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什么是黑箱方法？钟敏仁132012112 电子2班摘要：黑箱方法，是通过考察系统的输入、输出及其动态过程，他在社会中是普遍存在的，很多时候我们都在应用着它。
他可以应用于军事，可以用于中医看病，可以用于人口研究，可以探索未知事物，亦可以用于日常生活……黑箱方法，又称“黑箱系统辨识法”，是通过考察系统的输入、输出及其动态过程，来定量或定性地认识系统的功能特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种控制论认识方法。
黑箱方法注重整体和功能，兼有抽象方法和模型方法的特征。
黑箱亦称“黑盒”、“黑匣”、“闭盒”。
它是控制论中的一个概念，指内部构造还不清楚，由于条件的限制，只能通过外部观测和试验去认识其功能和特性的系统。
例如人的大脑、地球、密封的仪器等，都可以看作是黑箱。
人们把外部对黑箱的影响称为黑箱的输入，把黑箱对外部的反应称为黑箱的输出。
研究黑箱主要有两种方法：第一种方法就是通过一定的手段进入研究对象的内部，直接观察其内部结构，直接控制它的内部运动。
这个方法在运用过程中通常采用两个主要的手段：输入和输出。
人们把从外部对黑箱进行影响称为黑箱的输入，把黑箱对外部输入的反应称为黑箱的输出。
艾什比指出，“黑箱问题在各门科学中都是普遍存在的。
在神经生理学中，人们通过观察对动物的刺激和反应来推断其内部神经结构；在日常生活中黑箱也普遍的存在。
例如一个人在开门，当他打不开门时，不必卸下门锁，即是将门把手上下左右的转动（输入），看门闩开不开（输出）。
这就是运用了黑箱方法。
”黑箱方法可以说古已有之，中国的中医看病就是其中之一，通常是通过“望、闻、问、切”等外部观测来诊断病情，并不进行开刀解剖，这就是典型的黑箱方法。
作为一种现代的科学方法，是从20世纪50年代开始的。
1956年，艾什比在他所写的《控制论等论》中对黑箱方法作了比较系统的阐述。
首先他明确了什么是黑箱问题。
他认为；“黑箱问题是在电机工程中出现的。
给电机师一个密封箱，上面有些输入接头、可以随意通上多少电压、电击或任何别的干扰；此外有些输出接头，可以借此作他所能作的观察。
“黑箱法”是指一个系统内部结构不清楚.或恨（根）本无法弄清楚时,从外部输入控制信息,使系统内部发生反应后输出信息,再恨据其输出信息来研究其功能和特性的一种方法。
1945年，控制论创始人N.维纳提出了“封闭盒”概念及其研究途径。
1948年，W.R.阿什比提出了黑箱概念，他说的黑箱就是维纳所说的封闭盒。
所谓“黑箱”，就是指那些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状体的系统，比如人们的大脑只能通过信息的输入输出来确定其结构和参数。
“黑箱”研究方法的出发点在于：自然界中没有孤立的事物，任何事物间都是相互联系，相互作用的。
所以，即使我们不清楚黑箱的内部结构，仅注意到它对于信息刺激如何作出反映，主义到它的输入--输出关系，就可以对它作出研究。
黑箱法从综合的角度为人们提供了一条认识事物的重要途径，尤其对某些内部结构比较复杂的系统，对迄今为止人们的力量尚不能分解的系统，黑箱理论提供的研究方法是非常有效的黑箱概念黑箱亦称“黑盒”或“黑匣”。
它是指内部构造还不清楚，由于条件的限制，只能通过外部观测和试验去认识其功能和特性的系统。
例如人的大脑、地球、密封的仪器等，都可以看作是黑箱。
我们把外部对黑箱的影响称为黑箱的输入，把黑箱对外部的反应称为黑箱的输出。
黑箱方法，也称“黑箱系统辨识法”。
通过观测外部输入黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系，来探索黑箱的内部构造和机理的方法。
“黑箱”指内部构造和机理不能直接观察的事物或系统。
黑箱方法注重整体和功能，兼有抽象方法和模型方法的特征。
所谓黑箱方法，就是通过考察系统的输入、输出及其动态过程，而不通过直接考察其内部结构，来定量或定性地认识系统的功能特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种控制论认识方法。
黑箱方法，就是在不打开黑箱的情况下，只是通过外部观测、试验，找出输入和输出的关系，并由此来研究黑箱的功能和特性，探索其构造和机理的一种科学方法。
黑箱方法的出发点??“黑箱”的研究方法的出发点在于：自然界中没有孤立的事物，任何事物间都是相互联系，相互作用的，所以，即使我们不清楚“黑箱”的内部结构，仅注意到它对于信息刺激作出如何的反应，注意到它的输入—输出关系，就可对它作出研究。
黑盒测试(black—box testing)又称功能测试、数据驱动测试或基于规范的测试。
用这种方法进行测试时，被测程序被当作看不见内部的黑盒。
在完全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下，测试者仅依据程序功能的需求规范考虑确定测试用例和推断测试结果的正确性。
因此黑盒测试是从用户观点出发的测试，黑盒测试直观的想法就是既然程序被规定做某些事，那我们就看看它是不是在任何情况下都做的对。
完整的“任何情况”是无法验证的，为此黑盒测试也有一套产生测试用例的方法，以产生有限的测试用例而覆盖足够多的“任何情况”。
由于黑盒测试不需要了解程序内部结构，所以许多高层的测试如确认测试、系统测试、验收测试都采用黑盒测试。
黑盒测试首先是程序通常的功能性测试。
要求：每个软件特性必须被一个测试用例或一个被认可的异常所覆盖；用数据类型和数据值的最小集测试；用一系列真实的数据类型和数据值运行，测试超负荷、饱和及其他“最坏情况”的结果；用假想的数据类型和数据值运行，测试排斥不规则输入的能力；对影响性能的关键模块，如基本算法、应测试单元性能(包括精度、时间、容量等)。
不仅要考核“程序是否做了该做的?”还要考察“程序是否没做不该做的2”同时还要考察程序在其他一些情况下是否正常。
这些情况包括数据类型和数据值的异常等等。
下述几种方法：(a)等价类划分，(b)因果图方法，(c)边值分析法，(d)猜错法，(e)随机数法，就是从更广泛的角度来进行黑盒测试。
每一个方法都力图能涵盖更多的“任何情况”，但又各有长处，综合使用这些方法，会得到一个较好的测试用例集。
1.等价类划分等价类划分是一种典型的黑盒测试方法。
等价类是指某个输入域的集合。
它表示对揭露程序中的错误来说，集合中的每个输入条件是等效的。
因此我们只要在一个集合中选取一个测试数据即可。
等价类划分的办法是把程序的输入域划分成若干等价类，然后从每个部分中选取少数代表性数据当作测试用例。
这样就可使用少数测试用例检验程序在一大类情况下的反映。
常用黑盒测试方法四种1.等价类划分法等价类划分法是一种黑盒测试方法，通过将输入域分为若干个等价类，从每个等价类中选择最具代表性的数据来设计测试用例。
这种方法可以有效减少测试用例的数量，同时保证覆盖所有可能的情况。
例如，如果一个输入要求在1到100之间的整数，我们可以选择一个小于1的数、一个大于100的数、一个在1到100之间的数等作为等价类的代表值来设计测试用例。
2.边界值分析法边界值分析法是一种常用的黑盒测试方法，其核心思想是在测试用例设计中重点关注输入值的边界情况。
通过测试边界值附近的数据，可以发现很多潜在的程序错误。
例如，假设有一个要求输入1到100之间的整数的功能，那么我们可以设计测试用例输入1和100以及他们的临界值2和99，来检测程序在边界情况下的表现。
3.因果图法因果图法是一种黑盒测试方法，通过绘制因果图来表示系统中不同因素之间的关系，然后根据因果图设计测试用例。
这种方法能够帮助测试人员快速理解系统的复杂逻辑和交互关系，并设计出全面有效的测试用例。
例如，当测试一个电商系统的下单功能时，我们可以绘制因果图标明用户添加商品到购物车、选择支付方式和确认订单等操作之间的因果关系，然后设计针对不同路径的测试用例。
4.状态迁移法状态迁移法是一种常用的黑盒测试方法，主要用于测试基于状态的系统或功能。
通过分析系统在不同状态下的行为，设计测试用例来覆盖系统可能的状态转移路径，以验证系统在不同状态下的正确性。
例如，测试一个简单的登录功能时，可以设计测试用例来覆盖用户登录成功、登录失败等不同状态下的情况，检验系统在状态转移时的表现。
以上是四种常用的黑盒测试方法，每种方法都有其独特的优势和适用场景，在实际测试工作中可以根据具体情况选择合适的方法来设计测试用例，提高测试效率和覆盖率。
黑盒测试是软件测试的重要手段之一，通过有效的测试方法和用例设计可以帮助发现潜在的问题，保证软件质量。
