Тестирование ПО (Software Testing)

Тестирование ПО - это процесс проверки готовой программы в статике (просмотры, инспекции, отладки исходного кода) и в динамике путем прогона конечного набора тестовых данных, проверяющих разные пути выполнения программы и сравнении полученных результатов с заранее запланированными.
Существует две формы проверки кода - модульное и интеграционное. При этом используются стандарты (IEEE 829-1996 и IEEE 1008-1987) проверки и тестирования модулей ПО. Затем проводится интеграционное тестирование модулей системы и их интерфейсов в динамике выполнения. В процессе разных видов проверок собираются данные об ошибках, дефектах, отказах и т.п. и оформляется соответствующая документация (таблицы типов ошибок, частота и время появления отказов и др.). Данные, собранные при отладке, просмотрах, инспекции и тестировании, используются для оценки характеристик качества готового ПО, например, атрибутов показателя надежности - интенсивность отказов, количество ошибок и др.
Область знаний "Тестирование ПО (Software Testing)" включает следующие разделы:
· основные концепции и определение тестирования (Testing Basic Concepts and definitions),
· уровни тестирования (Test Levels),
· техники тестирования (Test Techniques),
· метрики тестирования (Test Related Measures),
· управление процессом тестирования (Managing the Test Process).
Данная область знаний SWEBOK представляет разработчику методы проверки правильности ПО: верификация, валидация, тестирование. Определяются типы, уровни и техники тестирования ПО, методы планирования процесса тестирования и разработки тестовых наборов данных для прогонки ПО в режиме испытания конкретного модуля или системы в целом, с последующим измерением результатов тестирования.
Основная концепция тестированияописывает базовые термины, ключевые проблемы и их связь с другими областями знаний. Тестирование - это процесс проверки правильности программы в динамике ее выполнения на тестовых данных. При тестировании выявляются недостатки: отказы (faults) и дефекты (defects) как причины нарушения работы программы, сбои (failures) как нежелательные ситуации, ошибки (errors), как последствия сбоев и др. Базовым понятием тестирования является тест, который выполняется в заданных условиях и на заданных наборах данных. Тестирование считается успешным, если найден дефект или ошибка, и они сразу устраняются. Степень тестируемости определяется критерием покрытия системы тестами, проверки всех возможных путей выполнения алгоритмов программ и вероятности статического предположения того, что при тестировании может появиться сбой или ошибочная ситуация в системе.
Уровни тестирования:
· тестирование отдельных элементов,которое заключается в проверке отдельных, изолированных и независимых частей ПО;
· интеграционное тестирование,которое ориентировано на проверку связей и способов взаимодействия (интерфейсов) компонентов друг с другом, включая компоненты, расположенные на разных архитектурных платформах распределенной среды;
· тестирование системы предназначено для проверки правильности функционирования системы в целом, с обнаружением отказов и дефектов в системе и их устранение. При этом контролируется выполнение сформулированных нефункциональных требований (безопасность, надежность и др.) в системе, правильность задания и выполнения внешних интерфейсов системы со средой окружения и др.
На всех уровнях тестирования применяются методы:
· функционального тестирования, обеспечивающие проверку реализации функций, которые определены в требованиях, а также правильность их выполнения;
· регрессионного тестирования, ориентированные на повторное выборочное тестирование системы или ее компонентов после внесения в них изменений на тех же тестах, что и до модификации;
· тестирования эффективности, проверяющие производительность, пропускную способность, максимальный объем данных и системные ограничения в соответствии со спецификациями требований;
· стресс-тестирования, проверяющие поведение системы при максимально допустимой нагрузке или при ее превышении;
· альфа и бета тестирования, выполняющие внутреннее тестирование кодов системы и внешнее тестирование интерфейсов. Альфа - это внутреннее тестирование (функций и алгоритмов), а бета - внешнее (взаимосвязей с другими системами и средой)
· конфигурационного тестирования, проверяющие структуры и идентификации системы на различных наборах данных, а также работу системы на различных конфигурациях аппаратуры и оборудования.
К методам тестирования относятся также методы проведения испытаний ПО, проверки реализации требований и обеспечения параметров настройки и размещения компонентов ПО на заданном количестве и типах компьютеров, среды и ОС.
Техники тестированиябазируются на некоторых теоретических и практических положениях, например, на природе подхода к проектированию (компонентного, объектно-ориентированного, сервисного и т.п.), а также на следующих данных:
· информация о структуре ПО или системы в документации ("белый ящик" ) ;
· подбор тестовых наборов данных для проверки правильности работы компонентов и системы в целом без знания их структуры ("черный ящик");
· анализ граничных значений, таблиц принятия решений, потоков данных, статистики отказов и др.;
· блок-схемы построения программ и составления наборов тестов для покрытия системы этими тестами;
· обнаруженные и зафиксированные в таблицах системы дефекты, пред- и постусловия выполнения, структурные характеристики системы (количество модулей, объем данных и др.).
Метрики тестирования.Для измерения результатов тестирования ПО, а также при проведении анализа качества используются метрики. Измерение как часть планирования и разработки тестов базируется на размере программ, их структуре и количестве обнаруженных ошибок и дефектов. Метрики тестирования обеспечивают измерение процесса планирования, проектирования и тестирования; а также результатов тестирования на основе таксономии отказов и дефектов, покрытия границ тестирования, проверки потоков данных и др. Процесс тестирования документируется и согласно стандарту IEEE 829-98 включает описание тестовых документов, их связи между собой и с задачами тестирования. Без документации по процессу тестирования невозможно провести сертификацию продукта по модели СММ [1.20]. После завершения тестирования рассматриваются вопросы стоимости и оценки рисков, вызванных сбоями или недостаточно надежной работой системы. Стоимость тестирования является одним из ограничений, на основе которого принимается решение о прекращении или его продолжении.
Управление тестированием:
· планирование процесса тестирования (составление планов, тестов, наборов данных) и оценивание показателей качества ПО;
· проведение тестирования компонентов повторного использования и паттернов как основных объектов сборки ПО;
· генерация необходимых тестовых сценариев, соответствующих среде выполнения ПО;
· верификация правильности реализации системы и валидация правильности реализации требований к ПО;
· сбор данных об отказах, ошибках и др. непредвиденных ситуациях при выполнении программного продукта;
· подготовка отчетов по результатам тестирования и оценка характеристик системы.
Заметим, что стандарт ISO/IEC 12207 и гармонизированный ГОСТ 12207 не выделяет деятельность по тестированию в качестве самостоятельного процесса, а рассматривает тестирование как неотъемлемую часть всего ЖЦ.