Processo de Teste de Software
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- Felipe Carneiro Rios
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1 Processo de Teste de Software Introdução Auri Marcelo Rizzo Vincenzi Gilcimar Divino de Deus Instituto de Informática Universidade Federal de Goiás 22 de agosto de 2008
2 Organização Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
3 Teste Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
4 Teste O que é teste? (1) De acordo com a norma IEEE Standard (IEEE, 1990): The process of operating a system or component under specified conditions, observing or recording the results, and making an evaluation of some aspect of the system or component. Craig e Jaskiel (2002) apresentam outra definição: Testing is a concurrent lifecycle process of engineering, using and maintaining testware in order to measure and improve the quality of the software being tested.
5 Teste Programa Identifier Conjunto de Teste Baseado em Experiências Anteriores Especificação (extraída de Maldonado et al. (2004)): O programa deve determinar se um identificador é válido ou não em Silly Pascal (uma variante do Pascal). Um identificador válido deve começar com uma letra e conter apenas letras ou dígitos. Além disso, deve ter no mínimo um caractere e no máximo seis caracteres de comprimento. Exemplos de Identificadores: abc12 (válido); cont*1 (inválido); 1soma (inválido); a (inválido)
6 Teste O que é teste? (2) Diferentes organizações e indivíduos têm visões diferentes do propósito dos testes. Processo de Software versus Processo de Teste Níveis de maturidade de teste (Beizer, 1990): Nível 0 - Não há diferença entre teste e depuração (debugging);
7 Teste O que é teste? (2) Diferentes organizações e indivíduos têm visões diferentes do propósito dos testes. Processo de Software versus Processo de Teste Níveis de maturidade de teste (Beizer, 1990): Nível 0 - Não há diferença entre teste e depuração (debugging); Nível 1 - O propósito do teste é mostrar que o software funciona.
8 Teste O que é teste? (2) Diferentes organizações e indivíduos têm visões diferentes do propósito dos testes. Processo de Software versus Processo de Teste Níveis de maturidade de teste (Beizer, 1990): Nível 0 - Não há diferença entre teste e depuração (debugging); Nível 1 - O propósito do teste é mostrar que o software funciona. Nível 2 - O propósito do teste é mostrar que o software não funciona.
9 Teste O que é teste? (2) Diferentes organizações e indivíduos têm visões diferentes do propósito dos testes. Processo de Software versus Processo de Teste Níveis de maturidade de teste (Beizer, 1990): Nível 0 - Não há diferença entre teste e depuração (debugging); Nível 1 - O propósito do teste é mostrar que o software funciona. Nível 2 - O propósito do teste é mostrar que o software não funciona. Nível 3 - O propósito do teste não é provar nada, mas reduzir o risco de não funcionamento a um valor aceitável.
10 Teste O que é teste? (2) Diferentes organizações e indivíduos têm visões diferentes do propósito dos testes. Processo de Software versus Processo de Teste Níveis de maturidade de teste (Beizer, 1990): Nível 0 - Não há diferença entre teste e depuração (debugging); Nível 1 - O propósito do teste é mostrar que o software funciona. Nível 2 - O propósito do teste é mostrar que o software não funciona. Nível 3 - O propósito do teste não é provar nada, mas reduzir o risco de não funcionamento a um valor aceitável. Nível 4 - Teste não é uma ação, mas sim uma disciplina mental (institucionalizada na empresa) que resulta em software de baixo risco sem que seja empregado muito esforço de teste.
11 Desafios do Teste Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
12 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software?
13 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios?
14 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são:
15 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo.
16 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas.
17 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas. Dificuldade em determinar os resultados esperados para cada caso de teste.
18 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas. Dificuldade em determinar os resultados esperados para cada caso de teste. Requisitos do software inexistentes ou que mudam rapidamente.
19 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas. Dificuldade em determinar os resultados esperados para cada caso de teste. Requisitos do software inexistentes ou que mudam rapidamente. Não há tempo suficiente para o teste.
20 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas. Dificuldade em determinar os resultados esperados para cada caso de teste. Requisitos do software inexistentes ou que mudam rapidamente. Não há tempo suficiente para o teste. Não há treinamento no processo de teste.
21 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas. Dificuldade em determinar os resultados esperados para cada caso de teste. Requisitos do software inexistentes ou que mudam rapidamente. Não há tempo suficiente para o teste. Não há treinamento no processo de teste. Não há ferramenta de apoio.
22 Desafios do Teste Desafios Alguém já testou algum produto de software? Quais foram os maiores desafios? Alguns problemas comuns são: Não há tempo para o teste exaustivo. Muitas combinações de entrada para serem exercitadas. Dificuldade em determinar os resultados esperados para cada caso de teste. Requisitos do software inexistentes ou que mudam rapidamente. Não há tempo suficiente para o teste. Não há treinamento no processo de teste. Não há ferramenta de apoio. Gerentes que desconhecem teste ou que não se preocupam com qualidade.
23 Casos de Teste Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
24 Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Projeto de Casos de Teste O segredo do sucesso do teste está no projeto dos casos de teste. Segundo (Pressman, 2006): The design of tests for software and other engineering products can be as challenging as the initial design of the product itself. Yet... software engineers often treat testing as an afterthought, developing test cases that feel right but have little assurance of being complete. Recalling the objectives of testing, we must design tests that have the highest likelihood of finding the most errors with a minimum amount of time and effort.
25 Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Partes de um Caso de Teste Um caso de teste bem projetado é dividido em três partes: Entradas (inputs); Saídas Esperadas (outputs); Ordem de execução (order of execution).
26 Casos de Teste Entradas Partes de um Caso de Teste entradas Geralmente identificadas como dados fornecidos via teclado para o programa executar. Entretanto, os dados de entrada podem ser fornecidos por outros meios, tais como: Dados oriundos de outro sistema que servem de entrada para o programa em teste; Dados fornecidos por outro dispositivo; Dados lidos de arquivos ou banco de dados; O estado do sistema quando os dados são recebidos; O ambiente no qual o programa está executando.
27 Casos de Teste Saídas Partes de um Caso de Teste saídas esperadas As saídas também podem ser produzidas de diferentes formas. A mais comum é aquele apresentada na tela do computador. Além dessa, as saídas podem ser enviadas para: Outro sistema interagindo com o programa em teste; Dados enviados para um dispositivo externo; Dados escritos em arquivos ou banco de dados; O estado do sistema ou o ambiente de execução podem ser alterados durante a execução do programa.
28 Casos de Teste Oráculo Partes de um Caso de Teste oráculo (1) Todas as formas de entrada e saída são relevantes.
29 Casos de Teste Oráculo Partes de um Caso de Teste oráculo (1) Todas as formas de entrada e saída são relevantes. Durante o projeto de um caso de teste, determinar correção da saída esperada é função do oráculo (oracle).
30 Casos de Teste Oráculo Partes de um Caso de Teste oráculo (1) Todas as formas de entrada e saída são relevantes. Durante o projeto de um caso de teste, determinar correção da saída esperada é função do oráculo (oracle). Oráculo corresponde a um mecanismo (programa, processo ou dados) que indica ao projetista de casos de testes a saída obtida para um caso de teste é aceitável ou não.
31 Casos de Teste Oráculo Partes de um Caso de Teste oráculo (2) Beizer (1990) lista cinco tipos de oráculos: Oráculo Kiddie - simplesmente execute o programa e observe sua saída. Se ela parecer correta deve estar correta. Conjunto de Teste de Regressão - execute o programa e compare a saída obtida com a saída produzida por uma versão mais antiga do programa. Validação de Dados - execute o programa e compare a saída obtida com uma saída padrão determinada por uma tabela, fórmula ou outra definição aceitável de saída válida. Conjunto de Teste Padrão - execute o programa com um conjunto de teste padrão que tenha sido previamente criado e validado. Utilizado na validação de compiladores, navegadores Web e processadores de SQL. Programa existente - execute o programa em teste e o programa existente com o mesmo caso de teste e compare as saídas. Semelhante ao teste de regressão.
32 Casos de Teste Ordem de Execução Partes de um Caso de Teste ordem de execução (1) Existem dois estilos de projeto de casos de teste relacionados com a ordem de execução: Casos de teste em cascata. Casos de teste independentes.
33 Casos de Teste Ordem de Execução Partes de um Caso de Teste ordem de execução (2) Casos de teste em cascata - quando os casos de teste devem ser executados um após o outro, em uma ordem específica. O estado do sistema deixado pelo primeiro caso de teste é reaproveitado pelo segundo e assim sucessivamente. Por exemplo, considere o teste de uma base de dados: criar um registro ler um registro atualizar um registro ler um registro apagar um registro ler o registro apagado Vantagem - casos de testes tendem a ser pequenos e simples. Fáceis de serem projetados, criados e mantidos. Desvantagem - se um caso de teste falhar os casos de teste subseqüentes também podem falhar.
34 Casos de Teste Ordem de Execução Partes de um Caso de Teste ordem de execução (3) Casos de teste independentes - Cada caso de teste é inteiramente autocontido. Vantagem - casos de teste podem ser executados em qualquer ordem. Desvantagem - casos de teste tendem a ser grandes e complexos, mais difíceis de serem projetados, criados e mantidos.
35 Tipos de Teste Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
36 Tipos de Teste Técnicas de Teste Tipos de Teste (1) Diferentes tipos de testes podem ser utilizados para verificar se um programa se comporta como o especificado. Basicamente, os testes podem ser classificados em teste caixa-preta (black-box testing), teste caixa-branca (white-box testing) ou teste baseado em defeito (fault-based testing). Esses tipos de teste correspondem às chamadas técnicas de teste.
37 Tipos de Teste Técnicas de Teste Tipos de Teste (2) A técnica de teste é definida pelo tipo de informação utilizada para realizar o teste. Técnica caixa-preta - os testes são baseados exclusivamente na especificação de requisitos do programa. Nenhum conhecimento de como o programa está implementado é requerido. Técnica caixa-branca - os testes são baseados na estrutura interna do programa, ou seja, na implementação do mesmo. Técnica baseada em defeito - os testes são baseados em informações histórica sobre defeitos cometidos freqüêntemente durante o processo de desenvolvimento de software.
38 Tipos de Teste Técnicas de Teste Tipos de Teste (3) Cada técnica de teste possui um conjunto de critérios de teste. Os critérios sistematizam a forma como requisitos de teste devem ser produzidos a partir da fonte de informação disponível (especificação de requisitos, código fonte, histórico de defeitos, dentre outras). Os requisitos de teste são utilizados para: Gerar casos de teste. Avaliar a qualidade de um conjunto de teste existente.
39 Tipos de Teste Técnicas de Teste Técnicas, Critérios e Requisitos de Teste Técnica de Teste tem Critérios de Teste define Fonte de Informação usam Requisitos de Teste derivam avaliação geração Casos de Teste **Requisitos não-executáveis. Termos utilizados na área de teste e seus relacionamentos
40 Fases de Teste Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
41 Fases de Teste Fases de Teste (1) A Atividade de Teste também é dividida em fases, conforme outras atividades de Engenharia de Software. Objetivo é reduzir a complexidade dos testes. Conceito de dividir e conquistar. Começar testar a menor unidade executável até atingir o programa como um todo.
42 Fases de Teste Fases de Teste (2) Teste Procedimental Procedimento ou Sub rotina Dois ou mais procedimentos Subsistema Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste Orientado a Objeto Método Classe Cluster Componentes Subsistema Todo Sistema Teste de Sistema e Aceitação Todo Sistema Principais Fases de Teste (adaptada de Binder (1999)).
43 Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Unidade Objetivo é identificar erros de lógica e de programação na menor unidade de programação. Diferentes linguagens possuem unidades diferentes. Pascal e C possuem procedimentos ou funções. Java e C++ possuem métodos (ou classes?). Basic e COBOL (o que seriam unidades?). Como testar uma unidade que depende de outra para ser executada? Como testar uma unidade que precisa receber dados de outra unidade para ser executada?
44 Fases de Teste Teste de Unidade Driver e Stub Para auxiliar no teste de unidade, em geral, são necessários drivers e stubs. O driver é responsável por fornecer para uma dada unidade os dados necessários para ela ser executada e, posteriormente, apresentar os resultados ao testador. O stub serve para simular o comportamento de uma unidade que ainda não foi desenvolvida, mas da qual a unidade em teste depende. entrada driver saída Unidade em Teste (F) stub 1 stub 2 stub n Drivers e Stubs.
45 Fases de Teste Teste de Integração Teste de Integração (1) Objetivo é verificar se as unidades testadas individualmente se comunicam como desejado. 1. Por que testar a integração entre unidades se as mesmas, em isolado, funcionam corretamente?
46 Fases de Teste Teste de Integração Teste de Integração (2) Dados podem se perder na interface das unidades. Variáveis globais podem sofrer alterações indesejadas. Teste de Unidade X Teste de Integração.
47 Fases de Teste Teste de Integração Teste de Integração (3) Tipos de Erros de Integração.
48 Fases de Teste Teste de Sistema Teste de Sistema Objetivo é verificar se o programa em si interage corretamente com o sistema para o qual foi projetado. Isso inclui, por exemplo, o SO, banco de dados, hardware, manual do usuário, treinamento, etc. Corresponde a um teste de integração de mais alto nível. Inclui teste de funcionalidade, usabilidade, segurança, confiabilidade, disponibilidade, performance, backup/restauração, portabilidade, entre outros (Norma ISO-IEC-9126 para mais informações (ISO/IEC, 1991))
49 Fases de Teste Teste de Aceitação Teste de Aceitação Objetivo é verificar se o programa desenvolvido atende as exigências do usuário.
50 Limitações do Teste Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
51 Limitações do Teste Limitações do Teste (1) Observe o exemplo abaixo extraído de Binder (1999): 1 int blech ( int j ) { 2 j = j 1; // deveria ser j = j j = j / 30000; 4 return j ; 5 } Código fonte:./src/blech.java Considerando o tipo inteiro com 16 bits (2 bytes) o menor valor possível seria e o maior seria , resultando em valores diferentes possíveis. Haverá tempo suficiente para se criar casos de teste? E se os programas forem maiores? Quantos casos de teste serão necessários?
52 Limitações do Teste Limitações do Teste (2) 1 int blech ( int j ) { 2 j = j 1; // deveria ser j = j j = j / 30000; 4 return j ; 5 } Código fonte:./src/blech.java Quais valores escolher? Entrada (j) Saída Esperada Saída Obtida Quais valores de entrada revelam o erro no programa acima?
53 Limitações do Teste Limitações do Teste (3) Os casos de testes anteriores não revelam o erro.
54 Limitações do Teste Limitações do Teste (3) Os casos de testes anteriores não revelam o erro. Somente quatro valores do intervalo de entrada válido revelam o erro:
55 Limitações do Teste Limitações do Teste (3) Os casos de testes anteriores não revelam o erro. Somente quatro valores do intervalo de entrada válido revelam o erro: Os valores abaixo revelam o erro: Entrada (j) Saída Esperada Saída Obtida
56 Limitações do Teste Limitações do Teste (3) Os casos de testes anteriores não revelam o erro. Somente quatro valores do intervalo de entrada válido revelam o erro: Os valores abaixo revelam o erro: Entrada (j) Saída Esperada Saída Obtida Qual a chance desses valores serem selecionados???
57 Resumo Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
58 Resumo Resumo A atividade de teste é um processo executado em paralelo com as demais atividades do ciclo de vida de desenvolvimento do software. A principal tarefa da atividade de teste é o projeto de casos de teste. Eles é que são responsáveis por revelar erros no programa. O projeto de casos de teste deve levar em consideração o objetivo do teste que é demonstrar que o programa em teste possui erros. Segredo é selecionar aqueles casos de teste com maior probabilidade de revelar os erros existentes. Diferentes técnicas de teste existem para auxiliar na atividade de teste. Além disso, o teste deve ser conduzido em fases para reduzir a complexidade.
59 Leitura Recomendada Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
60 Leitura Recomendada Leitura Recomendada Mais informações sobre esse tema podem ser encontrados em: Capítulo 1 do livro de Copeland (2004).
61 Referências Teste Desafios do Teste Casos de Teste Projeto de Casos de Teste Entradas Saídas Oráculo Ordem de Execução Tipos de Teste Técnicas de Teste Fases de Teste Teste de Unidade Teste de Integração Teste de Sistema Teste de Aceitação Limitações do Teste Resumo Leitura Recomendada Referências
62 Referências Referências Bibliográficas Beizer, B. Software testing techniques. 2nd ed. New York: Van Nostrand Reinhold Company, Binder, R. V. Testing object-oriented systems: Models, patterns, and tools, v. 1. Addison Wesley Longman, Inc., Copeland, L. A practitioner s guide to software test design. Artech House Publishers, Craig, R. D.; Jaskiel, S. P. Systematic software testing. Artech House Publishers, IEEE IEEE standard glossary of software engineering terminology. Standard , IEEE Computer Society Press, ISO/IEC Quality characteristics and guidelines for their use. Padrão ISO/IEC 9126, ISO/IEC, Maldonado, J. C.; Barbosa, E. F.; Vincenzi, A. M. R.; Delamaro, M. E.; Souza, S. R. S.; Jino, M. Introdução ao teste de software. Relatório Técnico 65 Versão , Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação ICMC-USP, disponível on-line: Pressman, R. S. Engenharia de software. 6 ed. McGraw-Hill, 2006.
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