1 Dozenten: Markus Rentschler Andreas Stuckert Version 30.03.2015 Software Engineering I VE: Von der Anforderung zum Testfall Vorlesung Software Engineering

1

Dozenten:Markus RentschlerAndreas StuckertVersion 11.04.23

Software Engineering I VE: Von der Anforderung zum Testfall

Vorlesung

Software Engineering I

Analytische Qualitätssicherung:

Von der Anforderung zum Testfall

2


Software Engineering I VE: Qualitätssicherung analytisch

Software-Qualitätssicherung (SW-QS)

Qualitätssicherung

Analytische QS Konstruktive QS

Ergebnisse Prozesse

Dokumente

Software

Reviews,...

Testen

Audits

Normen, Standards,Prozessmodelle,Projektleitung,Software-Technik,Software-Architektur,Erfahrungsaustausch,Ausbildungsmaßnahmen...

Artefakte prüfen:

3

Dozenten:Markus RentschlerAndreas Stuckert

Analytische QS: Testen Debugging

• Debugging:– Funktion im Laufversuch überprüfen (unsystematischer Ad-hoc-Test).

– Fehlerursache lokalisieren, analysieren und beheben.

– Konstruktiver Ansatz

• Testen:– Fehlverhalten provozieren, reproduzieren und dokumentieren.

– Destruktiver Ansatz

• Wenn Entwickler von „Testen“ sprechen, meinen sie oft „Debugging“.

• Problem: Gleichzeitig konstruktiv und destruktiv zu denken, ist schwierig!

• Testen sollte grundsätzlich systematisch erfolgen!

Version 11.04.23


4


Verifikation:Die Software ist richtig!

Debugging:Warum ist die Software

nicht richtig?

Validation: Ist es die richtige Software?

Test:Ist die Software richtig?

Fragestellungen bei der analytischen SW-QS

Version 11.04.23


Wie geht man systematisch und professionell vor ?

5


Qualität: Fehler vs. Mangel

• Eine Situation kann nur dann als fehlerhaft eingestuft werden, wenn vorab festgelegt wurde, wie die erwartete, korrekte, also nicht fehlerhafte Situation aussehen soll.

• Ein Fehler ist die Nichterfüllung einer festgelegten Anforderung, eine Abweichung zwischen dem Ist-Verhalten (während der Ausführung der Tests oder des Betriebs festgestellt) und dem Soll-Verhalten (in der Spezifikation oder den Anforderungen festgelegt).

• Ein Mangel liegt vor, wenn eine gestellte Anforderung oder eine berechtigte Erwartung in Bezug auf einen beabsichtigten Gebrauch nicht angemessen erfüllt wird. Ein Mangel ist z.B. die Beeinträchtigung der Verwendbarkeit bei gleichzeitiger Erfüllung der Funktionalität oder die Nichterfüllung einer angemessenen Erwartung (z.B. Benutzerfreundlichkeit).

Angelehnt an: DIN EN ISO 9000:2005 Qualitätsmanagementsysteme – Grundlagen und Begriffe. Beuth Verlag, Berlin, 2005

Version 11.04.23


6


Definition: Validierung und Verifikation

• Validierung

Prüfung, ob ein Entwicklungsergebnis die individuellen Anforderungen bezüglich einer speziellen beabsichtigten Nutzung erfüllt.

– Haben wir das richtige System realisiert?– Wenn nicht Mangel

• Verifikation

Prüfung, ob die Ergebnisse einer Entwicklungsphasedie Vorgaben der Phaseneingangs-Dokumente erfüllen.

– Haben wir das System richtig realisiert?– Wenn nicht Fehler

Version 11.04.23


7


Ursachenkette für Fehler

• Jeder Fehler oder Mangel ist seit dem Zeitpunkt der Fertigstellung in der Software vorhanden. Er kommt jedoch erst bei der Ausführung der Software zum Tragen.

• Dieser Sachverhalts wird als Fehlerwirkung (failure) bezeichnet (auch Fehlfunktion, äußerer Fehler, Ausfall).

• Mögliche Ursachen einer Fehlerwirkung:– Fehlerzustand (fault) in der Software (oder

Hardware)(auch als Defekt, innerer Fehler bezeichnet)

– Fehlhandlung (error) einer PersonAngelehnt an: DIN 66271:1995Informationstechnik - Software-Fehler und ihre Beurteilung durch Lieferanten und Kunden, Beuth Verlag, Berlin, 1995

Version 11.04.23


8


Fehlhandlung - Definition

• Fehlhandlung (error)

1. Die menschliche Handlung (des Entwicklers), die zu einem Fehlerzustand in der Software führt.

2. Eine menschliche Handlung (des Anwenders), die ein unerwünschtes Ergebnis (im Sinne von Fehlerwirkung) zur Folge hat (Fehlbedienung).

• Problem (issue, incident) Verhalten anders als erwartet, aber Ursache noch unklar

• FehlermaskierungIst die Kompensierung eines Fehlerzustands durch andere, so dass keine Fehlerwirkung erkennbar ist. Ein Fehler wird also durch einen anderen Fehler verdeckt.

Version 11.04.23


9


Zusammenhang

Fehlerwirkung

die zum Tragen kommt

Fehlerzustandbzw. Defekt

in einem Programm

Fehlhandlungeiner Person

1. Testen

2. Debugging

3. Standards, Normen, Ausbildung ...

Version 11.04.23


10


Motivation

Fehler in einer Software müssen gefunden werden, ehe diese an die Anwender oder Kunden ausgeliefert wird.

Um diesem Ziel nahe zu kommen, muss ein effektiver und effizienter Testprozess vorhanden sein.

Hierzu müssen geeignete Methoden und Werkzeuge ausgewählt und angewendet werden.

Version 11.04.23


11



Austesten ?

Ein einfaches Programm soll getestet werden, das drei ganzzahlige Eingabewerte hat. Übrige Randbedingungen haben keinen Einfluss auf das Testobjekt.

Jeder Eingabewert kann bei 16 Bit Integerzahlen 216 unterschiedliche Werte annehmen.

Bei drei unabhängigen Eingabewerten ergeben sich 216 * 216 * 216 = 248 Kombinationen.

Jede dieser Kombinationen ist zu testen.

Wie lange dauert es bei 100.000 Tests pro Sekunde?

Es sind 281.474.976.710.656 TestfälleDauer: ca. 90 Jahre

12



Austesten?

Ein einfaches Programm soll getestet werden, das aus vier Verzweigungen (IF-Anweisungen) und einer umfassenden Schleife besteht und somit fünf mögliche Wege im Schleifenrumpf enthält.

Unter der Annahme, dass die Verzweigungen voneinander unabhängig sind und bei einer Beschränkung der Schleifendurchläufe auf maximal 20, ergibt sich folgende Rechnung:

51 + 52 + ... + 518 + 519 + 520

Wie lange dauert das Austesten bei 100.000 Tests pro Sekunde?

Es sind 119.209.289.550.780 TestfälleDauer: ca. 38 Jahre

A

B

13



Erste Übung zur Testfallanalyse

Ein Programm ist zu testen, das 3 ganzzahlige positive Werte einliest und als Längen eines Dreiecks interpretiert. Das Programm gibt eine Meldung aus, ob es sich um ein ungleichseitiges, gleichschenkliges oder gleichseitiges Dreieck handelt.

• Welche Testfälle werden benötigt ?• Welche Testdaten sind sinnvoll ?

a b

c

a = b = c

a b

c

a ≠ b ≠ c

a b

c

a = b ≠ ca ≠ b = ca = c ≠ b

14



Mögliche Testfälle (1)

Testfälle bestehen aus Testdaten und dem Soll-Ergebnis

1. 2,3,4 - zulässiges ungleichseitiges Dreieck

2. 2,2,2 - zulässiges gleichseitiges Dreieck

3. 2,2,1 - zulässiges gleichschenkliges Dreieck

4./5. 1,2,2 / 2,1,2 - Testfälle mit Permutationen für gleichschenklige Dreiecke

6. 1,0,3 - kein Dreieck, eine Seitenangabe = 0

7./8. 0,1,3 / 1,3,0 - Permutationen

9. 5,-5,9 - kein Dreieck, eine Seitenangabe < 0

10./11. -5,5,9 / 5,9,-5 - Permutationen

15




12. 1,2,3 - kein Dreieck Summe der beiden kürzeren Seiten = 3. Seitenlänge

13./14. 2,3,1 / 3,1,2 - Permutationen

15. 1,2,4 - kein Dreieck Summe der beiden kürzeren Seiten < 3. Seitenlänge

16./17. 2,4,1 / 4,1,2 - Permutationen

18./19. 0,0,0 - kein Dreieck oder Fehlermeldung alle Seiten = 0, zusätzlich 2 Seiten = 0 - Permutationen?

20.-22. Max_int, Max_int, Max_int - zulässiges gleichseitiges Dreieck korrekte Dreiecksbestimmung beim Test mit maximalen Werten, zusätzliche Tests mit 2 oder 1 maximalem Wert

16




23.-25. 1,1,4.4567 - Fehlermeldung »nicht ganzzahlige Werte« Permutationen? - zusätzlich mit 2 oder 3 Werten

26.-28. 1,1,& - Fehlermeldung »Eingabe von Buchstaben oder Sonderzeichen« Permutationen? - zusätzlich mit 2 oder 3 Werten

29./30. 1,2,3,4 / 2,3 - Fehlermeldung »falsche Anzahl von Werten« (wenn Eingabe möglich)

31. Max_int/2 + 1, Max_int/2 + 1, Max_int/2 + 10 - zulässiges gleichschenkliges Dreieck (Überlauf oder richtige Berechnung? Bei a<=b<=c; Prüfung der Dreiecksbedingung mit a+b>c, führt a+b zum Überlauf, s.a. Testfall 20)

Wie viele Tests hatten Sie überlegt?in Anlehnung anGlenford J. Myers: Methodisches Testen von Programmen.7. Auflage 2001

17



Spitz-, stumpf- und rechtwinklige Dreiecke

Werden spitz-, stumpf- und rechtwinklige Dreiecke zusätzlich berücksichtigt, ergeben sich insgesamt 47 Testfälle.

Fazit: Einfaches Problem, aber aufwendiger Test!

E. H. Riedemann:Testmethoden für sequentielle und nebenläufige Software-Systeme. Teubner Verlag, Stuttgart 1997

18


Was ist eigentlich Testen ?

• Testen ist ein Verfahren, um• Vertrauen in die Realisierung eines Systems zu schaffen• Aussagen über die Qualität des Systems zu machen• Aber zuerst und vor allem, Fehler zu finden.

• Diese Aufgabe soll der Test• So früh wie möglich• So kostengünstig wie möglich• Für die wichtigsten Fehler zuerst leisten

• Testarten werden unterschieden in• Statisch (Reviews, Codeanalyse)• Dynamisch (stichprobenhafte Ausführung des Testobjekts)

Version 11.04.23


19



Ziele des dynamischen Tests

• Nachweis der Erfüllung der festgelegten Anforderungen durch das Testobjekt

• Aufdeckung von eventuellen Abweichungen und Fehlerwirkungen

• Mit möglichst wenig Aufwand (Testfällen) möglichst viele Anforderungen überprüfen bzw. Fehler nachweisen

• Dynamische Tests sindimmer nur Stichproben!

20


Was braucht der Tester ?

• Gutes methodisches Wissen- Empfehlung: ISTQB Certified Tester ®

• Planungsdaten- Wann sind Anforderungen spezifiziert?- Wann sind sie implementiert?- Wann soll der Kunde sie zur Verfügung haben?

• Testbare Anforderungen- identifizierbar- Klar formuliert- verfolgbar- nachweisbar

gut beschriebene Anforderungen sind unverzichtbar!

Version 11.04.23


21



Lehrbuch zum Certified Tester - Foundation Level

• Andreas Spillner, Tilo LinzBasiswissen SoftwaretestAus- und Weiterbildung zum Certified Tester Foundation Level nach ISTQB-Standard

– 4. überarbeitete Auflage– dpunkt.verlag, 2010 – 308 Seiten, Gebunden– 39,90 Euro (D)– ISBN 978-3-89864-642-0

• Leseproben etc. unter:http://www.dpunkt.de/buecher/2679.html

22


Der Testprozess

• Testplanung und Steuerung

• Testanalyse und Testdesign

• Testrealisierung und Testdurchführung

• Testauswertung und Bericht

• Abschluss der Testaktivitäten

• Diese Aktivitäten werden z.T. zeitlich überlappend oder parallel ausgeführt.

• Der fundamentale Testprozess ist für jede Teststufe geeignet zu gestalten.

Planung und

Analyse und Design

Realisierung und Durchführung

Abschluss

Beginn

Ende

Steuerung

Auswertung undBericht

Version 11.04.23


23


Entwicklungsprozess und Testprozess

• Teststufen im Entwicklungsprozess nach V-Modell

Version 11.04.23


24



Analytische Qualitätssicherung

Statischer Test

25



Statischer Test vs. dynamischer Test

• Im Entwicklungsprozess werden unterschiedliche Produkte (Artefakte) erstellt– Informelle Texte

– Modelle

– Formale Texte

– Programmcode

– Maschinencode

• Programme sind statische Beschreibungen von dynamischen Prozessen.

• Dynamische Tests prüfen die durch »Interpretation« (Ausführung) der Beschreibung resultierenden Prozesse.

• Statische Tests untersuchen die Beschreibung »als solche«,sie wird nicht »ausgeführt«.

26



Statischer Test

Analyse des Testobjekts (meist ein Dokument) durch intensive Betrachtung

• Ziel: Finden von Fehlerzuständen (Defekten) im Dokument – Verstöße gegen Spezifikationen oder einzuhaltende

Standards, Fehler in Anforderungen, Fehler im Design, unzureichende Wartbarkeit und falsche Schnittstellenspezifikationen

– Nachweis der Verletzung von Projektplänen– Ergebnisse der Untersuchungen werden darüber hinaus

dazu benutzt, den Entwicklungsprozess zu optimieren

• Grundidee: Prävention! – Fehlerzustände und Abweichungen sollen so früh wie

möglich erkannt werden, noch bevor sie im weiteren Verlauf der Softwareentwicklung zum Tragen kommen und aufwändige Nach- oder Verbesserungen nach sich ziehen

27



Prüfende Verfahren

• Reviews überprüfen am Ende jeder Entwicklungsphase Umfang und Qualität der Zwischenprodukte. Projektpersonal, Auftragnehmer-management und Auftraggeber entscheiden gemeinsam, ob die nächste Phase angegangen werden kann

• Audits sind offizielle Reviews zur Verifikation besonders kritischer Teile durch das QS-Personal

• Peer Review oder Walk-Through . Es geht dabei um eine methodische Examinierung der Zwischenprodukte durch sachkundige Kollegen (Peers). Ziel ist, Fehler zu finden und Bereiche, in denen Änderungen erforderlich sind

• Inspection ist eine sehr formale Gruppensitzung, in der die zu inspizierende Unterlage vom Autor vorgelesen und sequentiell Wort für Wort durchgearbeitet wird

28



Ein Selbsttest

• Wie viele "F" kommen im folgenden Text vor?

FINISHED FILES ARE THE RE-SULT OF YEARS OF SCIENTIF-IC STUDY COMBINED WITH THEEXPERIENCE OF YEARS

29



Selbsttest

• Es sind sechs!• Wie viele hatten Sie gezählt?• Drei zu finden ist normal - sechs wirklich gut!• Irren ist menschlich

FINISHED FILES ARE THE RE-SULT OF YEARS OF SCIENTIF-IC STUDY COMBINED WITH THEEXPERIENCE OF YEARS

30



Die magische Zahl Sieben

Problem: Begrenzte menschliche Wahrnehmungsfähigkeit

• Die Millersche Zahl bezeichnet die von George A. Miller festgestellte Tatsache, dass ein Mensch gleichzeitig nur 7±2 Informationseinheiten (Chunks) im Kurzzeitgedächtnis präsent halten kann. Die Größe des Kurzzeitgedächtnisses ist genetisch determiniert und kann auch durch "Training" nicht gesteigert werden. Der diesbezüglich von Miller verfasste Artikel "The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information" ist einer der meistzitierten Artikel im Bereich der Psychologie.

(Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Millersche_Zahl)

31



Manuelle vs. automatisierte Prüfung

Betrachtung des Prüfobjekts durch Mensch oder Werkzeug

• Reviews– Manuelle Prüfungen durch eine oder mehrere Personen– Menschliche Analyse- und Denkfähigkeit wird genutzt,

um komplexe Sachverhalte zu prüfen und zu bewerten– Kann bei allen Dokumenten durchgeführt werden, die

während des Softwareentwicklungsprozesses erstellt oder verwendet werden (z. B. Vertrag, Anforderungsspezifikation, Designspezifikation, Quelltext, Testkonzepte, Testspezifikationen, Testfälle, Testskripte oder Anwenderhandbücher)

• Statische Analyse– Automatisierte Prüfungen durch entsprechende Werkzeuge– Nur bei Dokumenten mit formaler Struktur möglich (z.B.

Programmtext, UML-Diagramme)

32



Statische Analyse und Reviews

• Stehen in einem engen Zusammenhang

– Wird vor dem Review eine statische Analyse durchgeführt, können bereits eine Anzahl von Fehlern und Unstimmigkeiten nachgewiesen werden und die Menge der im Review zu berücksichtigenden Aspekte ist erheblich geringer

– Da statische Analysen werkzeuggestützt durchgeführt werden, ist der Aufwand wesentlich niedriger als beim Review

• Also:1. Statische Analyse und2. Review

33



Statische Analyse von Programmcode

• Fehler(zustände) bzw. fehlerträchtige Situationen, die mit der statischen Analyse von Programmcode nachgewiesen werden können, sind beispielsweise– Verletzung der Syntax– Abweichungen von Konventionen und Standards– Kontrollflussanomalien– Datenflussanomalien

• Alle Compiler führen eine statische Analyse des Programmtextes durch, indem sie die Einhaltung der Syntax der jeweiligen Programmiersprache prüfen

• Die meisten modernen Compiler bieten darüber hinaus noch zusätzliche statische Analysen

• Neben den Compilern gibt es spezielle Werkzeuge, sogenannte Analysatoren, die zur Durchführung bestimmter Analysen eingesetzt werden

34



Statische Analysewerkzeuge

• Einige freie Werkzeuge zur statischen Codeanalyse– CCCC (http://sourceforge.net/projects/cccc/)– JUtils (http://www.jutils.com/)– PyChecker (http://c2.com/cgi/wiki?PyChecker)

• Einige kommerzielle Werkzeuge zur statischen Codeanalyse– PC-Lint– Klocwork– Coverity– Polyspace

• http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_tools_for_static_code_analysis

35



Analytische Qualitätssicherung

Dynamischer Test

36



Statischer Test vs. dynamischer Test

• Programme sind statische Beschreibungen von dynamischen Prozessen

• Statische Tests untersuchen die Beschreibung »als solche«, sie wird nicht »ausgeführt«

– Artefakte des Entwicklungsprozesses, z.B informelle Texte, Modelle, formale Texte, Programmcode, ...

• Dynamische Tests prüfen die durch »Interpretation« (Ausführung) der Beschreibung resultierenden Prozesse.

• Das Testobjekt wird im dynamischen Test auf einem Prozessor „ausgeführt“

– Bereitstellen von Eingangsdaten

– Beobachten der Ausgangsdaten

Prozessor

TestobjektAusgangsdatenEingangsdaten

Vorbedingungen NachbedingungenRandbedingungen

37



Dynamischer Test in »unteren« Teststufen

Die Ausführung dynamischer Tests erfordert ein ablauffähiges Programm

•Einzelne Klassen, Module/Komponenten und Teilsysteme sind jedoch in der Regel für sich alleine nicht lauffähig, da sie

– oft nur Operationen/Dienste für andere Softwareeinheiten anbieten

– kein „Hauptprogramm“ zur Koordination des Ablaufes haben

– sich oft auf Operationen/Diensten anderer Softwareeinheiten abstützen

•In den „unteren“ Teststufen Klassen-/Modultest, Komponententest und Integrationstest muss das Testobjekt also in einen entsprechenden „Testrahmen“ eingebettet werden

Oft als „Unit-Test“ bezeichnetProzessor



Prozessor



38


Testtreiber

Aufbau eines Testrahmens

Platzhalter

Testobjekt

PoC

PoO

Testausgaben

Vergleich &Protokoll

Stub 1

Stub 2

...

Stub n

Laufzeitumgebung, Analysewerkzeuge, Simulatoren, Monitore

Testfall 1 Testfall 2 ... Testfall m

Prozessor

Point of Control: Schnittstelle, über die das Testobjekt mit Testdaten

versorgt wird

Point of Observation: Schnittstelle, an der die

Reaktionen und Ausgaben des Testobjekts beobachtet und

aufgezeichnet werden

Version 11.04.23


39



Unit Test – Begriffe

• Testrahmen (test bed)– Sammlung aller Programme (u. a. Testtreiber und Platzhalter), die

notwendig sind, um Testfälle auszuführen, auszuwerten und Testprotokolle aufzuzeichnen

• Platzhalter (stub)– Platzhalter werden beim dynamischen Komponenten- und Integrationstest

benötigt, um noch nicht implementierte Komponenten für die Testdurchführung zu ersetzen bzw. zu simulieren

• Dummy– Platzhalter mit rudimentärer Funktionalität

• Mock– Platzhalter mit erweiterter Funktionalität für Testzwecke (Logging,

Plausibilitätsprüfung)

40



Fragestellungen beim Entwurf von Testfällen

• Wie viele Tests sind notwendig ?• Welche Testdaten sollen verwendet werden ?• Wie können fehler-sensitive Tests gefunden werden ?• Wie vermeidet man redundante Test ?• Wurden Testfälle übersehen ?• Wann kann man mit Testen aufhören ?

→ Testentwurfsverfahren !

41



Dynamischer Test – Testentwurfsverfahren

• Testentwurfsverfahren (synonym: Testfallentwurfsverfahren)– Eine Vorgehensweise, nach der Testfälle abgeleitet oder ausgewählt werden

• Black-Box (Spezifikationsorientierte) Testentwurfsverfahren– Systematische Herleitung und Auswahl von Testfällen basierend auf einer

Analyse der funktionalen oder nichtfunktionalen Spezifikation einer Komponente oder Systems ohne Berücksichtigung der internen Struktur.

– Also keine Informationen über den Programmtext und den inneren Aufbau – Beobachtet wird nur das Verhalten des Testobjekts von außen (PoO - Point of

Observation liegt außerhalb des Testobjekts)– Steuerung des Ablaufs des Testobjektes nur durch die Wahl der

Eingabetestdaten (PoC - Point of Control liegt außerhalb des Testobjektes)

• White-Box (Strukturorientierte) Testentwurfsverfahren– Systematische Herleitung und Auswahl von Testfällen basierend auf

Informationen über die interne Struktur einer Komponente oder Systems

42



Übersicht Testentwurfsverfahren

Eingangsdaten

Ohne Kenntnis derProgrammlogik abgeleitet

Ausgangsdaten

Black-box Test

Testobjekt

Eingangsdaten

Mit Kenntnis der Programmlogikabgeleitet

Ausgangsdaten

White-box Test

43


Planung und

Analyse und Design


Abschluss

Beginn

Ende

Steuerung


Testfallentwurf (1)

• Aus den Anforderungen müssen Testfälle abgeleitet werden!• Alle Anforderungen müssen durch Testfälle ausreichend

abgedeckt werden!

• Wie soll man vorgehen ?

Prozess und Methodik werden benötigt!

Anforderungs-Definition

Test

Version 11.04.23


44



Test

Testfallentwurf (2)

Teststrategie


Testentwurfstechniken Test

Review

Teststrategie bestimmt die Wahl der Testentwurfstechniken!

Planung und

Analyse und Design


Abschluss

Beginn

Ende

Steuerung


Version 11.04.23


45


Bekannte Teststrategien

AnforderungsbasiertErfahrungsbasiert

Geschäftsprozessbasiert

White-Box-basiert

Anwendungsfallbasiert

Risikobasiert

Black-Box-basiert

ÄnderungsbasiertIntuitionsbasiert

Modellbasiert

Version 11.04.23


46


Bekannte Testfallentwurfsmethoden

Äquivalenzklassenanalyse

Ursache-Wirkungs-Graph

Entscheidungstabellen

Grenzwertanalyse

Paarweise KombinationTest spezieller Werte

KlassifikationsbaummethodeModellbasiert

Version 11.04.23


47


Testdatenbestimmung

• Äquivalenzklassenmethode- Klassen von gleichartigen Eingabewerten anhand der

Spezifikation => Ein Wert pro Klasse („Repräsentant“) genügt.- Gültige und ungültige Äquivalenzklassen unterscheiden:

• Minimierung der Testfälle für gültige Äquivalenzklassen

• Ein Testdatum aus einer ungültigen Äquivalenzklasse nur in Kombination mit Werten aus gültigen Äquivalenzklassen anderer Parameter!

• Grenzwertanalyse- Klassengrenzen werden als Testdaten verwendet- Fehlerorientierte Erweiterung der Äquivalenzklassenbildung

0min_int max_int1-1

min_int-1 min_int+1

......

max_int-1 max_int+1

Version 11.04.23


48



Äquivalenzklassenbildung...

...in der Schlangenschule

49



Äquivalenzklassen und Grenzwerte...

50


Systemtest – Grundsätzliche Methodik

• Testfallentwurf ist grundsätzlich anforderungsbasiert !

• Anforderungen müssen identifizierbar sein– Jede Anforderung in mindestens einem Testfall abdecken!– Traceability sicherstellen!

• So wenig Testfälle wie möglich spezifizieren– Ein Testfall kann auch mehrere Anforderungen abdecken!– Systematische, nachvollziehbare Methodik anwenden!

• Geeignete Methoden zur Testfallreduktion sind:– Äquivalenzklassenanalyse– Grenzwertanalyse– Paarweise Kombination

• Testfälle generisch spezifizieren– Testdaten und Testanweisung separieren!– Dann sind sie wartbarer und übertragbar

51


STP

• [TS.FEATURE] Testsuite Name

• [TC.FEATURE.001] Testcase Name





SRS

• [SRS.FEATURE.ID] Feature Name

– Description1. …

2. …

3. …

– Limitations1. …

2. …

– Interfaces1. …

– Default Settings1. …

2. …

Traceability OK !

Requirements Traceability

Version 11.04.23


52


Testfallentwurfs-Prozess

SRS

Identifikation eines Testfalls (STP)

Testfall entwerfen und optimieren (TCS)

Alle Anforderungen abgedeckt ?

STP

Version 11.04.23


53


1. Anforderungen in SRS reviewen

• Qualitätsansprüche an Anforderungen:

Vollständigkeit Verständlichkeit (für alle Stakeholder)

Korrektheit EindeutigkeitVerfolgbarkeit TestbarkeitGewichtbarkeit Aktualität

• Feedback an Requirements Engineer- wenn Nachbesserung erforderlich


Anforderungsreview

Feedback

Version 11.04.23


54


2. Testfälle ableiten im STP

Version 11.04.23


55


3. Testfallverwaltung

• Namenskonvention für Testfälle– notwendig bei einer großen Anzahl von Testfällen!

TCT.FUNC.REQID.SQNR.TT (Short Description of Test Objective) – TCT = Testcase Type (TS = Test Suite TC = Testcase – FUNC = Abbreviation for the related requirement functionality– REQID = sequential numbering of testcase, related to requirement numbering (123)– SEQNR = sequential numbering of testcase, not related to requirement numbering (001)– TT = Test type (C = Conformance, F = Functional, L = Load/Stress,

combined with A = Automated and/or S = Smoke/Regression, )– Short Description with less than 50 characters

• Korrekte Testfallbeschreibung beachten „This testcase verifies…“ „The system supports…“ (Requirements-Beschreibung!)

• TCS enthält Testfallbeschreibungen– Alternativ: Testfallmanagementsystem

Version 11.04.23


56


4. Testfälle anlegen in TCS

Test case

ID: <TC.CONF.001.F>

Name: Device parameter configuration

Req.-ID: HID.GUI.001 (TBL); HID.GUI.006 (ERR); HID.DEVCONF.001; HID.DEVCONF.002; HID.DEVCONF.003; HID.DEVCONF.004

Description: The test case verifies the correct functionality of the device configuration of the IP address, net mask, default gateway and name. It verifies the display of the error message due to the input boundaries. The test case uses the test data from table TD.001 and TD.002.The test set up consists of a computer, with at least 2 devices connected to, and the software.

Test Steps

Step Action Expected result

1 Click on first line First line is selected

2 Click on the properties symbol in the toolbar and fill in the following data:IP=192.168.0.1,GW=192.168.0.1, NM=255.255.255.0, Name = Device_1

Properties dialog is opened. Valid parameters can be set; invalid parameters produce the display of an error message.

3 Click on the properties symbol in the toolbar and fill in the following data:IP=10.10.0.1,GW=0.0.0.0, NM=255.255.0.0, Name = Device_1


Version 11.04.23


57


5. Testfälle entwerfen und optimieren

• Testfälle inhaltlich im Detail spezifizieren (TCS)

• Anwendung von – Äquivalenzklassenbildung (gültige und ungültige!)– Grenzwertanalyse– Paarbildung– ….

• Testfälle inhaltlich optimieren– z.B. Datengetriebenen Ansatz anwenden

• Testfälle zusammenfassen– Zum abdecken mehrerer Anforderungen– Zum abdecken von Use-Case Szenarien

Version 11.04.23


58


6. Optimierter Testfall

• z.B. Testfallbeschreibung mit separierten TestdatenTest case

ID: <TC.CONF.001.F>

Name: Device parameter configuration

Req.-ID: HID.GUI.001 (TBL); HID.GUI.006 (ERR); HID.DEVCONF.001; HID.DEVCONF.002; HID.DEVCONF.003; HID.DEVCONF.004

Description: The test case verifies the correct functionality of the device configuration of the IP address, net mask, default gateway and name. It verifies the display of the error message due to the input boundaries. The test case uses the test data from table TD.001 and TD.002.The test set up consists of a computer, with at least 2 devices connected to, and the software.

Test Steps

Step Action Expected result

1 Click on a line x in device list Line x is selected

2 Click on the properties symbol in the toolbar and fill in dataset of TD.001


Test data: TD.001

Dataset IP address Default gateway Net mask Name

01 192.168.0.254 192.168.0.1 255.255.255.0 X_%&/()=?

02 192.168.0.1 192.168.0.0 255.255.255.0 Device_1

03 10.10.0.1 1.2.3.4 255.255.0.0 XDeviceY

Version 11.04.23


59


7. Automatisierung von Testfällen

Separation von Testcode und Testdaten führt zu• Besserer Wartbarkeit

– Testdaten und Testcode können unabhängig voneinander geändert werden

• Besserer Optimierbarkeit der Testdaten– In Tabellenform

• Einfacher Automatisierbarkeit– Testcode ist praktisch schon „Pseudocode“– Testdaten-Tabelle kann vom Automatisierungsskript

eingelesen und abgearbeitet werden

Voraussetzung für Automatisierbarkeit:System muss automatisierbare PoC und PoO für die zu testende

Funktionalität bereitstellen!

Version 11.04.23


60


Ergebnis

• Resultierende Tests sind:

–Effizient und Effektiv

–Strukturiert

–Nachvollziehbar

–Übersichtlich

–Übertragbar und Wartbar

Version 11.04.23


61


Fazit

• Anforderungsbasierung ist IMMER die minimale Teststrategie

• Gut beschriebene Anforderungen sind Voraussetzung• Systematische Methodik macht Testfallentwurf und

Testautomatisierung effizient

Teststrategie


Testentwurfstechniken Test

Review

Version 11.04.23


62


Software Engineering I VE 20: Von der Anforderung zum Testfall

Vorlesung SWE I

Testfall-Managementsystem

63


Traceability Matrix

Version 11.04.23


64


Requirements Coverage & Traceability

Version 11.04.23


Documents

1 Dozenten: Markus Rentschler Andreas Stuckert Version 30.03.2015 Software Engineering I VE: Von der Anforderung zum Testfall Vorlesung Software Engineering