طرق اختبار البرمجيات ومقارنتها. اختبار مربع أسود واختبار مربع أبيض

اختبار البرمجيات (SW) تحديد الثغرات وأوجه القصور والأخطاء في التعليمات البرمجية التي تحتاج إلى معالجة. كما يمكن تعريفها بأنها عملية تقييم الأداء الوظيفي وصحة البرنامج مع مساعدة من التحليل. الأساليب الأساسية للتكامل واختبار تطبيقات البرمجيات وضمان نوعية لاختبار المواصفات والتصميم والترميز، وتقييم موثوقية، والمصادقة والتحقق.

طرق

والغرض الرئيسي من اختبار البرمجيات - التأكد من جودة نظام البرمجيات من خلال تصحيح التطبيقات المنهجية في ظل الظروف التي تسيطر عليها بعناية لتحديد اكتمال ودقة، فضلا عن الكشف عن الأخطاء الخفية.

أساليب التحقق البرامج (اختبار) يمكن تقسيمها إلى والدينامية.

وتشمل الأولى غير الرسمي، والرصد والاستعراض التقني، والتفتيش، وخطوة خطوة التحليل والتدقيق، فضلا عن تحليل تدفق البيانات ثابت والإدارة.

التقنيات الحيوية هي:

1. مربع أبيض الاختبار. هذا هو دراسة تفصيلية لمنطق داخلي وبنية البرنامج. فمن الضروري معرفة شفرة المصدر.
2. الصندوق الأسود الاختبار. لا تتطلب هذه التقنية أي معرفة حول الأعمال الداخلية للتطبيق. نحن ننظر فقط إلى الجوانب الأساسية للنظام، لا علاقة لها أو المرتبطة بها عدد قليل من الهيكل المنطقي الداخلي.
3. طريقة مربع رمادي. فهو يجمع بين نهجين السابقة. يتم الجمع بين التصحيح مع معرفة محدودة الأداء الداخلي للتطبيق مع معرفة الجوانب الأساسية للنظام.

اختبار شفافة

طريقة مربع باستخدام البرامج النصية اختبار البيضاء تسيطر على هيكل تصميم الإجرائي. هذا الأسلوب يسمح للكشف عن أخطاء التنفيذ، مثل ضعف نظام الرمز إدارة عن طريق تحليل جزء من الأعمال الداخلية للبرنامج. هذه طرق الاختبار قابلة للتطبيق على مستويات التكامل والوحدة والنظام. يجب أن يكون اختبار الحصول على شفرة المصدر واستخدامها لمعرفة أي وحدة يتصرف بشكل غير لائق.

اختبار برامج التي كتبها white-مربع والمزايا التالية:

• انها تسمح للكشف عن وجود خطأ في رمز مخفي عن طريق إزالة خطوط غير الضرورية.
• استخدام الآثار الجانبية.
• ويتم تحقيق أقصى قدر من التغطية من خلال كتابة السيناريو الاختبار.

العيوب:

• عملية عالية التكلفة، الأمر الذي يتطلب المصحح المهرة.
• لا تزال العديد من السبل غير مستكشفة لفحص شامل من كافة الأخطاء الخفية المحتملة معقد جدا.
• بعض من قانون سيتم تمريرها دون أن يلاحظها أحد.

يشار الأبيض اختبار مربع في بعض الأحيان عن طريق اختبار صندوق شفاف أو مفتوحة، الهيكلي، والاختبار المنطقي، استنادا إلى شفرة المصدر، والهندسة المعمارية المنطق.

أصناف رئيسية:

1) اختبار التحكم في التدفق - استراتيجية الهيكلية باستخدام نموذج التحكم في التدفق برنامج وبأنه يدعم طرق أكثر بساطة لأقل أكثر تعقيدا.

2) تم تصميم فرع لدراسة تصحيح كل خيار (صحيحة أو خاطئة) لكل عامل السيطرة، والتي تتضمن أيضا الجمع بين الحل.

3) اختبار الطريق الرئيسي، مما يسمح للاختبار لإقامة مشروع إجرائي قياس تعقيد منطقي لعزل مجموعة أساسية من مسارات التنفيذ.

4) فحص دفق البيانات - استراتيجية التحكم في التدفق من البحث من قبل شروح العد المعلومات حول الإعلان واستخدام المتغيرات البرنامج؛

5) دورات الاختبار - التي تركز بشكل كامل على العملية الصحيحة لعمليات دوري.

التصحيح السلوكي

اختبار الصندوق الأسود يعامل البرنامج بأنه "الصندوق الأسود" - لا تحسب المعلومات حول الأعمال الداخلية للبرنامج، وفحص فقط الجوانب الأساسية للنظام. في هذه الحالة، يحتاج اختبار لمعرفة بنية النظام دون الوصول إلى شفرة المصدر.

مزايا هذه الطريقة:

• الكفاءة للقطاع رمز كبير.
• سهولة اختبار التصور.
• يتم فصل منظور المستخدم بشكل واضح من وجهة نظر المطور (مبرمج واختبار مستقلة عن بعضها البعض).
• خلق المزيد من فرص السريع للاختبار.

اختبار البرمجيات طريقة الصندوق الأسود لديه العيوب التالية:

• أنجز بالفعل اختيار عدد من حالات الاختبار، مما أدى إلى تغطية محدودة.
• عدم وجود تحديد واضح صعبة لتطوير البرامج النصية الاختبار؛
• انخفاض الكفاءة.

أسماء أخرى لهذه التكنولوجيا - السلوكي، غير شفافة، التجارب الفنية وطريقة التصحيح صندوق مغلق.

ويمكن أن تشمل هذه الفئة تقنيات اختبار البرمجيات التالية:

1) أي ما يعادل التقسيم، والتي يمكن أن تقلل من مجموعة من بيانات الاختبار كما يتم تقسيم البيانات حدة البرامج المدخلات إلى أجزاء منفصلة.

2) يركز تحليل القيمة الحدود على التحقق من الحدود أو القيم الحدية المتطرفة - الحد الأدنى والحد الأقصى، والقيم النموذجية للخطأ.

3) التضبيب - تستخدم لتنفيذ البحث عن طريق إدخال أخطاء أو تلف poluiskazhennyh البيانات في الوضع التلقائي أو شبه التلقائي؛

4) التهم السببية - وهي تقنية تقوم على إنشاء الرسوم البيانية وتحديد العلاقة بين العمل وأسبابها: الهوية، ونفي ومنطقية OR ومنطقية AND - الشخصيات الرئيسية الأربعة، معربا عن العلاقة بين السبب والنتيجة.

5) تطبيق التحقق من المصفوفات المتعامدة للمشاكل مع منطقة مدخل صغيرة نسبيا تزيد إمكانية أبحاث مستفيضة.

6) اختبار جميع أزواج - تقنية حيث يضم مجموعة من القيم اختبار كافة تركيبات الثنائية المحتملة لكل زوج من معلمات الإدخال.

7) انتقال حالة التصحيح - تقنية مفيدة للتحقق من حالة الجهاز، وكذلك للتنقل من خلال واجهة المستخدم الرسومية المستخدم.

الصندوق الأسود الاختبار: أمثلة

ويستند أسلوب الصندوق الأسود على المواصفات والوثائق، وأوصاف واجهة البرنامج أو النظام. وبالإضافة إلى ذلك، يمكنك استخدام النماذج (رسمية أو غير رسمية)، وهو ما يمثل السلوك المتوقع من البرنامج.

عادة، يتم استخدام هذا الأسلوب من أجل التصحيح واجهة المستخدم ويتطلب التفاعل مع التطبيق عن طريق إدخال جمع البيانات والنتائج - من الشاشة، من التقارير أو المطبوعات.

اختبار، لذلك، يتفاعل مع البرنامج عن طريق إدخال، من خلال العمل على مفاتيح وأزرار أو واجهات أخرى. خيار إدخال البيانات، وبأمر من الإدارة أو سلسلة من الإجراءات يمكن أن يؤدي إلى عدد كبير من المجموعات، كما هو موضح في المثال التالي.

كم عدد الاختبارات تحتاج إلى إجراء من أجل تحقق من كل القيم الممكنة للتمييز 4 من النوافذ والميدان لمرة واحدة، ضبط الوقت في ثوان؟ في حساب وهلة الأولى بسيطة: 4 المجالات مع دولتين الممكنة - 24 = 16، والتي يجب أن مضروبا في عدد من المناصب الممكنة 00-99، أي 1600 الاختبارات الممكنة.

ومع ذلك، هذا الحساب هو الخطأ: يمكننا تحديد هذا الحقل نقطتين يمكن أن تحتوي أيضا على مسافة، أي أنه يتكون من اثنين من مواقف أبجدية رقمية ويمكن أن تشمل أحرف أبجدية رقمية، أحرف خاصة، مسافات، الخ وهكذا، إذا .... النظام هو جهاز كمبيوتر 16 بت، وتحويل 216 = 65536 واحد لكل منصب في 4294967296 حالات الاختبار الناتجة التي سيتم مضروبا 16 مجموعات من الأعلام أن يعطي ما مجموعه 68719476 736. إذا يؤدون في 1 اختبار في الثانية الواحدة، وتابع الكلي اختبار olzhitelnost هو 2 177.5 سنة. لأنظمة 32 أو 64 بت، ومدة حتى أكثر من ذلك.

ولذلك هناك حاجة للحد من هذه الفترة إلى مستوى مقبول. وبالتالي، يجب تطبيق تقنيات للحد من عدد من حالات الاختبار دون التقليل من نطاق الاختبار.

معادلة التقسيم

قسم يعادل هو أسلوب بسيط هو أن ينطبق على أي المتغيرات التي تكون موجودة في البرنامج، سواء الإدخال أو الإخراج القيم، رمزي، الرقمية، وغيرها. وهو يقوم على مبدأ أن جميع البيانات من أي ما يعادل واحد من قسم سيعامل بنفس الطريقة ومن قبل نفس التعليمات.

أثناء الاختبار، واختيار ممثل واحد من كل قسم التكافؤ معين. هذا يسمح لك للحد من منهجية عدد من حالات الاختبار ممكن من دون خسارة من تغطية الأوامر والوظائف.

نتيجة أخرى من هذا التقسيم هو للحد من انفجار اندماجي بين مختلف المتغيرات والحد يرتبط بذلك من حالات الاختبار.

على سبيل المثال، في (1 / س) ^1/2 باستخدام ثلاثة متواليات البيانات، ثلاثة تقسيم يعادل:

سيتم التعامل 1. أرقام جميع إيجابية في نفس الطريق، ويجب أن تعطي نتائج صحيحة.

2. يتم التعامل مع أرقام جميع السلبية في نفس الطريق مع نفس النتيجة. هذا غير صحيح، لأن جذر رقم سالب هو وهمي.

3. صفر سوف يتم التعامل معها بشكل منفصل وإعطاء "القسمة على صفر" خطأ. هذا هو مقطع مع قيمة واحدة.

وهكذا نرى ثلاثة أقسام متميزة، واحدة منها إلى الحد قيمة واحدة. هناك باب واحد "الصحيح"، والذي يعطي نتائج يمكن الاعتماد عليها، واثنين من "خطأ" مع نتائج غير صحيحة.

تحليل القيمة الحدود

المعالجة على حدود التقسيم يعادل يمكن القيام به بشكل مختلف مما كان متوقعا. التحقيق في القيم الحدية - طريقة معروفة لتحليل سلوك البرمجيات في هذه المناطق. هذا الأسلوب يجعل من الممكن تحديد هذه الأخطاء:

• الاستخدام غير السليم للالعلائقية (<،>، =، ≠، ≥، ≤)؛
• خطأ واحد.
• مشاكل في دورات والتكرار،
• أنواع خاطئة أو حجم المتغيرات المستخدمة لتخزين المعلومات؛
• القيود المصطنعة المرتبطة أنواع البيانات والمتغيرات.

اختبار شفافة

يزيد الرمادي طريقة مربع اختبار التغطية، يمكنك التركيز على جميع المستويات الصعبة التي يمر بها النظام من خلال مجموعة من التقنيات بالأسود والأبيض.

باستخدام هذه التقنية، يجب أن يكون اختبار لتطوير قيم اختبار المعرفة من هياكل البيانات الداخلية والخوارزميات. أمثلة من طرق الاختبار الرمادي مربع هي على النحو التالي:

• النموذج المعماري.
• لغة النمذجة الموحدة (UML)؛
• نموذج الدولة (آلة الدولة المحدودة).

في طريقة المربع الرمادي لتطوير حالات الاختبار درس وحدات في رموز الهندسة البيضاء، ويتم تنفيذ الاختبار الفعلي على واجهات برامج تكنولوجيا السوداء.

هذه الأساليب اختبار لها المزايا التالية:

• الجمع بين مزايا المربعات البيضاء والسوداء فني.
• ويستند اختبار على واجهة والمواصفات الفنية، وليس شفرة المصدر.
• مصحح أخطاء يمكن أن تجعل حالات الاختبار الكبرى.
• يتم الاختيار من وجهة نظر المستخدم، وليس مصمم البرنامج؛
• خلق التنمية اختبار مخصص؛
• الموضوعية.

العيوب:

• يقتصر اختبار التغطية لأنه لا يوجد الوصول إلى شفرة المصدر.
• تعقيد العيوب في التطبيقات الموزعة.
• لا تزال العديد من الطرق غير مستكشفة.
• إذا كان مطور البرمجيات أطلقت الاختبار، ثم إجراء مزيد من التحقيق قد يكون مبالغا فيه.

اسم آخر للتقنيات مربع رمادي - التصحيح الشفاف.

وتشمل هذه الفئة مثل هذه الأساليب من الاختبار:

1) مجموعة المتعامدة - استخدام مجموعة فرعية من كافة تركيبات المحتملة؛

2) مصفوفة التصحيح باستخدام حالة بيانات البرنامج.

3) التفتيش رجعية أجريت في التعديلات الجديدة للبرنامج.

4) اختبار القالب الذي يحلل التصميم والهندسة المعمارية من التطبيق الجيد.

مقارنة بين تقنيات اختبار البرمجيات

استخدام طرق حيوية يؤدي إلى انفجار اندماجي لعدد من الاختبارات التي تحتاج إلى تطوير وتنفيذها والقيام بها. وينبغي استخدام كل أسلوب عملي، مع القيود في الاعتبار.

الطريقة الحقيقية الوحيدة غير موجود، فقط هناك تلك التي هي أكثر ملاءمة للسياق المحدد. الهندسة الإنشائية تسمح لنا للعثور على مدونة عديمة الفائدة أو ضارة، لكنها معقدة وغير قابلة للتطبيق لبرامج كبيرة. أساليب بناء على المواصفات - الوحيدة القادرة على تحديد رمز عداد المفقودين، لكنهم لا يستطيعون تحديد من الخارج. بعض التقنيات هي أكثر ملاءمة لمعين مستوى الاختبار، نوع الخطأ أو السياق من غيرها.

وفيما يلي الاختلافات الرئيسية بين تقنيات الاختبار الديناميكي ثلاثة - ونظرا لجدول مقارنة بين الأشكال الثلاثة للتصحيح البرنامج.

جانب	طريقة الصندوق الأسود	طريقة مربع رمادي	طريقة البيضاء مربع
توافر المعلومات عن تكوين البرنامج	يدرس فقط الجوانب الأساسية لل	معرفة جزئية عن البنية الداخلية للبرنامج	الوصول الكامل إلى شفرة المصدر
درجة تجزئة للبرنامج	منخفض	مركزي	ارتفاع
الذي ينتج التصحيح؟	مستخدمين النهائيين، واختبار والمطورين	مستخدمين النهائيين والمطورين ومصححات	المطورين واختبار
قاعدة	ويستند اختبار على حالات الطوارئ الخارجية.	قاعدة بيانات الرسوم البيانية والرسوم البيانية تدفق البيانات، وحالة المعرفة الداخلية للخوارزمية والهندسة المعمارية	الجهاز الداخلية يدرك تماما
درجة التغطية	أقل شمولا ويتطلب حدا أدنى من الوقت	مركزي	يحتمل أن تكون الأكثر شمولا. مستغرق وقتا طويلا
البيانات والحدود الداخلية	التصحيح فقط عن طريق التجربة والخطأ	يمكن التحقق من المجالات البيانات والحدود الداخلية، إذا كانت معروفة	أفضل المجالات بيانات الاختبار والحدود الداخلية
اختبار خوارزمية ملاءمة	لا	لا	نعم

أتمتة

بالطريقة الآلية اختبار البرمجيات وتبسيط كثيرا عملية التفتيش، بغض النظر عن البيئة التقنية وسياق. وهي تستخدم في حالتين:

1) لأتمتة المهام مملة أو متكررة أو دقيقة مثل المقارنة الملف إلى عدة آلاف من الصفوف من أجل الإفراج عن الوقت المناسب لتركيز اختبار نقطة أكثر أهمية.

2) لأداء تتبع أو المهام التي لا يمكن القيام بها بسهولة من قبل الناس مثل التحقق من الأداء أو زمن الاستجابة التحليل التي يمكن قياسها في المئات من الثانية.

أدوات اختبار يمكن تصنيفها بطرق مختلفة. ويستند هذا التقسيم التالي على المهام التي تدعمها:

• إدارة الاختبار، والذي يتضمن دعم إدارة المشاريع، إصدارات، تكوينات، وتحليل المخاطر، وتتبع اختبار، والأخطاء والعيوب، وأدوات الإبلاغ؛
• إدارة المتطلبات، والتي تشمل متطلبات التخزين والمواصفات، والتحقق منها للتأكد من اكتمالها والغموض، والأولوية وإمكانية تتبع كل اختبار.
• مراجعة نقدية وتحليل ثابت، بما في ذلك رصد التدفق، والمهام، وتسجيل وتخزين التعليقات، كشف الخلل والمخطط لها صلات إدارة السجون لقوائم المراجعة وقواعد، وتتبع الوثائق مصدر الاتصال وتحليل ساكنة رمز للكشف عن العيوب، وضمان الامتثال للمعايير كتابة التعليمات البرمجية، تحليل الهياكل والتبعيات، وحساب المعلمات متري من رمز والهندسة المعمارية. وبالإضافة إلى ذلك، استخدم المجمعين، تحليل والمولدات وعلاقات إحالات؛
• النمذجة، والذي يتضمن أدوات لسلوك الأعمال نمذجة واختبار النماذج؛
• تطوير اختبار يضمن توليد البيانات المتوقعة على أساس شروط ونماذج واجهة المستخدم ورمز، وإدارة لإنشاء أو تعديل الملفات وقواعد البيانات، والرسائل، والتحقق من صحة البيانات على أساس قواعد الإدارة، والتحليل الإحصائي من الظروف والمخاطر.
• رؤية نقدية عن طريق إدخال البيانات من خلال واجهة المستخدم، API، سطر الأوامر الرسومية باستخدام المقارنة للمساعدة في تحديد الاختبارات الناجحة وغير الناجحة.
• بيئة التصحيح الدعم الذي يسمح لك لتحل محل الأجهزة المفقودة أو البرامج، في المجلد. ح. المعدات المحاكاة على أساس مجموعة فرعية مصممة الإخراج، محاكاة الطرفية والهواتف المحمولة ومعدات الشبكات، والبيئة لفحص اللغات وأنظمة التشغيل و الأجهزة عن طريق استبدال السائق المكونات المفقودة، وهمية وحدات وغيرها، فضلا عن أدوات لالتقاط وتعديل OS تطلب الحد محاكاة CPU، RAM، ROM، أو شبكة؛
• .. مقارنة بين ملفات البيانات، وقواعد البيانات، والتحقق من النتائج المتوقعة أثناء وبعد اكتمال الاختبار، ودينامية شامل والمقارنة دفعة، التلقائية "أوراكل".
• طلاء قياس لتوطين تسرب الذاكرة وغير صحيح نظام تقدير السلوك سيطرتها تحت تحميل التطبيقات توليد الحمل محاكاة وقواعد البيانات والشبكات أو الملقمات في سيناريو واقعي للنمو لقياس وتحليل والتحقق من تقرير موارد النظام.
• الأمن؛
• اختبار الأداء، وتحميل والتحليل الديناميكي.
• أدوات أخرى، في المجلد. ح. لإجراء التدقيق الإملائي وبناء الجملة، وأمن الشبكات، توفر جميع صفحات الموقع وغيرها.

وجهة نظر

مع الاتجاهات المتغيرة في صناعة البرمجيات، وعملية التصحيح هي أيضا عرضة للتغيير. هناك أساليب جديدة لاختبار البرمجيات، مثل الهندسة المعمارية خدمة orientirovannae (SOA)، التقنيات اللاسلكية، خدمات الهاتف النقال، وهلم جرا. E.، وقد فتحت طرقا جديدة لاختبار البرمجيات. وفيما يلي بعض التغييرات التي من المتوقع في هذه الصناعة على مدى السنوات القليلة المقبلة أدناه:

• سوف اختبار نموذجا خفيفة الوزن التي المطورين سوف تكون قادرة على التحقق من التعليمات البرمجية.
• تطوير طرق الاختبار، بما في ذلك عرض والنمذجة البرامج في مرحلة مبكرة، والقضاء على العديد من التناقضات.
• وجود اختبار عدة إعتراضات اختصار الوقت للكشف عن الخطأ.
• محلل ثابت وكشف يعني لاستخدامها على نطاق أوسع.
• استخدام المصفوفات المعدنية، مثل تغطية مواصفات، ونطاق التغطية نموذج ورمز تحديد وتطوير المشاريع؛
• أدوات اندماجي تسمح اختبار لتحديد المجالات ذات الأولوية لتصحيح الأخطاء.
• واختبار توفر خدمات أكثر سهولة وقيمة في جميع مراحل عملية تطوير البرمجيات.
• يمكن مصححات خلق أدوات وأساليب اختبار البرمجيات مكتوب في والتفاعل مع مجموعة متنوعة من لغات البرمجة.
• وسيتم تدريب خبراء التصحيح أكثر مهنيا.

سوف تحل محلها أساليب جديدة اختبار البرمجيات التجارية المنحى، لتغيير طريقة التفاعل مع النظم والمعلومات التي يقدمونها مع تقليل المخاطر وزيادة الفوائد المترتبة على التغييرات الأعمال.