展[J].小型微型计算机系统，2017，38（10）:2394-2400.

[5]王俊昌，高亮，李涛.并行计算机系统中的计数算法研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2017，37（06）:81-89.

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[10]王曙燕，王超飞，孙家泽.基于方法调用关系的软件测试序列生成算法[J].计算机工程与设计，2018，39（10）:3043-3149.

作者：谢欣 单位：江苏中烟工业有限责任公司南京卷烟厂