— процесс выявления ошибок в программном обеспечении (ПО). Существующие на сегодняшний день методы тестирования ПО не позволяют однозначно и полностью устранить все дефекты и ошибки и установить корректность функционирования анализируемой программы особенно в закрытых частных программах. Поэтому все существующие методы тестирования действуют в рамках формального процесса проверки исследуемого или разрабатываемого ПО.
Такой процесс формальной проверки или верификации может доказать, что дефекты отсутствуют, с точки зрения используемого метода. (То есть нет никакой возможности точно установить или гарантировать отсутствие дефектов в программном продукте с учётом человеческого фактора, присутствующего на всех этапах жизненного цикла ПО).
Существует множество подходов к решению задачи тестирования и верификации ПО, но эффективное тестирование сложных программных продуктов — это процесс в высшей степени творческий, не сводящийся к следованию строгим и чётким процедурам или созданию таковых.
Тестирование ПО — попытка определить, выполняет ли программа то, что от неё ожидают. Как правило, никакое тестирование не может дать абсолютной гарантии работоспособности программы в будущем.
Для наглядности: почти все производители коммерческого ПО исправляют ошибки в своих продуктах.
Например: Корпорация Microsoft выпускает пакеты обновлений («Service Pack»), для своих операционных систем. Разработчики игр регулярно выпускают «патчи» для своих продуктов. Большинство разработчиков ПО после устранения ошибок выпускают обновлённую (новую) версию своей программы.
Тестирование программного обеспечения
Существует несколько признаков по которым принято производить классификацию видов тестирования. Обычно выделяют следующие признаки:
По объекту тестирования:
- Функциональное тестирование (functional testing)
- Нагрузочное тестирование
- Тестирование производительности (perfomance/stress testing)
- Тестирование стабильности (stability/load testing)
- Тестирование удобства использования (usability testing)
- Тестирование интерфейса пользователя (UI testing)
- Тестирование безопасности (security testing)
- Тестирование локализации (localization testing)
- Тестирование совместимости (compatibility testing)
По знанию системы:
- Тестирование чёрного ящика (black box)
- Тестирование белого ящика (white box)
- Тестирование серого ящика (gray box)
По степени автоматизированности:
- Ручное тестирование (manual testing)
- Автоматизированное тестирование (automated testing)
- Полуавтоматизированное тестирование (semiautomated testing)
По степени изолированности компонентов:
- Компонентное (модульное) тестирование (component/unit testing)
- Интеграционное тестирование (integration testing)
- Системное тестирование (system/end-to-end testing)
По времени проведения тестирования:
- Альфа тестирование (alpha testing)
- Тестирование при приёмке (smoke testing)
- Тестирование новых функциональностей (new feature testing)
- Регрессионное тестирование (regression testing)
- Тестирование при сдаче (acceptance testing)
- Бета тестирование (beta testing)
По признаку позитивности сценариев:
- Позитивное тестирование (positive testing)
- Негативное тестирование (negative testing)
По степени подготовленности к тестированию:
- Тестирование по документации (formal testing)
- Эд Хок (интуитивное) тестирование (ad hoc testing)
Уровни тестирования
- Модульное тестирование (юнит-тестирование) — тестируется минимально возможный для тестирования компонент, например, отдельный класс или функция. Часто модульное тестирование осуществляется разработчиками ПО.
- Интеграционное тестирование — тестируются интерфейсы между компонентами, подсистемами. При наличии резерва времени на данной стадии тестирование ведётся итерационно, с постепенным подключением последующих подсистем.
- Системное тестирование
— тестируется интегрированная система на её соответствие требованиям.
- Альфа-тестирование — имитация реальной работы с системой штатными разработчиками, либо реальная работа с системой потенциальными пользователями/заказчиком. Чаще всего альфа-тестирование проводится на ранней стадии разработки продукта, но в некоторых случаях может применяться для законченного продукта в качестве внутреннего приёмочного тестирования. Иногда альфа-тестирование выполняется под отладчиком или с использованием окружения, которое помогает быстро выявлять найденные ошибки. Обнаруженные ошибки могут быть переданы тестировщикам для дополнительного исследования в окружении, подобном тому, в котором будет использоваться ПО.
- Бета-тестирование — в некоторых случаях выполняется распространение версии с ограничениями (по функциональности или времени работы) для некоторой группы лиц, с тем чтобы убедиться, что продукт содержит достаточно мало ошибок. Иногда бета-тестирование выполняется для того, чтобы получить обратную связь о продукте от его будущих пользователей.
Часто для свободного/открытого ПО стадия Альфа-тестирования характеризует функциональное наполнение кода, а Бета тестирования — стадию исправления ошибок. При этом как правило на каждом этапе разработки промежуточные результаты работы доступны конечным пользователям.
Тестирование «белого ящика» и «чёрного ящика»
В терминологии профессионалов тестирования (программного и некоторого аппаратного обеспечения), фразы «тестирование белого ящика» и «тестирование чёрного ящика» относятся к тому, имеет ли разработчик тестов доступ к исходному коду тестируемого ПО, или же тестирование выполняется через пользовательский интерфейс либо прикладной программный интерфейс, предоставленный тестируемым модулем.
При тестировании белого ящика (англ. white-box testing , также говорят — прозрачного ящика ), разработчик теста имеет доступ к исходному коду программ и может писать код, который связан с библиотеками тестируемого ПО. Это типично для юнит-тестирования (англ. unit testing ), при котором тестируются только отдельные части системы. Оно обеспечивает то, что компоненты конструкции — работоспособны и устойчивы, до определённой степени. При тестировании белого ящика используются метрики покрытия кода.
При тестировании чёрного ящика, тестировщик имеет доступ к ПО только через те же интерфейсы, что и заказчик или пользователь, либо через внешние интерфейсы, позволяющие другому компьютеру либо другому процессу подключиться к системе для тестирования. Например, тестирующий модуль может виртуально нажимать клавиши или кнопки мыши в тестируемой программе с помощью механизма взаимодействия процессов, с уверенностью в том, все ли идёт правильно, что эти события вызывают тот же отклик, что и реальные нажатия клавиш и кнопок мыши. Как правило, тестирование чёрного ящика ведётся с использованием спецификаций или иных документов, описывающих требования к системе. Как правило, в данном виде тестирования критерий покрытия складывается из покрытия структуры входных данных, покрытия требований и покрытия модели (в тестировании на основе моделей).
Если «альфа-» и «бета-тестирование» относятся к стадиям до выпуска продукта (а также, неявно, к объёму тестирующего сообщества и ограничениям на методы тестирования), тестирование «белого ящика» и «чёрного ящика» имеет отношение к способам, которыми тестировщик достигает цели.
Бета-тестирование в целом ограничено техникой чёрного ящика (хотя постоянная часть тестировщиков обычно продолжает тестирование белого ящика параллельно бета-тестированию). Таким образом, термин «бета-тестирование» может указывать на состояние программы (ближе к выпуску чем «альфа»), или может указывать на некоторую группу тестировщиков и процесс, выполняемый этой группой. Итак, тестировщик может продолжать работу по тестированию белого ящика, хотя ПО уже «в бете» (стадия), но в этом случае он не является частью «бета-тестирования» (группы/процесса).
Статическое и динамическое тестирование
Описанные выше техники — тестирование белого ящика и тестирование чёрного ящика — предполагают, что код исполняется, и разница состоит лишь в той информации, которой владеет тестировщик. В обоих случаях это динамическое тестирование .
При статическом тестировании программный код не выполняется — анализ программы происходит на основе исходного кода, который вычитывается вручную, либо анализируется специальными инструментами. В некоторых случаях, анализируется не исходный, а промежуточный код (такой как байт-код или код на MSIL).
Также к статическому тестированию относят тестирование требований, спецификаций, документации.
Регрессионное тестирование
После внесения изменений в очередную версию программы, регрессионные тесты подтверждают, что сделанные изменения не повлияли на работоспособность остальной функциональности приложения. Регрессионное тестирование может выполняться как вручную, так и средствами автоматизации тестирования.
Тестовые скрипты
Тестировщики пишут и используют тестовые скрипты в юнит-, системном и регрессионном тестировании. Тестовые скрипты нужно писать для модулей с наивысшим риском появления отказов и наибольшей вероятностью того что этот риск станет проблемой.
Покрытие кода
Покрытие кода, по своей сути, является тестированием методом белого ящика. Тестируемое ПО собирается со специальными настройками или библиотеками и/или запускается в особом окружении, в результате чего для каждой используемой (выполняемой) функции программы определяется местонахождение этой функции в исходном коде. Этот процесс позволяет разработчикам и специалистам по обеспечению качества определить части системы, которые, при нормальной работе, используются очень редко или никогда не используются (такие как код обработки ошибок и т.п.). Это позволяет сориентировать тестировщиков на тестирование наиболее важных режимов.
Тестировщики могут использовать результаты теста покрытия кода для разработки тестов или тестовых данных, которые расширят покрытие кода на важные функции.
Как правило, инструменты и библиотеки, используемые для получения покрытия кода, требуют значительных затрат производительности и/или памяти, недопустимых при нормальном функционировании ПО. Поэтому они могут использоваться только в лабораторных условиях.
Разработка через тестирование (test-driven development)
(англ. test-driven development) — техника программирования, при которой модульные тесты для программы или её фрагмента пишутся до самой программы (англ. test-first development) и, по существу, управляют её разработкой. Является одной из основных практик экстремального программирования.
Ни один программист не считает работу над некоторым фрагментом кода завершенной, не проверив перед этим его работоспособность. Однако, если вы тестируете свой код, это не означает, что у вас есть тесты.
Тест - это процедура, которая позволяет либо подтвердить, либо опровергнуть работоспособность кода. Когда программист проверяет работоспособность разработанного им кода, он выполняет тестирование вручную. В данном контексте тест состоит из двух этапов: стимулирование кода и проверки результатов его работы. Автоматический тест выполняется иначе: вместо программиста стимулированием кода и проверкой результатов занимается компьютер, который отображает на экране результат выполнения теста: код работоспособен или код неработоспособен.
Методика разработки через тестирование(Test-Driven Development, TDD) позволяет получить ответы на вопросы об организации автоматических тестов и выработке определенных навыков тестирования.
«Чистый код, который работает» - в этой короткой, но содержательной фразе, кроется весь смысл методики разработки приложений через тестирование. Чистый код, который работает, - это цель, к которой стоит стремиться, и этому есть причины:
У разработчика появляется шанс усвоить уроки, которые преподносит ему код. Если он воспользуется первой же идеей, которая пришла ему в голову, у него не будет шанса реализовать вторую, лучшую идею.
Коллеги по команде могут рассчитывать на разработчика, а он, в, свою очередь, на них.
Разработчику приятнее писать такой код.
Однако как мы можем получить чистый код, который работает? Очень многие силы мешают нам добиться этого, а иногда нам не удается получить даже код, который работает. Чтобы избавиться от множества проблем, мы будем разрабатывать код, исходя из автоматических тестов. Такой стиль программирования называется разработкой через тестирование. В рамках этой методики мы:
Пишем новый код только тогда, когда автоматический код не сработал.
Удаляем дублирование.
Два столь простых правила на самом деле генерируют сложное индивидуальное и групповое поведение со множеством технических последствий:
Проектируя код, мы постоянно запускаем его и получаем представление о том, как он работает, это помогает нам принимать правильные решения.
Мы самостоятельно пишем свои собственные тесты, так как мы не можем ждать, что кто-то другой напишет тесты для нас.
Наша среда разработки должна быстро реагировать на небольшие модификации кода.
Архитектура программы должна базироваться на использовании множества сильно связанных компонентов, которые слабо сцеплены друг с другом, благодаря чему тестирование кода упрощается.
Два упомянутых правила TDD определяют порядок этапов программирования:
Красный - напишите небольшой тест, который не работает, а возможно, даже не компилируется.
Зеленый - заставьте тест работать как можно быстрее, при этом не думайте о правильности дизайна и чистоте кода. Напишите ровно столько кода, чтобы тест сработал.
Рефакторинг - удалите из написанного вами кода любое дублирование.
Освоив TDD, разработчики обнаруживают, что они пишут значительно больше тестов, чем раньше, и двигаются вперед маленькими шагами, которые раньше могли показаться бессмысленными.
Заставив тест работать, мы знаем, что теперь тест работает, отныне и навеки. Мы стали на шаг ближе к завершению работы, чем мы были до того, как тест сработал. После этого мы заставляем второй тест работать, затем третий, четвертый и т.д. Чем сложнее проблема, стоящая перед программистом, тем меньшую область функциональности должен покрывать каждый тест.
Определенно существуют задачи, которые невозможно(по крайней мере, на текущий момент) решить только при помощи тестов. В частности, TDD не позволяет механически продемонстрировать адекватность разработанного кода в области безопасности данных и взаимодействия между процессами. Безусловно, безопасность основана на коде, в котором не должно быть дефектов, однако она основана также на участии человека в процедурах защиты данных. Тонкие проблемы, возникающие в области взаимодействия между процессами, невозможно с уверенностью воспроизвести, просто запустив некоторый код.
Терминология, связанная с модульными тестами
- Разработка через тестирование - процесс разработки программного обеспечения, который предусматривает написание и автоматизацию модульных тестов еще до момента написания соответствующих классов или модулей. Это гарантирует, что все обязанности любого элемента программного обеспечения определяются еще до того, как они будут закодированы.
- Модульные тесты - Unit Tests, Programming Tests, Developer Tests - тесты, проверяющие функциональность отдельных классов, компонентов, модулей приложения. Эти тесты не видны конечному заказчику или доменному эксперту. Обычно их начинают писать после оформления функциональных тестов.
- Зеленая/Красная полоса - многие графические среды для выполнения модульных тестов отображают результат выполнения тестов в виде линии, которая окрашена в зеленый цвет, если все тесты выполнились удачно, и красной, если были ошибки.
- Моки, Мок-объекты (MockObjects) - автоматически генерируемые заглушки, которые могу выступат в роли реальных объектов. Поведением моков можно управлять непосредственно в тесте. Моки могут выполнять дополнительные проверки, что тестируемый код их использовал, как ожидалось.
- Модульный тест - тест, который проверяет поведение небольшой части приложения. Эта часть может быть одним классом, одним методом или набором классов, который реализуют какое-то архитектурное решение, и это решение необходимо проверить на работоспособность.
- Тест - TestCase - набор тестовых методов, предназначенных для тестирования одного класса (в среде xUnit). Обычно TestCase состоит из методов, чье имя начинается с приставки test. Каждый такой метод тестирует какой-либо один момент тестируемого класса. В приемочном тестировании TestCase - это набор команд, которые тестируют одну значимую для заказчика функциональность.
- Фикстура - Fixture - состояние среды тестирования, которое требуется для успешного выполнения тестового метода. Это может быть набор каких-либо объектов, состояние базы данных, наличие определенных файлов и т.д. Фикстура создается в методе setUp() перед каждым вызовом метода вида testSomething теста (TestCase) и удаляется в tearDown() после окончания выполнения тестового метода.
- Проверка - Assert - метод класса TestCase, который предназначен для сверки реального состояния тестируемого кода с ожидаемым.
Терминология, связанная с наборами тестов
- Набор тестов - TestSuite - набор тестов, предназначенный для тестирования какой-либо укрупненной сущности программной системы. В SimpleTest есть понятие TestGroup, которые практически эквивалентно понятию TestSuite. Иногда TestSuite употребляют в значении «все тесты, которые есть для приложения».
Терминология, связанная с приемочными тестами
- Приемочные (функциональные) тесты - Customer tests, Acceptance tests - тесты, проверяющие функциональность приложения на соответствие требованиям заказчика. Приемочные тесты не должны ничего знать о деталях реализации приложения. Приемочные тесты заменяют ТЗ при использовании методики экстремального программирования (XP).
- Регрессионный тесты - тесты, которые проверяют, что поведение системы не изменилось. На самом деле, большинство регрессионных тестов являются или модульными или функциональными тестами, которые включаются в определенный набор тестов (RegressionTestSuite), который гарантирует, что функциональность системы не будет случайно изменена.
Тестирование программного обеспечения - это оценка разрабатываемого программного обеспечения/продукта, чтобы проверить его возможности, способности и соответствие ожидаемым результатам. Существуют различные типы методов, используемые в области тестирования и обеспечения качества о них и пойдет речь в данной статье.
Тестирование программного обеспечения является неотъемлемой частью цикла разработки программного обеспечения.
Что такое тестирование программного обеспечения?
Тестирование программного обеспечения - это не что иное, как испытание куска кода к контролируемым и неконтролируемым условиям эксплуатации, наблюдение за выходом, а затем изучение, соответствует ли он предварительно определенным условиям.
Различные наборы тест-кейсов и стратегий тестирования направлены на достижение одной общей цели - устранение багов и ошибок в коде, и обеспечения точной и оптимальной производительности программного обеспечения.
Методика тестирования
Широко используемыми методами тестирования являются модульное тестирование, интеграционное тестирование, приемочное тестирование, и тестирование системы. Программное обеспечение подвергается этим испытаниям в определенном порядке.
3) Системное тестирование
4) Приемочные испытания
В первую очередь проводится модульный тест. Как подсказывает название, это метод испытания на объектном уровне. Отдельные программные компоненты тестируются на наличие ошибок. Для этого теста требуется точное знание программы и каждого установленного модуля. Таким образом, эта проверка осуществляется программистами, а не тестерами. Для этого создаются тест-коды, которые проверяют, ведет ли программное обеспечение себя так, как задумывалось.
Отдельные модули, которые уже были подвергнуты модульному тестированию, интегрируются друг с другом, и проверяются на наличие неисправностей. Такой тип тестирования в первую очередь выявляет ошибки интерфейса. Интеграционное тестирование можно осуществлять с помощью подхода "сверху вниз", следуя архитектурному сооружению системы. Другим подходом является подход «снизу вверх», который осуществляется из нижней части потока управления.
Системное тестирование
В этом тестировании, вся система проверяется на наличие ошибок и багов. Этот тест осуществляется путем сопряжения аппаратных и программных компонентов всей системы, и затем выполняется ее проверка. Это тестирование числится под методом тестирования "черного ящика", где проверяются ожидаемые для пользователя условия работы программного обеспечения.
Приемочные испытания
Это последний тест, который проводится перед передачей программного обеспечения клиенту. Он проводится, чтобы гарантировать, что программное обеспечение, которое было разработано отвечает всем требованиям заказчика. Существует два типа приемо-сдаточных испытаний - то, которое осуществляется членами команды разработчиков, известно, как внутреннее приемочное тестирования (Альфа-тестирование), а другое, которое проводится заказчиком, известно, как внешнее приемочное тестирования.
Если тестирование проводится с помощью предполагаемых клиентов, оно называется приемочными испытаниями клиента. В случае если тестирование проводится конечным пользователем программного обеспечения, оно известно, как приемочное тестирование (бета-тестирование).
Есть несколько основных методов тестирования, которые формируют часть режима тестирования программного обеспечения. Эти тесты обычно считаются самодостаточными в поиске ошибок и багов во всей системе.
Тестирование методом черного ящика
Тестирование методом черного ящика осуществляется без каких-либо знаний внутренней работы системы. Тестер будет стимулировать программное обеспечение для пользовательской среды, предоставляя различные входы и тестируя сгенерированные выходы. Этот тест также известен как Black-box, closed-box тестирование или функциональное тестирование.
Тестирование методом белого ящика
Тестирование методом "Белого ящика", в отличие от "черного ящика", учитывает внутреннее функционирование и логику работы кода. Для выполнения этого теста, тестер должен иметь знания кода, чтобы узнать точную часть кода, имеющую ошибки. Этот тест также известен как White-box, Open-Box или Glass box тестирование.
Тестирование методом серого ящика
Тестирование методом серого ящика или Gray box тестирование, это что-то среднее между White Box и Black Box тестированием, где тестер обладает лишь общими знаниями данного продукта, необходимыми для выполнения теста. Эта проверка осуществляется посредством документации и схемы информационных потоков. Тестирование проводится конечным пользователем, или пользователям, которые представляются как конечные.
Нефункциональные тесты
Безопасность приложения является одной из главных задач разработчика. Тестирование безопасности проверяет программное обеспечение на обеспечение конфиденциальности, целостности, аутентификации, доступности и безотказности. Индивидуальные испытания проводятся в целях предотвращения несанкционированного доступа в программный код.
Стресс-тестирование является методом, при котором программное обеспечение подвергается воздействию условий, которые выходят за рамки нормальных условий работы программного обеспечения. После достижения критической точки, полученные результаты записываются. Этот тест определяет устойчивость всей системы.
Программное обеспечение проверяется на совместимость с внешними интерфейсами, такими как операционные системы, аппаратные платформы, веб-браузеры и т.д. Тест на совместимость проверяет, совместим ли продукт с любой программной платформой.
Как подсказывает название, эта методика тестирования проверяет объем кода или ресурсов, которые используются программой при выполнении одной операции.
Это тестирование проверяет аспект удобства и практичности программного обеспечения для пользователей. Легкость, с которой пользователь может получить доступ к устройству формирует основную точку тестирования. Юзабилити-тестирование охватывает пять аспектов тестирования, - обучаемость, эффективность, удовлетворенность, запоминаемость, и ошибки.
Тесты в процессе разработки программного обеспечения
Каскадная модель использует подход "сверху-вниз", независимо от того, используется ли она для разработки программного обеспечения или для тестирования.
Основными шагами, участвующими в данной методике тестирования программного обеспечения, являются:
- Анализ потребностей
- Тест дизайна
- Тест реализации
- Тестирование, отладка и проверка кода или продукта
- Внедрение и обслуживание
В этой методике, вы переходите к следующему шагу только после того, как вы завершили предыдущий. В модели используется не-итерационный подход. Основным преимуществом данной методики является ее упрощенный, систематический и ортодоксальный подход. Тем не менее, она имеет много недостатков, так как баги и ошибки в коде не будут обнаружены до этапа тестирования. Зачастую это может привести к потере времени, денег, и других ценных ресурсов.
Agile Model
Эта методика основана на избирательном сочетании последовательного и итеративного подхода, в дополнение к довольно большому разнообразию новых методов развития. Быстрое и поступательное развитие является одним из ключевых принципов этой методологии. Акцент делается на получение быстрых, практичных, и видимых выходов. Непрерывное взаимодействие с клиентами и участие является неотъемлемой частью всего процесса разработки.
Rapid Application Development (RAD). Методология быстрой разработки приложений
Название говорит само за себя. В этом случае методология принимает стремительный эволюционный подход, используя принцип компонентной конструкции. После понимания различных требований данного проекта, готовится быстрый прототип, а затем сравнивается с ожидаемым набором выходных условий и стандартов. Необходимые изменения и модификации вносятся после совместного обсуждения с заказчиком или группой разработчиков (в контексте тестирования программного обеспечения).
Хотя этот подход имеет свою долю преимуществ, он может быть неподходящим, если проект большой, сложный, или имеет чрезвычайно динамический характер, в котором требования постоянно меняются.
Спиральная модель
Как видно из названия, спиральная модель основана на подходе, в котором есть целый ряд циклов (или спиралей) из всех последовательных шагов в каскадной модели. После того, как начальный цикл будет завершена, выполняется тщательный анализ и обзор достигнутого продукта или выхода. Если выход не соответствует указанным требованиям или ожидаемым стандартам, производится второй цикл, и так далее.
Rational Unified Process (RUP). Рациональный унифицированный процесс
Методика RUP также похожа на спиральную модель, в том смысле, что вся процедура тестирования разбивается на несколько циклов. Каждый цикл состоит из четырех этапов - создание, разработка, строительство, и переход. В конце каждого цикла продукт/выход пересматривается, и далее цикл (состоящий из тех же четырех фаз) следует при необходимости.
Применение информационных технологий растет с каждым днем, также и важность правильного тестирования программного обеспечения выросло в разы. Многие фирмы содержат для этого штат специальных команд, возможности которых находятся на уровне разработчиков.
Тестирование дефектов
Целью тестирования дефектов является выявление в программной системе скрытых дефектов до того, как она будет сдана заказчику. Тестирование дефектов противоположно аттестации, в ходе которой проверяется соответствие системы своей спецификации.
Во время аттестации система должна корректно работать со всеми заданными тестовыми данными. При тестировании дефектов запускается такой тест, который вызывает некорректную работу программы и, следовательно, выявляет дефект. Обратите внимание на эту важную особенность: тестирование дефектов демонстрирует наличие, а не отсутствие дефектов в программе .
Общая модель процесса тестирования дефектов показана на рисунке 1. Тестовые сценарии - это спецификации входных тестовых данных и ожидаемых выходных данных плюс описание процедуры тестирования. Тестовые данные иногда генерируются автоматически. Автоматическая генерация тестовых сценариев невозможна, поскольку результаты проведения теста не всегда можно предсказать заранее.
Рисунок 1. Процесс тестирования дефектов
Полное тестирование, когда проверяются все возможные последовательности выполнения программы, нереально. Поэтому тестирование должно базироваться на некотором подмножестве всевозможных тестовых сценариев. Существуют различные методики выбора этого подмножества. Например, тестовые сценарии могут предусмотреть выполнение всех операторов в программе, по меньшей мере, один раз. Альтернативная методика отбора тестовых сценариев базируется на опыте использования подобных систем, в этом случае тестированию подвергаются только определенные средства и функции работающей системы.
Из опыта тестирования (и эксплуатации) больших программных продуктов, таких как текстовые процессоры или электронные таблицы, вытекает, что необычные комбинации функций иногда могут вызывать ошибки, но наиболее часто используемые функции всегда работают правильно .
Тестирование методом черного ящика
Тестирование методом черного ящика базируется на том, что все тесты основываются на спецификации системы или ее компонентов. Система представляется как «черный ящик», поведение которого можно определить только посредством изучения ее входных и соответствующих выходных данных. Другое название этого метода - функциональное тестирование, связано с тем, что испытатель проверяет не реализацию ПО медиаобразовательного портала, а только его выполняемые функции .
На рисунке 2 показана модель системы, тестируемая методом черного ящика. Этот метод также применим к системам, организованным в виде набора функций или объектов. Испытатель подставляет в компонент или систему входные данные и исследует соответствующие выходные данные. Если выходные данные не совпадают с предсказанными, значит, во время тестирования ПО успешно обнаружена ошибка (дефект).
Основная задача испытателя - подобрать такие входные данные, чтобы среди них с высокой вероятностью присутствовали элементы множества 1е. Во многих случаях выбор тестовых данных основывается на предварительном опыте испытателя. Однако дополнительно к этим эвристическим знаниям можно также использовать систематический метод выбора входных данных, обсуждаемый в следующем разделе .
Рисунок 2. Тестирование методом черного ящика
Структурное тестирование
Метод структурного тестирования (рисунок 3) предполагает создание тестов на основе структуры системы и ее реализации. Такой подход иногда называют тестированием методом «белого ящика», «стеклянного ящика» или «прозрачного ящика», чтобы отличать его от тестирования методом «черного ящика» .
Рисунок 3. Структурное тестирование
Как правило, структурное тестирование применяется к относительно небольшим программным элементам, например, к подпрограммам или методам, ассоциированным с объектами. При таком подходе испытатель анализирует программный код и для получения тестовых данных использует знания о структуре компонента. Например, из анализа кода можно определить, сколько контрольных тестов нужно выполнить для того, чтобы в процессе тестирования все операторы выполнились, по крайней мере, один раз .
Тестирование ветвей
Метод структурного тестирования, при котором проверяются все независимо выполняемые ветви компонента или программы. Если выполняются все независимые ветви, то и все операторы должны выполняться, по крайней мере, один раз. Более того, все условные операторы тестируются как с истинными, так и с ложными значениями условий. В объектно-ориентированных системах тестирование ветвей используется для тестирования методов, ассоциированных с объектами.
Количество ветвей в программе обычно пропорционально ее размеру. После интеграции программных модулей в систему методы структурного тестирования оказываются невыполнимыми. Поэтому методы тестирования ветвей, как правило, используются при тестировании отдельных программных элементов и модулей .
При тестировании ветвей не проверяются все возможные комбинации ветвей программы. Не считая самых тривиальных программных компонентов без циклов, подобная полная проверка компонента оказывается нереальной, так как в программах с циклами существует бесконечное число возможных комбинаций ветвей. В программе могут быть дефекты, которые проявляются только при определенных комбинациях ветвей, даже если все операторы программы протестированы (т.е. выполнились) хотя бы один раз.
Метод тестирования ветвей основывается на графе потоков управления программы. Этот граф представляет собой скелетную модель всех ветвей программы. Граф потоков управления состоит из узлов, соответствующих ветвлениям решений, и дуг, показывающих поток управления. Если в программе нет операторов безусловного перехода, то создание графа - достаточно простой процесс. При построении графа потоков все последовательные операторы (операторы присвоения, вызова процедур и ввода-вывода) можно проигнорировать. Каждое ветвление операторов условного перехода (if-then-else или case) представлено отдельной ветвью, а циклы обозначаются стрелками, концы которых замкнуты на узле с условием цикла. На рисунке 4 показаны циклы и ветвления в графе потоков управления программы бинарного поиска .
Рисунок 4. Граф потоков управления бинарного поиска
Цель структурного тестирования - удостовериться, что каждая независимая ветвь программы выполняется хотя бы один раз. Независимая ветвь программы - это ветвь, которая проходит, по крайней мере, по одной новой дуге графа потоков. В терминах программы это означает ее выполнение при новых условиях. С помощью трассировки в графе потоков управления программы бинарного поиска можно выделить следующие независимые ветви :
1, 2, 3, 8, 9
1, 2, 3, 4, 6, 7, 2
1, 2, 3, 4, 5, 7, 2
1, 2, 3, 4, 6, 7, 2, 8, 9
Если все эти ветви выполняются, можно быть уверенным в том, что, во-первых, каждый оператор выполняется, по крайней мере, один раз и, во-вторых, каждая ветвь выполняется при условиях, принимающих как истинные, так и ложные значения.
Количество независимых ветвей в программе можно определить, вычислив цикломатическое число графа потоков управления программы . Дипломатическое число С любого связанного графа G вычисляется по формуле:
С (G) = количество дуг – количество узлов + 2
Для программ, не содержащих операторов безусловного перехода, значение цикломатического числа всегда больше количества проверяемых условий. В составных условиях, содержащих более одного логического оператора, следует учитывать каждый логический оператор. Например, если в программе шесть операторов if и один цикл while, то цикломатическое число равно 8. Если одно условное выражение является составным выражением с двумя логическими операторами (объединенными операторами and или or), то цикломатическое число будет равно 10. Цикломатическое число программы бинарного поиска равно 4.
После определения количества независимых ветвей в программе путем вычисления цикломатического числа разрабатываются контрольные тесты для проверки каждой ветви. Минимальное количество тестов, требующееся для проверки всех ветвей программы, равно цикломатическому числу .
Проектирование контрольных тестов для программы бинарного поиска не вызывает затруднений. Однако, если программы имеют сложную структуру ветвлений, трудно предсказать, как будет выполняться какой-либо отдельный контрольный тест. В таких случаях используется динамический анализатор программ для составления рабочего профиля программы.
Динамические анализаторы программ - это инструментальные средства, которые работают совместно с компиляторами. Во время компилирования в сгенерированный код добавляются дополнительные инструкции, подсчитывающие, сколько раз выполняется каждый оператор программы. Чтобы при выполнении отдельных контрольных тестов увидеть, какие ветви в программе выполнялись, а какие нет, распечатывается рабочий профиль программы, где видны непроверенные участки .
Тестирование сборки
После того как протестированы все отдельные программные компоненты, выполняется сборка системы, в результате чего создается частичная или полная система. Процесс интеграции системы включает сборку и тестирование полученной системы, в ходе которого выявляются проблемы, возникающие при взаимодействии компонентов. Тесты, проверяющие сборку системы, должны разрабатываться на основе системной спецификации, причем тестирование сборки следует начинать сразу после создания работоспособных версий компонентов системы.
Во время тестирования сборки возникает проблема локализации выявленных ошибок. Между компонентами системы существуют сложные взаимоотношения, и при обнаружении аномальных выходных данных бывает трудно установить источник ошибки. Чтобы облегчить локализацию ошибок, следует использовать пошаговый метод сборки и тестирования системы. Сначала следует создать минимальную конфигурацию системы и ее протестировать. Затем в минимальную конфигурацию нужно добавить новые компоненты и снова протестировать, и так далее до полной сборки системы .
В примере на рисунке 5 последовательность тестов T1, Т2 и ТЗ сначала выполняется в системе, состоящей из модулей А и В (минимальная конфигурация системы). Если во время тестирования обнаружены дефекты, они исправляются. Затем в систему добавляется модуль С. Тесты T1, T2 и ТЗ повторяются, чтобы убедиться, что в новой системе нет никаких неожиданных взаимодействий между модулями А и В. Если в ходе тестирования появились какие-то проблемы, то, вероятно, они возникли во взаимодействиях с новым модулем С. Источник проблемы локализован, таким образом упрощается определение дефекта и его исправление. Затем система запускается с тестами Т4. На последнем шаге добавляется модуль D и система тестируется еще раз выполняемыми ранее тестами, а затем новыми тестами Т5 .
Рисунок 5. Тестирование сборки
Конечно, на практике редко встречаются такие простые модели. Функции системы могут быть реализованы в нескольких компонентах. Тестирование новой функции, таким образом, требует интеграции сразу нескольких компонентов. В этом случае тестирование может выявить ошибки во взаимодействиях между этими компонентами и другими частями системы. Исправление ошибок может оказаться сложным, так как в данном случае ошибки влияют на целую группу компонентов, реализующих конкретную функцию. Более того, при интеграции нового компонента может измениться структура взаимосвязей между уже протестированными компонентами. Вследствие этого могут выявиться ошибки, которые не были выявлены при тестировании более простой конфигурации .
Инструментальные средства тестирования
Тестирование - дорогой и трудоемкий этап разработки программных систем. Поэтому создан широкий спектр инструментальных средств для поддержки процесса тестирования, которые значительно сокращают расходы на него.
На рисунке 6 показаны возможные инструментальные средства тестирования и отношения между ними.
1. Организатор тестов.
Управляет выполнением тестов. Он отслеживает тестовые данные, ожидаемые результаты и тестируемые функции программы.
2. Генератор тестовых данных.
Генерирует тестовые данные для тестируемой программы. Он может выбирать тестовые данные из базы данных или использовать специальные шаблоны для генерации случайных данных необходимого вида.
3. Оракул.
Генерирует ожидаемые результаты тестов. В качестве оракулов могут выступать предыдущие версии программы или исследуемого объекта. При тестировании параллельно запускаются оракул и тестируемая программа и сравниваются результаты их выполнения.
4. Компаратор файлов.
Сравнивает результаты тестирования с результатами предыдущего тестирования и составляет отчет об обнаруженных различиях. Компараторы особенно важны при сравнении различных версий программы. Различия в результатах указывают на возможные проблемы, существующие в новой версии системы.
5. Генератор отчетов.
Формирует отчеты по результатам проведения тестов.
6. Динамический анализатор.
Добавляет в программу код, который подсчитывает, сколько раз выполняется каждый оператор. После запуска теста создает исполняемый профиль, в котором показано, сколько раз в программе выполняется каждый оператор.
7. Имитатор.
Существует несколько типов имитаторов. Целевые имитаторы моделируют машину, на которой будет выполняться программа. Имитатор пользовательского интерфейса - это программа, управляемая сценариями, которая моделирует взаимодействия с интерфейсом пользователя. Имитатор ввода/вывода генерирует последовательности повторяющихся транзакций .
Рисунок 6. Инструментальные средства тестирования
Требования, предъявляемые к процессу тестирования больших систем, зависят от типа разрабатываемого приложения. Поэтому инструментальные средства тестирования неизменно приходится адаптировать к процессу тестирования конкретной системы.
Для создания полного комплекса инструментального средства тестирования, как правило, требуется много сил и времени. Весь набор инструментальных средств, показанных на рис. 6, используется только при тестировании больших систем. Для таких систем полная стоимость тестирования может достигать 50% от всей стоимости разработки системы. Вот почему выгодно инвестировать разработку высококачественных и производительных CASE-средств тестирования .
Андрей Колесов
Вряд ли имеет смысл говорить о важности тестирования в общем процессе разработки ПО, ведь давно известно, что реализация каждого этапа жизненного цикла приложений является необходимым условием для появления качественного программного продукта. Но, сказав слова о равенстве всех видов работ, нужно признать: в течение всей истории разработки ПО - а она насчитывает более 50 лет - тестирование выступало в роли падчерицы, которой достается самая трудоемкая, рутинная и непрестижная работа * . Далеко за примерами ходить не нужно: авторские права разработчиков закреплены законодательством, их имена можно при желании легко узнать. А что нам известно о тех, кто тестирует приложения, и это при том, что именно на их долю приходится в среднем около трети затрат по созданию ПО?
Впрочем, в последнее время ситуация заметно меняется, и здесь можно выделить две основные тенденции. Первая - растет понимание необходимости промышленных методов тестирования, в частности с применением специальных средств автоматизации. Вторая - идет поиск возможностей для оптимизации затрат на выполнение данных работ с точки зрения общей организации бизнеса, в том числе с использованием модели аутсорсинга.
Нужно отметить парадоксальную ситуацию: при обилии методической литературы и курсов по проектированию и кодированию ПО наблюдается практически полное отсутствие материалов по тестированию и отладке! Как сказал известный американский автор книг по разработке ПО Джон Роббинс: "Даже если у вас есть специальное образование, бьюсь об заклад, что вы никогда не сталкивались со специальным курсом, посвященным отладке" (см. PC Week/RE, № 9/2004, с. 61).
Однако ситуация несколько меняется, одним из свидетельств чего являются проведенные в конце февраля в Москве компанией "Аплана" при поддержке московского представительства IBM практические семинары "Эффективная организация процессов тестирования в ходе разработки и сопровождения корпоративных систем". Тема оказалась настолько актуальной, что Центр технологий IBM не смог вместить всех желающих в один день, поэтому семинар пришлось проводить дважды. Изначально мероприятие было ориентировано на ИТ-подразделения корпораций, ведущие собственные внутрифирменные разработки, однако большой интерес к нему проявили и специализированные фирмы - создатели заказного и тиражируемого ПО. В общей сложности в семинарах приняли участие более 80 руководителей и специалистов корпоративных и ведомственных центров разработки и внедрения, а также ИТ-компаний.
Следует подчеркнуть, что, хотя в качестве инструментальной базы использовались продукты IBM Rational, основной акцент семинара был сделан на организационные и методические вопросы тестирования в контексте общего процесса разработки ПО и бизнес-функционирования предприятий в целом. Во многом именно такой подход предопределил активное участие специалистов в данном мероприятии.
Особенности организации тестирования
В первую очередь нужно отметить, что вопросы тестирования следует рассматривать в контексте всего жизненного цикла ПО, начиная от разработки ТЗ и заканчивая сопровождением приложений. Как известно, тестирование - это процедура обнаружения дефектов (ошибок) ПО до его промышленного использования. Очевидно, что трудоемкость такой работы связана с количеством самих ошибок, в связи с чем надо четко выделить основные причины их появления:
- неудовлетворительное организационное, методическое и техническое обеспечение всего процесса разработки;
- сжатые сроки исполнения проекта;
- сложность проекта, большое число требований и их изменений по ходу работы;
- недостаточная квалификация разработчиков.
Есть еще один важный момент. Тестирование, в свою очередь, является лишь составляющей частью отладки - процесса доводки ПО после его написания до эксплуатационного состояния. Процесс этот включает две основные процедуры: обнаружение ошибок (тестирование) и поиск и устранение их причин. Однако, даже учитывая все возможные взаимосвязи этих работ (например, поиск причин ошибок требует проведения специального дополнительного тестирования), нужно подчеркнуть, что тестирование является достаточно автономным, независимым этапом жизненного цикла ПО. При этом подчеркнем, что повышение качества разработки (которое обратно пропорционально количеству ошибок в приложении) напрямую снижает затраты на устранение ошибок, но на объем тестирования влияет совсем не так сильно: его нужно проводить в любом случае и желательно "по полной программе".
Понятно также, что организация и методика тестирования в значительной степени зависят от целевого назначения разработки: коробочный продукт, заказной проект или внутрифирменный. И тут стоит еще раз обратить внимание на то, что прошедшие семинары были адресованы в первую очередь разработчикам ИТ-подразделений заказчиков. Объяснение этому простое: во-первых, объем разработок, выполняемых в таких компаниях и в специализированных ИТ-фирмах, по крайней мере соизмерим; во-вторых, в силу ряда причин задачи тестирования при выполнении внутрифирменных проектов достаточно специфичны и очень актуальны.
Говоря об особенностях процедур тестирования в ИТ-подразделениях, наверное, надо выделить три основных, весьма противоречивых аспекта.
- Объем тестирования очень велик. Дело в том, что именно в случае внутрифирменных разработок очень часто вносятся изменения (многие слушатели семинара говорили о непрерывном потоке корректировок по запросам подразделений-заказчиков). А ведь, как известно, классическое правило разработки ПО гласит: изменение одной строки кода требует повторного проведения полного цикла тестирования.
- Как это ни цинично звучит, но разработчики очень часто не заинтересованы в снижении количества ошибок в ПО, передаваемом в эксплуатацию. Руководство компаний оценивает работу ИТ-отдела в первую очередь по его умению уложиться в бюджет (время и деньги), а проблемы эксплуатации программ его волнуют значительно меньше. Поэтому получается, что увеличение объемов тестирования повышает издержки ИТ-подразделения без выделения соответствующих ресурсов со стороны начальства ** .
- Проведение качественного тестирования требует наличия специалистов и инструментов соответствующего профиля. А из п. 2 следует, что ИТ-подразделениям держать собственные группы тестировщиков просто невыгодно.
Общие вопросы тестирования
Программа мероприятия включала как методические аспекты организации процессов тестирования, так и практические рекомендации по их применению. Ключевая идея в целом выглядит достаточно очевидной: повышение качества тестирования ПО при сохранении разумного уровня затрат на его проведение должно обеспечиваться за счет современных промышленных методов (организационных и технических) выполнения этих работ.
В ряде докладов специалистов компании "Аплана" речь, в частности, шла о типовых ситуациях, подкрепленных реальными примерами того, как можно уменьшить затраты на реализацию программных проектов (в том числе за счет выбора оптимальной конфигурации оборудования) и снизить бизнес-риски, правильно организовав процессы тестирования и использования соответствующих автоматизированных средств.
Рамки статьи не позволяют изложить вопросы применения конкретных инструментов детально. Более полезным сейчас представляется рассмотреть некоторые общие вопросы классификации задач тестирования. Они обсуждались в одном из докладов, но, как мне показалось, некоторые важные моменты в нем не были затронуты. Поэтому далее я приведу свои соображения, опираясь на мнение выступивших на семинаре экспертов.
Тестирование пронизывает весь жизненный цикл ПО, начиная от проектирования и заканчивая неопределенно долгим этапом эксплуатации. Эти работы напрямую связаны с задачами управления требованиями и изменениями, ведь целью тестирования является как раз возможность убедиться в соответствии программ заявленным требованиям.
Тестирование - процесс пошаговый. Наверное, имеет смысл разделить проверку работоспособности программ в ходе непосредственного написания кода (самим программистом) и после завершения основного этапа кодирования (скорее всего, специальными тестировщиками). Тут можно вспомнить о золотом правиле программирования: написание каждых 20-30 строк кода (тем более законченных процедур, функций) должно сопровождаться проверкой их работоспособности, хотя бы в каком-то основном режиме. В то же время нужно подчеркнуть и важное различие в проведении тестирования в ходе кодирования и по его завершении: в первом случае продолжать написание программы (а также запуск других тестовых примеров) желательно только после устранения ошибки, во втором осуществляется пакетное выполнение серии текстов с простой фиксацией их результатов.
Тестирование - процесс также итерационный. После обнаружения и исправления каждой ошибки обязательно следует повторение тестов, чтобы убедиться в работоспособности программы. Более того, для идентификации причины обнаруженной проблемы может потребоваться проведение специального дополнительного тестирования. При этом нужно всегда помнить о фундаментальном выводе, сделанном профессором Эдсжером Дейкстрой в 1972 г: "Тестирование программ может служить доказательством наличия ошибок, но никогда не докажет их отсутствие!".
Различные виды тестирования можно классифицировать и по следующим основным характеристикам (хотя любая категоризация является достаточно условной).
Функциональное и нагрузочное тестирование. Работы первого вида можно отнести к традиционным - проверка ПО на соответствие требованиям по функционалу *** . В последние годы заметно возросла актуальность относительно новых задач, таких, например, как анализ совместимости разрабатываемого продукта с различными программными и аппаратными платформами, приложениями и пр. Второй тип обычно связывают с задачами оценки производительности и масштабирования, но на самом деле он затрагивает гораздо более широкий круг проблем; выявление узких мест в коде программы, обнаружение "утечек" ресурсов и т. д.
Компонентное и интеграционное тестирование. Очевидно, что первый вид тестирования выполняется на более ранних этапах разработки (по мере создания законченных модулей), второй - на завершающем этапе. Принципиальное их различие заключается в том, что компонентное в основном базируется на методах "белого ящика" (учета внутренней логики и структуры программы), а интеграционное - на методах "черного ящика" (знание только внешних спецификаций). Соответственно существенная часть работы по проведению тестирования в первом случае ложится на проектировщиков и разработчиков ПО, во втором - на независимых тестеров.
Ручное и автоматизированное тестирование. По мере повышения сложности проекта доля задач, решаемых с помощью автоматизированных методов (использование скриптов, программ-имитаторов и пр.), неуклонно растет. Подавляющее число задач нагрузочного тестирования может решаться исключительно с их помощью.
Наверное, имеет смысл выделить тестирование текущей конфигурации системы и тестирование с учетом ее возможного развития. Анализ возможных проблем в будущем чаще всего связывается сегодня с задачами масштабирования, например повышения нагрузки на систему в результате увеличения числа пользователей. Хотя конечно же тут нужно иметь в виду более широкий круг вопросов, в частности перспективы смены платформы. Хотелось бы при этом подчеркнуть, что оценка масштабирования может (и должна!) производиться не только с помощью тестирования реального приложения, но и методами системного моделирования на уровне общей структуры ПО (о таком подходе в последние годы что-то стали забывать!).
Решение проблемы - центры тестирования
Как уже было сказано, ведущую роль в вопросах тестирования играют методология и организационная составляющая. Что же касается инструментария, то его роль в этом процессе вторична и выбор того или иного продукта для автоматизации задач тестирования определяется уже в зависимости от целей и специфики проекта, существующих предпочтений заказчика, бюджета. На рынке сейчас представлен целый спектр средств автоматизированного тестирования, в котором лидируют IBM Rational, Mercury, Segue, Compuware.
В рамках семинара специалистами компании "Аплана" рассматривались возможности автоматизированного тестирования на примере средств тестирования IBM Rational, которые в настоящее время получили значительное распространение среди российских разработчиков (см. врезку "Методология и инструментарий IBM Rational"). Обсуждались также различные сценарии их применения при создании ПО корпоративного уровня. Среди конкретных программных продуктов особое внимание было уделено наиболее популярной сегодня системе IBM Rational Robot.
Однако, несмотря на важность применения правильных методов и инструментов, возможно, более актуальным является изменение общего позиционирования работ по тестированию в общей структуре процесса разработки. В частности, это подразумевает необходимость выделения тестирования в отдельную услугу, реализуемую на внутрифирменном уровне или в режиме аутсорсинга.
"Аплана", специализируясь на разработке заказного ПО, осознала необходимость такого подхода на собственном опыте. В компании в соответствии с общепринятыми стандартами управления качеством была изначально сформирована собственная служба, которую год назад преобразовали в Центр тестирования, не только обеспечивающий решение внутренних задач своей фирмы, но и предоставляющий услуги внешним организациям.
Моделям взаимодействия клиентов с Центром тестирования и рассмотрению конкретных проектов было посвящено отдельное выступление на семинаре и, судя по реакции слушателей, такие предложения заинтересовали многих. И это не случайно, поскольку аутсорсинг услуг по тестированию является пока достаточно новым. Перечислим основные возможные модели взаимодействия:
- выполнение полного комплекса работ по тестированию ПО или отдельных его этапов на стенде Центра или на площадке заказчика;
- консалтинг и обучение заказчиков по вопросам организации процессов тестирования внутри организации;
- аудит тестирования, проводимого сторонними компаниями;
- аутсорсинг технических и программных ресурсов для проведения тестирования.
В заключение стоит отметить еще один любопытный момент: проведя семинары, компания "Аплана" одной из первых в нашей стране фактически объявила о продвижении нового вида услуг в области разработки ПО. Первопроходцы же довольно часто попадают в двойственное положение. Так и на этом семинаре: бесплатный курс консалтинга и обучения пришлось дать не только потенциальным заказчикам, но и конкурентам...
* Не забывая о значимости вопросов тестирования, нужно помнить о том, что один из классиков современных методов разработки ПО, голландский профессор Эдсжер Дейкстра еще в конце 60-х годов прошлого столетия обосновал необходимость применения методов структурного программирования, исходя именно из задачи снижения трудозатрат на тестирование.
** Специфика тестирования заключается еще и в том, что в отличие от других этапов разработки ПО, имеющих достаточно формальные критерии их окончания, данный процесс, в общем случае, бесконечен. Ведь, как известно, "каждая последняя найденная ошибка является на самом деле предпоследней". Правильно определить реально необходимый объем тестирования - это отдельная непростая задача.
*** Говоря о тестировании, надо также обязательно упомянуть о важности верификации ПО (систематической процедуры проверки правильности). Тонкое различие между этими понятиями заключается в том, что тестирование базируется на возможности сравнения полученных результатов с эталонными. Однако есть достаточно большой класс задач, когда эталонных данных попросту нет. Классический пример такого варианта - построение сложных математических моделей с решением десятков тысяч дифференциальных уравнений, хотя аналогичные ситуации возникают и тогда, когда имеешь дело с бизнес-приложениями. В этом случае требуется включение в ПО дополнительных функций и проведение специальных исследований, чтобы у пользователя появилась уверенность (пусть даже не 100-%), что программа действительно работает правильно.
| Методология и инструментарий IBM Rational |
| Общая методология разработки ПО Rational Unified Process выделяет довольно большой набор видов тестирования (см. рисунок). Их можно с известной долей условности разделить следующим образом: Функциональное тестирование (Function testing)
IBM Rational TestManager необходим на всех этапах тестирования, предоставляет в распоряжение команды общие средства планирования, проектирования, исполнения и анализа тестов с использованием единой панели управления. Данный продукт имеет собственное хранилище данных, что обеспечивает более качественное управление версиями. Любой инструмент тестирования ПО, обладающий собственным API, не сложно интегрировать в единую систему, при этом может поддерживаться большинство исполняющих платформ тестирования. IBM Rational PurifyPlus включает три инструмента, предназначенных для анализа в режиме реального времени приложений и компонентов, разработанных с помощью Visual C/C++, C#, VB, VB .NET, Java, Java .NET. Purify обеспечивает автоматическое выявление ошибок, связанных с памятью, при этом выделяются источник и расположение ошибки. Если доступен исходный код, то его можно исправить непосредственно из Purify. Запатентованная технология Object Code Insertion позволяет выявлять ошибки доступа к памяти не только в исходном коде, но и в двоичных программных компонентах (DLL, объекты COM/DCOM, ODBC). PureCoverage - средство автоматического определения непротестированного кода. Quantify выполняет оценку производительности, определяя узкие места приложений и компонентов, как с исходным кодом, так и без него. Встроенные средства анализа данных помогают проводить сравнение результатов тестовых прогонов для различных вариантов кода. IBM Rational Robot - средство создания, изменения и выполнения автоматизированных тестов Интернет-приложений, ERP-систем и клиент-серверных решений. С его помощью обеспечивается объектно-уровневая поддержка при создании приложений на различных средствах разработки. Сценарии функциональных тестов генерируются в среде SQABasic, синтаксически совместимой с VB; встроенный редактор позволяет расширить сценарии тестов необходимыми процедурами и логическими условиями. Предусмотрена возможность создания специализированных тестов для различных типов программных объектов. Для формирования скриптов используется собственный Си-подобный язык. IBM Rational TestFactory - инструмент автоматической генерации скриптов тестирования посредством всестороннего анализа запущенного приложения для выявления дефектов надежности. Поскольку в программах имеется огромное число путей выполнения, проблема заключается в том, чтобы создать тесты, которые проверяют полный функционал приложения за минимальное число шагов. IBM Rational XDE Tester - специализированный инструмент для тестирования Java-приложений (J2EE, J2SE, SWT, AWT/JFC) и Web-приложений (HTML, DHTML, XML, JavaScript, апплеты Java). Текстовые сценарии пишутся на Java, технология ScriptAssure обеспечивает проверку достоверности динамических данных. Среда тестирования реализована в оболочке Eclipse, при этом имеется возможность встраивания инструмента в WebSphere Studio и Rational XDE Developer. |
Введение
Существующие на сегодняшний день методы тестирования ПО не позволяют однозначно и полностью выявить все дефекты и установить корректность функционирования анализируемой программы, поэтому все существующие методы тестирования действуют в рамках формального процесса проверки исследуемого или разрабатываемого ПО.
Такой процесс формальной проверки, или верификации , может доказать, что дефекты отсутствуют с точки зрения используемого метода. (То есть нет никакой возможности точно установить или гарантировать отсутствие дефектов в программном продукте с учётом человеческого фактора, присутствующего на всех этапах жизненного цикла ПО).
Существует множество подходов к решению задачи тестирования и верификации ПО, но эффективное тестирование сложных программных продуктов - это процесс в высшей степени творческий, не сводящийся к следованию строгим и чётким процедурам или созданию таковых.
Также к статическому тестированию относят тестирование требований , спецификаций , документации .
Регрессионное тестирование
Основная статья: Регрессионное тестированиеПосле внесения изменений в очередную версию программы, регрессионные тесты подтверждают, что сделанные изменения не повлияли на работоспособность остальной функциональности приложения. Регрессионное тестирование может выполняться как вручную, так и средствами автоматизации тестирования .
Тестовые скрипты
Тестировщики используют тестовые скрипты на разных уровнях: как в модульном, так и в интеграционном и системном тестировании. Тестовые скрипты, как правило, пишутся для проверки компонентов, в которых наиболее высока вероятность появления отказов или вовремя не найденная ошибка может быть дорогостоящей.
Тестирование «белого ящика» и «чёрного ящика»
В терминологии профессионалов тестирования, фразы «тестирование белого ящика» и «тестирование чёрного ящика» относятся к тому, имеет ли разработчик тестов доступ к исходному коду тестируемого ПО, или же тестирование выполняется через пользовательский интерфейс либо прикладной программный интерфейс, предоставленный тестируемым модулем.
При тестировании чёрного ящика , тестировщик имеет доступ к ПО только через те же интерфейсы , что и заказчик или пользователь, либо через внешние интерфейсы, позволяющие другому компьютеру либо другому процессу подключиться к системе для тестирования. Например, тестирующий модуль может виртуально нажимать клавиши или кнопки мыши в тестируемой программе с помощью механизма взаимодействия процессов, с уверенностью в том, все ли идёт правильно, что эти события вызывают тот же отклик, что и реальные нажатия клавиш и кнопок мыши. Как правило, тестирование чёрного ящика ведётся с использованием спецификаций или иных документов, описывающих требования к системе. Как правило, в данном виде тестирования критерий покрытия складывается из покрытия структуры входных данных, покрытия требований и покрытия модели (в тестировании на основе моделей).
При тестировании серого ящика разработчик теста имеет доступ к исходному коду, но при непосредственном выполнении тестов доступ к коду, как правило, не требуется.
Если «альфа-» и «бета-тестирование» относятся к стадиям до выпуска продукта (а также, неявно, к объёму тестирующего сообщества и ограничениям на методы тестирования), тестирование «белого ящика» и «чёрного ящика» имеет отношение к способам, которыми тестировщик достигает цели.
Бета-тестирование в целом ограничено техникой чёрного ящика (хотя постоянная часть тестировщиков обычно продолжает тестирование белого ящика параллельно бета-тестированию). Таким образом, термин «бета-тестирование» может указывать на состояние программы (ближе к выпуску чем «альфа»), или может указывать на некоторую группу тестировщиков и процесс, выполняемый этой группой. Итак, тестировщик может продолжать работу по тестированию белого ящика, хотя ПО уже «в бете» (стадия), но в этом случае он не является частью «бета-тестирования» (группы/процесса).
Покрытие кода
Основная статья: Покрытие кодаПокрытие кода, по своей сути, является тестированием методом белого ящика. Тестируемое ПО собирается со специальными настройками или библиотеками и/или запускается в особом окружении, в результате чего для каждой используемой (выполняемой) функции программы определяется местонахождение этой функции в исходном коде. Этот процесс позволяет разработчикам и специалистам по обеспечению качества определить части системы, которые, при нормальной работе, используются очень редко или никогда не используются (такие как код обработки ошибок и т.п.). Это позволяет сориентировать тестировщиков на тестирование наиболее важных режимов.
Тестировщики могут использовать результаты теста покрытия кода для разработки тестов или тестовых данных, которые расширят покрытие кода на важные функции.
Как правило, инструменты и библиотеки, используемые для получения покрытия кода, требуют значительных затрат производительности и/или памяти, недопустимых при нормальном функционировании ПО. Поэтому они могут использоваться только в лабораторных условиях.
Цитаты
- «Тестирование программ может использоваться для демонстрации наличия ошибок, но оно никогда не покажет их отсутствие.» - Дейкстра , 1970 г.
См. также
- Обратная семантическая трассировка - универсальный метод тестирования любого проектного артефакта
Примечания
Литература
- Гленфорд Майерс, Том Баджетт, Кори Сандлер Искусство тестирования программ, 3-е издание = The Art of Software Testing, 3rd Edition. - М .: «Диалектика», 2012. - 272 с. - ISBN 978-5-8459-1796-6
- Лайза Криспин, Джанет Грегори Гибкое тестирование: практическое руководство для тестировщиков ПО и гибких команд = Agile Testing: A Practical Guide for Testers and Agile Teams. - М .: «Вильямс», 2010. - 464 с. - (Addison-Wesley Signature Series). - 1000 экз. - ISBN 978-5-8459-1625-9
- Канер Кем, Фолк Джек, Нгуен Енг Кек Тестирование программного обеспечения. Фундаментальные концепции менеджмента бизнес-приложений. - Киев: ДиаСофт, 2001. - 544 с. - ISBN 9667393879
- Калбертсон Роберт, Браун Крис, Кобб Гэри Быстрое тестирование. - М .: «Вильямс», 2002. - 374 с. - ISBN 5-8459-0336-X
- Синицын С. В., Налютин Н. Ю. Верификация программного обеспечения. - М .: БИНОМ, 2008. - 368 с. - ISBN 978-5-94774-825-3
- Бейзер Б. Тестирование чёрного ящика. Технологии функционального тестирования программного обеспечения и систем. - СПб. : Питер, 2004. - 320 с. - ISBN 5-94723-698-2
Ссылки
- Портал специалистов по тестированию и обеспечению качества ПО (рус.)
- Портал об автоматизированном тестировании ПО (рус.)
- Качество программного обеспечения (рус.)