Software Testing. Lezione 1 Introduzione al processo di testing. Federica Spiga. A.A Autori: A. Bei/F.

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1 Software Testing Lezione 1 Introduzione al processo di testing Federica Spiga A.A Autori: A. Bei/F.Spiga 1

2 2 Definizione di Software Testing Glen Myers -The Art of Software Testing Il testing è il processo atto a eseguire un programma con l intento di trovare degli errori Paul Jorgensen Software testing Il Testing è correlato con errori ( errors, fault, bug ), fallimenti ( failures ), incidenti ( incidents). Un test è l atto di esercitare un software tramite dei test cases con l obiettivo di: Trovare gli errori Dimostrare la corretta esecuzione Il Testing è una attività sistematica che, utilizzando metodologie riconosciute, cerca di ridurre il numero di difetti in un prodotto software

3 3 False definizioni di testing Il software Testing è il processo atto a dimostrare che non sono presenti errori Lo scopo del testing è mostrare che il programma lavora come dovrebbe

4 4 Storia del testing Anni 70 Negli anni 70 i primi seri tentativi di fornire dei fondamenti teorici ed approcci sistematici Sono gli anni in cui si ha il sogno del testing esaustivo e le relative impraticabili definizioni ad esempio: l'obiettivo del testing e' quello di dimostrare la correttezza dei programmi un test perfetto si ha quando il programma non contiene errori

5 5 Storia del testing Anni 80 Gli anni 80 eliminano i sogni, consolidano un patrimonio di riferimento; i risultati acquisiti aprono ad una visione: il testing viene visto come un processo complesso dai costi estremamente elevati. Nascono due standard IEEE std , std ; importante per le definizioni anche lo standard (già ) Cambia il mindset: il testing e' il processo di esecuzione di un programma con l'obiettivo di trovare gli errori Un test che non rivela errori e un test fallito una nuova conquista e' anche quella che svincola il testing dal suo sodalizio con il programma la progettazione, pianificazione ed implementazione del processo di testing inizia con i primi passi di un qualsiasi processo di produzione, manutenzione evoluzione del software

6 6 Storia del testing Anni 90 Consolidamento del rapporto fra testing e qualità più profonda conoscenza e miglioramento dei processi di testing nascono nuove sfide legate ai nuovi paradigmi di programmazione, produzione manutenzione ed evoluzione del software. La determinazione delle proprietà che devono essere garantite ad un prodotto software dipende da fattori quali: Il tipo di applicazione; L ambiente in cui il software viene utilizzato; Il modo di integrazione con l ambiente; La vita prevista per l applicazione; L evoluzione prevista

7 7 Storia del testing Anni 90 Tra le molte sfide : come abbattere i costi di test (40-60% del costo totale di produzione) come approcciare il testing di sistemi object oriented come risolvere il testing in manutenzione ed evoluzione come aumentare i livelli di automazione dei processi di testing Rilevante esigenza di approcci ingegneristici, quantitativi, di esperimenti controllati di feedback da esperienze ed applicazioni in ambienti reali: tutto ciò costituisce anche il presupposto per nuovi significativi avanzamenti nella composizione del puzzle teorico e modellistico del testing.

8 8 Definizioni Alcune definizioni: Test case Difetto Tester Verifica Validazione

9 9 Definizione di Test Case Si definisce come caso di prova (o caso di test, o test case) una tripla <input, output, ambiente> che specifica i dati di input, i risultati attesi, ed una descrizione dell ambiente di esecuzione. Più test case possono essere raccolti in una test suite Non esistono test che siano validi in generale: ogni test deve essere costruito su misura, in dipendenza delle caratteristiche del software da controllare e dei fattori di qualità che si vogliono valutare. la probabilità di rilevare il maggior numero di malfunzionamenti aumenta proporzionalmente al numero dei test eseguiti; i controlli di qualità, ivi compresi i test, hanno un costo che, ovviamente, è necessario tenere basso; i test non devono essere condotti artigianalmente: si perde la possibilità di valutare oggettivamente il valore dei controlli.

10 10 Definizione di Difetto Si parla di difetto quando si verifica una delle seguenti condizioni : Il software non fa qualcosa che secondo le specifiche dovrebbe fare Il software fa qualcosa che secondo le specifiche non dovrebbe fare Il software fa qualcosa che non è menzionato nelle specifiche Il software è difficile da comprendere, difficile da usare, lento, o ha un comportamento che secondo il tester non risulterebbe corretto agli occhi dell utente finale Sinonimi: bug, errore, problema, anomalia, incidente, failure, fault

11 11 Esempi di difetti Requisiti difettosi (Errati, Mancanti, Incompleti, Inutili) Incomprensioni cliente-sviluppatore Deviazioni deliberate dai requisiti (Riuso effettuato senza una corretta analisi, Omissioni ufficiali, Omissioni non ufficiali di requisiti valutati meno importanti) Errori di progetto (Errori algoritmici, Errori di processo, tipicamente sulle sequenze degli avvenimenti, Mancata definizione del comportamento del sistema a fronte di operazioni/input errati) Processo di test affrettato (Piano di test incompleto, Mancata o inadeguata notifica di errori scoperti durante il test, Correzione incompleta di errori dovuto a negligenza o vincoli stringenti) Errori di documentazione (Omissioni, descrizione di funzionalità inesistenti, mancato allineamento con la versione corrente, Errori nei documenti di progetto e documentazione del sw, Errori nella documentazione utente) Errori di codifica

12 12 Dove nascono i difetti e quanto costa risolverli 56% 7% 10% 27% Sviluppo Altro Progettazione Requisiti Per ridurre i costi di risoluzione occorre scoprire i difetti il prima possibile Si dovrebbero testare con delle review anche i requisiti

13 13 Il testing ed il ruolo di tester Il programma come metafora del Paziente Malato Il Testing è un processo che prevede l esecuzione di un programma con l intento di trovare difetti e quantificare il gap tra le specifiche e l applicazione prodotta L obiettivo del Tester è scoprire difetti il prima possibile ed assicurarsi che vengano risolti. Successo dei Test Aver scoperto difetti Stabilizzare il programma: arrivare al punto in cui nuovi test non scoprono ulteriori difetti Testing can show the presence of bugs, but not the absence (Dijkstra)

14 14 Verification Vs Validation Varifica (Verification) E un insieme di attività che assicurano che il software sviluppato implementa un insieme di funzione Validazione (Validation) Insieme di attività che assicurano che il prodotto sviluppato è conforme alle specifiche del cliente Secondo Barry W. Boehm, verifica e validazione rispondono rispettivamente alle domande: stiamo realizzando correttamente il prodotto? stiamo realizzando il prodotto corretto?

15 15 Il buon test Un test case deve sempre includere la descrizione del risultato atteso. Chi sviluppa un programma dovrebbe evitare di occuparsi anche dei test dello stesso programma (ad esclusione degli unit test). Nei test case devono essere considerati sia input attesi e validi sia input inattesi ed errati. Evitare test case usa e getta a meno che il programma non sia anch esso usa e getta. Non stimare il tempo da dedicare ai test assumendo che non vengano scoperti difetti. Il test è una attività in cui è necessario un approccio creativo.

16 16 Assiomi (1) E impossibile testare un programma completamente Il numero dei possibili input e dei possibili output è troppo grande Il numero dei possibili cammini all interno del software è troppo grande. Non tutti i difetti saranno risolti Non c è abbastanza tempo (Scadenze contrattuali, Time to market, ) E troppo rischioso risolverlo (La risoluzione potrebbe portare a regressione o ad ulteriori difetti) Non conviene risolverlo (Il costo per la risoluzione è maggiore del costo connesso al difetto) Paradosso del pesticida: più un software viene testato e più diventa immune ai test

17 17 Assiomi (2) Il test è una attività correlata al rischio Valore del test=valore dei danni evitaticosto del test Il valore del test diminuisce dopo un punto di massimo oltre il quale non è conveniente continuare a testare L obiettivo della strategia di test è scoprire il prima possibile i difetti più importanti sostenendo i costi più bassi. I difetti più importanti sono quelli che hanno un elevato valore dei danni evitati. costo del test= gg di test X /g pto di valore max valore dei danni evitati valore del test costo del test t Come scoprire i difetti più importanti? Testare prima e meglio le parti più rischiose permette di scoprire prima i difetti più importanti minimizzando i costi.

18 18 Assiomi (3) Osservando i malfunzionamenti possiamo dedurre la presenza di difetti Il testing non può dimostrare l assenza di difetti, ma può solo dimostrare la presenza di difetti (Tesi di Dijkstra) La probabilità di scoprire difetti in una sezione del programma è proporzionale al numero dei difetti già scoperti in quella sezione. Gli sviluppatori hanno i loro giorni no Gli sviluppatori spesso fanno gli stessi errori Alcuni difetti sono solo la punta di un iceberg

19 19 Classificazione dei test Ci sono differenti livelli di classificazione Secondo la granularità dei test Unit level System level Integration level Basata sulla metodologia di test Black box (Functional) Testing White box (Structural) Testing Basata sulla tipologia dei test Test statici Test dinamici Funzionali Non funzionali (es. stress test, performance test, ecc)

20 20 Test Black-Box e White-Box Si eseguono i test case senza tener conto di ciò che accade all interno del software. Si eseguono i test case monitorando il flusso di esecuzione interno al software. Si effettuano misurazioni di Code Coverage per validare l efficacia di un insieme di Test Case in relazione alla copertura percentuale del codice sorgente.

21 21 Static and Dynamic Testing Test statico si riferisce a test che non richiedono l esecuzione del programma Peer Review Code Inspection Analisi statica Test dinamico si riferisce a test che richiedono l esecuzione del programma

22 22 Static Testing Le tecniche più comuni per effettuare questo tipo di controlli statici sono Ispezione Walkthrough. Entrambi hanno lo scopo di trovare e denunciare dei difetti senza però che il revisore si sostituisca al progettista o al programmatore, a cui comunque rimane il compito di scoprire l errore e correggere il codice La principale differenza fra ispezione e walkthrough sta invece nel tipo di errori che la tecnica si prefigge di scoprire. Il walkthrough è inteso come un esecuzione simulata del codice e porta generalmente a scoprire difetti originati da errori algoritmici; L ispezione ha invece, di norma, obiettivi ristretti e prestabiliti: possibiltà di verificare aderenza agli standard, ed a stile di codifica Il controllo statico può essere eseguiti con l ausilio di analizzatori di codice automatici molto più efficienti e rigorosi di qualsiasi professionista.

23 I benefici di un processo di test strutturato Il ciclo di vita del software è sempre più sottoposto a pressioni derivanti dalle limitazioni di budget e dalla riduzione dei tempi di realizzazione. In tale scenario aumenta il rischio di ridurre eccessivamente il tempo dedicato al test per recuperare ritardi accumulati nelle fasi precedenti e rilasciare software non conforme ai requisiti di business, con elevata difettosità e bassa qualità. Revisione dei req.pianificazione e Progettazione dei Test Esec. Soluzione Rischio Piano Analisi Progettazione Sviluppo Test Per controllare tali rischi è possibile adottare un processo di testing strutturato che: anticipi al massimo le attività di pianificazione e progettazione dei test (60% dell effort) preveda sul percorso critico solo le attività di esecuzione dei test (40% dell effort) 23

24 Il modello a V 24

25 Il modello a V Standard tedesco. Rivisitazione del modello a cascata: il flusso di lavoro della costruzione è lineare. Mette in evidenza la relazione tra i vari livelli di test e le diverse descrizioni del sistema. Il test d'accettazione viene progettato tenendo conto dei requisiti, Il test di sistema viene progettato tenendo conto del progetto a livello di sistema Il test di integrazione è guidata dall'architettura software, Il test unitario si basa sui risultati della progettazione di dettaglio. la progettazione dei test inizia molto prima dell'effettiva esecuzione degli stessi. Non sono mostrati in questo schema di principio i probabili cicli di ri-lavorazione conseguenti all'esecuzione dei test. 25

26 26 Modello di ciclo di vita del test (basato su TMap) Execution Completion Planning Definizione strategia di test Analisi dei rischi Stima dell effort Setup del modello organizzativo Redazione del Test Plan Allocazione unità di test e tecniche di test Control Reporting Management Monitoring / Control Tuning Esecuzione dei test case automatici e manuali Creazione script di test automation (Record & Playback) Analisi dei risultati dell esecuzione dei test e apertura dei difetti Preparazione del report di chiusura progetto Applicazione delle metriche di qualità del software Infrastructure Preparation Raccolta delle basi per il test (documenti, requisiti, ) Revisione dei requisiti (verifica Testabilità) Specification Progettazione dei test case Revisione dei reuisiti funzionali e verifica copertura rispetto ai test case Le attività di test sono suddivise in 7 fasi Setup dell infrastruttu-ra di test (es: tool, hardware, ) Setup dell ambiente di test

27 Stato del Difetto 27 Ciclo Test/Bug Fixing Apertura del Difetto Team di Test (esecuzione dei test) Closed Fixed Open New Team di Sviluppo (bug fixing) Verifica Consegna della Release Build della nuova Release senza il difetto Pag 27

28 28 Organizzazione Project Manager Sviluppo Bug Defect Test Manager Team di Sviluppo Team Leader Fixing Report Team Leader Team di Test Software Engineer Software Engineer Requisiti Test Case Tool di Test Management Test Engineer Test Engineer Indipendenza del team di test Riduzione della difettosità tramite la contrapposizione netta delle responsabilità di controllo (test) e di realizzazione (sviluppo). Separazione chiara delle funzioni sviluppo/test che consente una maggiore parallelizzazione delle attività. Maggiore specializzazione delle competenze di testing. Riduzione dei costi di manutenzione: tramite una maggiore efficacia del processo di test/bug-fixing prima dell avvio in esercizio. Pag 28

29 29 I principali deliverable dell attività di test Test plan Lista dei Test Case Bug reports Script di test automation e performance test Metriche, Statistiche e Report

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