Тестирование программных продуктов (стр. 5 из 10)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИСПЫТАНИЯ.

Для повышения эффективности испытания, его ускорения и удешевления необходимо разработать научно обоснованные методы, средства и методики, позволяющие преодолеть недостатки подхода к испытанию как к своего рода эвристике, недооценку его роли в обеспечении требуемого уровня качества ПП, подмену испытаний процедурами типа проверки работоспособности на контрольном примере и т. п. Эта цель может быть достигнута лишь путем разработки технологической схемы испытаний, предусматривающей;

знание назначения испытываемого ПС, условий его функционирования и требований к нему со стороны пользователей;

автоматизацию всех наиболее трудоемких процессов и прежде всего моделирование среды функционирования, включая искажающие воздействия;

ясное представление цели и последовательности испытания;

целенаправленность и неизбыточность испытания, исключающие или минимизирующие повторение однородных процедур при одних и тех же условиях функционирования испытываемого ПС;

систематический контроль за ходом, регулярное ведение протокола и журнала испытания;

четкое, последовательное определение и исполнение плана испытания;

четкое сопоставление имеющихся ресурсов с предполагаемым объемом испытания;

возможность обеспечения, а также объективной количественной оценки полноты и достоверности результатов испытания навсех этапах.

Любому виду испытаний должна предшествовать тщательная подготовка. В подготовку испытаний ПС входят следующие мероприятия:

· составление и согласование плана-графика проведения испытания;

· разработка, комплектование, испытание и паспортизация программно-технических средств, используемых при испытаниях;

· анализ пригодности испытательных средств, используемых во время предварительных испытаний, для проведения приемочных испытаний;

· анализ пригодности накопленных данных о качестве ПС для использования при окончательном определении значений показателей качества испытываемого ПС;

· проверка и согласование с представителем Заказчика конструкторской документации на ПС, предъявляемой при испытаниях;

· разработка, согласование и утверждение программ и методикиспытаний;

· аттестация специалистов на допуск к проведению испытаний;

· приемка испытываемого опытного образца ПС на носителе данных и документации;

· проведение мероприятий, направленных на обеспечение достоверности испытаний.

Особо следует подчеркнуть необходимость заблаговременной разработки и испытания всех программно-технических средств, которые будут использоваться при проведении испытаний. При этом следует иметь в виду, что уровень точности и надежности измерительной аппаратуры, используемой при испытаниях любого объекта, должен быть значительно выше соответствующих показателен испытываемого объекта. Поэтому реальные характеристики программно-технических испытательных средств необходимо установить заранее, а их приемлемость согласовывать между разработчиками, испытателями и заказчиками ПС. Пренебрежение этим правилом вызывает недоверие к результатам испытания и, как следствие, удлинение сроков испытания.

Сложность программно-технических испытательных средств, требования к их совершенству, а следовательно, и затраты ресурсов на их разработку прямо пропорционально зависят от соответствующих показателей испытываемых ПС. Объем испытательных программных средств, выраженный в машинных командах, может достигать объема испытываемых с их помощью программ. Поэтому разработка программно-технических средств, предназначенных для испытания особо сложной ПП, должна начинаться одновременно с разработкой опытных образцов продукции.

На основании изложенного можно определить следующие пять этапов испытания.

1. Обследование проектируемого ПС, анализ проектной документации.

2. Определение наиболее важных подсистем, функций и путей проектируемого ПС, подлежащих испытанию.

3. Анализ показателей качества ПС и методов определения их значений. Разработка программ и методик испытания.

4. Разработка (освоение) испытательных программно-технических средств, библиотек тестов и баз данных (если они требуются).

5. Непосредственное проведение испытаний, анализ результатов, принятие решения.

На рис. 16 изображена технологическая схема в виде этапов подготовки и проведения испытания и их связи с этапами разработки ПС.

Рис. 16. Технологическая схема испытания ПС.

В зависимости от специфики, условий применения, требований к качеству испытываемых ПС испытания могут проводиться либо путем тестирования, либо путем статистического моделирования среды функционирования, либо на основе натурных и смешанных экспериментов. Часто полезно использование всех этих методов. Значения некоторых показателей качества можно получить экспертным путем.

ПЛАНИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЗАВЕРШЕННОСТИ ИСПЫТАНИЙ.

План проведения испытаний должен быть ориентирован на обеспечение всесторонней проверки ПС и максимальной (заданной) достоверности полученных результатов при использовании ограниченных ресурсов, выделенных на испытаниях. Принципиально возможны следующие подходы к решению этой задачи:

1) анализируют весь диапазон входных данных. На основе анализа заранее готовят такое множество комбинаций данных (тестовых наборов данных), которое охватывает наиболее характерные подмножества входных данных. Программу рассматривают как черный ящик. Испытания сводятся к последовательному вводу тестовых наборов данных и анализу получаемых результатов;

2) анализируют множество ситуаций, которые могут возникнуть при функционировании ПС. Выбирают наиболее характерные ситуации. Каждую из них выражают через тестовый набор входных данных. Далее сущность испытания и анализа результатов сводится к подходу 1);

3) с помощью графовой модели анализируют микроструктуру ПС. Выбирают множество путей, которое полностью покрывает граф-схему ПС, и такую последовательность тестовых наборов исходных данных, выполнение которой будет проходить по выделенным путям. Организация испытаний аналогична подходам 1) и2);

4) ПС испытывают в реальной среде функционирования;

5) ПС испытывают в статистически моделируемой среде функционирования, адекватной реальной среде.

Ни один из этих подходов не является универсальным. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, которые в разной степени проявляются в зависимости от специфики испытываемого ПС. Например, подход 1) может оказаться предпочтительным, если диапазон входных данных обозрим, сравнительно легко анализируется и систематизируется, и неприемлемым — в противном случае. Наиболее достоверные результаты получаются при испытаниях в реальной среде функционирования. Но такие испытания редко удается осуществить. Поэтому на практике используют комбинации всех видов. Типичным примером такой комбинации может служить смешанный метод, когда среда функционирования ПС моделируется, а достоверность результатов проверяется путем сравнения с результатами, полученными при функционировании ПС в реальной среде.

Анализ показывает, что абсолютная проверка ПС ни при одном из рассмотренных подходов не осуществима. Поэтому при планировании испытаний необходимо предварительно анализировать структуры испытываемых программ и входных данных. В частности, следует устанавливать те пути граф-схемы программы, использование которых при преобразовании данных наиболее вероятно. Эта задача аналогична подходам 1) и 2). Для сложных программных комплексов она не имеет строго математического решения. Вместе с тем на практике нередко удается заранее установить наиболее вероятные ситуации, которые могут возникнуть в автоматизируемой системе, а следовательно, и наборы входных данных, описывающие эти ситуации.

Методика решения задачи планирования испытания включает в себя следующие этапы: нахождение всех путей реализации;

выделение минимального подмножества путей, обеспечивающих проверку всех участков программы; разработка тестов для проверки выделенных путей.Необходимо отметить, что в результате решения получают не одно подмножество путей, а некоторую совокупность таких подмножеств. Анализируя эти совокупности по критериям минимального времени реализации их на ЭВМ, выбора наиболее вероятных путей, отсутствия в этих совокупностях несовместимых путей (рассмотренным методам присущ этот недостаток), выбирают наиболее приемлемую совокупность. Для формирования входных данных тестирования для каждого выделенного пути реализации составляют специальные таблицы. В таблицах представляют только условные операторы, принадлежащие данному пути, и операторы, в которых вычисляются переменные управления. В результате анализа предписаний, удовлетворяющих условным операторам, вырабатывают входные данные тестирования.

Для установления потребности в машинном времени на проведение испытаний необходимо знать среднее значение абсолютной реактивности ПС. Эта характеристика должна быть задана в ТЗ. Если же она не задана, то можно принять

где — минимальное значение абсолютной реактивности; — максимальное значение абсолютной реактивности.

Несмотря на то что проверка всех путей граф-схемы большой программы неосуществима, при планировании испытаний необходимо при заданных ресурсах обеспечить максимальную полноту проверки, особенно проверки модулей решения наиболее ответственных задач. Стремление избежать при этом неэффективного простого перебора приводит к задаче выбора минимального количества путей, покрывающих граф ПС. Под покрытием понимают включение всех дуг графа. Минимальное покрытие, с одной стороны, обеспечивает минимум тестов и контрольных просчетов, а, с другой стороны, гарантирует прохождение каждой дуги графа хотя бы по одному разу.