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Teste de Software

Engenharia de Software

2o. Semestre de 2005

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTAINSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS, LETRAS E CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DE COMPUTAÇÃO E ESTATÍSTICA

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Testes para a detecção de defeitos

● Testar programas para estabelecer a presença de defeitos no sistema.

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Tópicos

● Testes para a detecção de defeitos

● Testes de integração

● Testes orientados a objetos

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O processo de teste

● Testes de componentes • Testes de componentes de programas individuais.• Usualmente os programadores assumem a responsabilidade

pelo teste de seu código (exceto em caso de sistemas críticos).

• Testes são derivados da experiência do desenvolvedor.

● Testes de integração• Testes de grupos de componentes integrados para formar

subsistemas ou sistemas completos.

• Uma equipe independente de teste fazem o teste de integração.

• Os testes são baseados em uma especificação do sistema.

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Teste para detecção de defeitos

● O objetivo de testes para a detecção de defeitos é revelar defeitos latentes nos programas.

● Um teste bem sucedido é aquele que revela a presença de um defeito (faz com que o programa se comporte de maneira anômala)

● Testes mostram a presença e não a ausência de defeitos.

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● A única maneira de mostrar que um programa está correto é o teste exaustivoteste exaustivo. Contudo, teste exaustivo é impraticávelimpraticável.

● Testes devem ser baseados em um subconjuntosubconjunto de possíveis casos de teste.

● Políticas devem ser utilizadas para escolher esse conjunto.• Ex: todas as declarações do programa devem ser testadas pelo

menos uma vez• Todas as funções de sistema acessados por meio de menus devem

ser testadas, etc.

Prioridades do teste

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●● Dados de testeDados de teste entradas criadas para testar o sistema.

●● Casos de testeCasos de teste Entradas para testar o sistema e saídas esperadas para essas entradas ( quando o sistema opera de acordo com suas especificações) .

Dados de teste e Casos de teste

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Processo de teste para a detecção de defeitos

Design testcases

Prepare testdata

Run programwith test data

Compare r esultsto test cases

Testcases

Testdata

Testresults

TestreportsCasos

de teste

Casosde teste

Dadosde teste

Dadosde teste

Resultadosde teste

Resultadosde teste

Relatóriosde teste

Relatóriosde teste

Projetar casosde teste

Projetar casosde teste

Preparar dadosde teste

Preparar dadosde teste

Executar programacom dados de teste

Executar programacom dados de teste

Comparar resultados com os casos de teste

Comparar resultados com os casos de teste

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Teste de caixa preta

● Uma abordagem de teste onde o programa é considerado como uma “caixa-preta”.

● Os casos de teste para testar o programa são baseados na especificação do sistema.

● O planejamento dos testes podem começar nos primeiros estágios do processo de software.

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Teste Caixa preta

IeEntrada de Dados de teste

Saída dos resultados de teste

Oe

SISTEMASISTEMA

Entradas que provocamcomportamento anômalo

Saídas que revelam apresença de defeitos

Problema: selecionar entradas ŒIe

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Particionamento de equivalência(abordagem sistemática para seleção de dados de teste)

● Dados de entrada e resultados de saída caem em diferentes classes onde todos os membros de uma classe são relacionados

● Cada uma dessas classes é uma partição de equivalência onde o programa se comporta de uma maneira equivalente para cada membro da classe

● Casos de teste devem ser escolhidos de cada partição.

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(abordagem sistemática para seleção de dados de teste)

Particição de Equivalência

S y stem

Ou tput s

Inva li d in pu ts Va li d in pu ts

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● Entradas e saídas do sistema são particionadasem “conjuntos de equivalência” • Se a entrada é um inteiro de 5 dígitos entre 10.000 e 99.999,

partições de equivalência são números < 10.000, números entre 10.000 e 99. 999 e números > 99. 999

● Escolher casos de teste nos limites das partições:• 00000, 09.999, 10.000, 50.0000, 99.999, 100.000

(abordagem sistemática para seleção de dados de teste)

Particionamento de equivalência

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(abordagem sistemática para seleção de dados de teste)

Partições de equivalência

Betw een 10 00 0 an d 99 99 9Less th an 1 00 00 M o re than 99 99 9

9 99 91 00 00 5 00 00

1 00 00 09 99 99

Inp ut valu es

Betw een 4 an d 10Less th an 4 M o re than 10

34 7

1 11 0

Nu m ber of inp ut v alu es

O programa aceita entre 4 a 10 entradas, que são números inteiros de cinco dígitos, maiores do que 10.000 e menores que 99.999

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Especificação de uma rotina de busca

procedure Search (Key : ELEM ; T: ELEM_ARRAY;Found : in out BOOLEAN; L: in out ELEM_INDEX) ;

Pré-condição-- a seqüência tem pelo menos um elementoT’FIRST <= T’LAST

Pós-condição-- O elemento é encontrado e é referenciado por L( Found and T (L) = Key)

ou-- O elemento não está na seqüência( not Found andnot (exists i, T’FIRST >= i <= T’LAST, T (i) = Key ))

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● Entradas que estão de acordo com a pré condição: seqüência com no mínimo um elemento.

● Entradas onde a pré condição não vale.

● Entradas onde o elemento chave é um elemento da seqüência.

● Entradas onde o elemento chave não é um membro da seqüência.

Rotina de busca - partições de entrada

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Diretrizes de testes (no caso do exemplo usado)

● Teste o software com seqüências que possuem somente um único valor.

● Use diferentes seqüências, de diferentes tamanhos, em diferentes testes.

● Derive testes de maneira que o primeiro, o médio e o último elemento da seqüência sejam acessados.

● Teste com seqüências de comprimento zero.

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Rotina de busca - partições de equivalência

Vetor Elemento Valor único Está na seqüência

Valor único Não está na seqüência

Mais que 1 valor Pr imeiro e lemento está na seqüência

Mais que 1 valor Úl t imo elemento es tá na seqüência Mais que 1 valor Elemento médio es tá na seqüência

Mais que 1 valor Não es tá na seqüênc ia

Seqüência de entradas (T) Chave (key) Saídas (Found, L)

17 17 Verdadeiro, 117 0 Falso, ??17, 29, 21, 23 17 Verdadeiro, 141, 18, 9, 31, 30, 16, 45 45 Verdadeiro, 7

17, 18, 21, 23, 29, 41, 38 23 Verdadeiro, 421, 23, 29, 33, 38 25 Falso, ??

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● Algumas vezes chamado testes de “caixa branca”.

● Derivação de casos de teste de acordo com a estrutura do programa. O conhecimento do programa é usado para identificar casos de testes adicionais.• Exemplo: exercitar todas as declarações do programa.

Teste Estrutural

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Testes caixa branca

Componentcode

Testoutputs

Test data

DerivesTests

Componentcode

Testoutputs

Test data

DerivesTests

Dadosde teste

Dadosde teste

Código decomponente

Código decomponente Saídas

do teste

Saídasdo teste

Testa Deriva

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Testes de Caminho

● O objetivo dos testes de caminho é garantir que o conjunto de casos de teste é tal que cada caminho do programa é executado no mínimo uma vez.

● Para o teste de caminho, elabora-se um grafo de fluxo de programa, onde os nós, representam os pontos de decisão do programa, e os arcos representam o fluxo de controle.

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● Modelo em esqueleto de todos os caminhos do programa.

● Consiste em nós que representam decisões e em ramos que mostram o fluxo de controle.

● É construído através do código fonte, onde substitui-se os comandos por nósnós e desvios pelos arcosarcos (ou ramos) do grafo.

● Declarações seqüenciais são ignoradas na construção do grafo de fluxo.

Grafos de fluxo de programa

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● Em um comando condicional, cada ramo é mostrado como um caminho separado, e laços são indicados por uma seta fazendo o loop de volta para o nó de condição do laço.

● Usado como base para calcular o número de caminhos independentes no programa.

● Caminho independente - caminho que atravessa pelo menos um novo ramo no grafo de fluxo.

Grafos de fluxo de programa

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● O número de caminhos independentes no código é igual à complexidade complexidade ciclomáticaciclomática.

● Cálculo da Complexidade ciclomática:

CC = Número de ramos - Número de nós + 2.

● Complexidade ciclomática determina o número de casos de teste mínimo para testar adequadamente todos os caminhos independentes do programa.

Complexidade Ciclomática

Busca binária (Java)

class BinSearch { // Esse é um encapsulamento de uma função de busca // binária que considera um vetor de objetos ordenados e uma chave // e retorna um objeto com 2 atributos, chamados // index – o valor do índice de vetor // found – um booleano que indica se uma chave está ou não no vetor // A chave será –1 se o elemento não for encontrado public static void search ( int key, int [] elemArray, Result r ) { int bottom = 0 ; int top = elemArray.length - 1 ; int mid ; r.found = false ; r.index = -1 ; while ( bottom <= top ) { mid = (top + bottom) / 2 ; if (elemArray [mid] == key) { r.index = mid ; r.found = true ; return ; } // if part else { if (elemArray [mid] < key) bottom = mid + 1 ; else top = mid - 1 ; } } //while loop } // search } //BinSearch

Grafo de fluxo para Busca Binária

1

2

3

4

65

7

w hile bo ttom < = to p

if (elem A rray [m id] == k ey

(i f (elemA rray [mi d]< key8

9

b otto m > top

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● 1, 2, 3, 8, 9

● 1, 2, 3, 4, 6, 7, 2

● 1, 2, 3, 4, 5, 7, 2

● 1, 2, 3, 4, 6, 7, 2, 8, 9

● Casos de teste devem ser projetados para executar todos esses caminhos.

Exercício: elaborar um conjunto de dados que execute os caminhos independentes acima.

Caminhos independentes

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● Útil se usado com cuidado.

● Não implica que o programa foi adequadamente testado - embora todos os caminhos independentes são executados, todas as combinações possíveis de caminhos não são executadas.

Teste de Caminhos

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Testes de integração

● Testes feitos em sistemas completos ou subsistemas, compostos de componentes integrados.

● Testes de integração devem ser desenvolvidos a partir da especificação do sistema.

● A maior dificuldade é a localização de erros.

● Integração incremental reduz esse problema.

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Testes de integração incremental

T3

T2

T1

T4

T5

A

B

C

D

T2

T1

T3

T4

A

B

C

T1

T2

T3

A

B

Test s equ ence1

Test s equ ence2

Test s equ ence3

Seqüência de teste 1

Seqüência de teste 2

Seqüência de teste 3

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Abordagens para o teste de integração

● Teste de integração top-down• Começa com os componentes de alto nível de um sistema, e

a integração se dá de cima para baixo em uma hierarquia de componentes. Componentes individuais em um nível mais baixo na hierarquia são representados por stubs.

● Teste de integração bottom-up• Envolve integrar e testar os módulos de nível inferior na

hierarquia e, então, subir na hierarquia de módulos, até que o módulo final seja testado.

● Na prática, a maioria das integrações envolve a combinação dessas estratégias.

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Testes de integração Top-down

Level 2Le vel 2Level 2Level 2

Level 1 Level 1Testin g

seq uen ce

Le vel 2s tu bs

Le vel 3s tubs

. . .Seqüência de testes

Stubs do nível 2

Stubs do nível 3

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Testes de integração bottom-up

Level NLevel NLe vel NLevel NLevel N

Level N–1 Level N–1Level N–1

Test in gs equence

Testd rivers

Testd rivers

Seqüência de testes

Driversde teste

Driversde teste

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Vantagens e desvantagens das abordagens de teste● Validação da arquitetura

• Os testes top-down oferecem maior probabilidade de descobrir erros na arquitetura de sistema, em um estágio inicial do processo de desenvolvimento.

● Demonstração do sistema• Os testes de integração top-down permite a demonstração de

um sistema de trabalho limitado em uma fase inicial do desenvolvimento.

● Implementação de teste• Testes top-down são mais difíceis de implementar pois é

necessário a produção de stubs (programas que simulam níveis inferiores)

● Observação de teste• Problemas com ambas as abordagens. Código extra são

necessários para poder observar os testes.

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● Ocorrem quando módulos ou subsistemas são integrados para criar sistemas maiores.

● Objetivo é detectar erros devido a erros ou suposições inválidas sobre interfaces.

● Particularmente importante para o desenvolvimento orientado a objeto, uma vez que os objetos são definidos por suas interfaces

Testes de interface

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Testes de InterfaceTestcases

BA

C

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Diretrizes para os testes de interface

● Projete conjunto de testes em que o valor dos parâmetros para os componentes externos esteja nos limites extremos.

● Sempre teste parâmetros ponteiros com ponteiros nulos.

● Em sistemas de passagem de mensagem, projete testes que gerem muito mais mensagens que é provável ocorrer na prática (teste de estresse)estresse).

● Em um sistemas de memória compartilhada, varie a ordem na qual os componentes são ativados.

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Testes de estresse

● Exercitam o sistema além de sua carga máxima de projeto, até o sistema falhe.

● Testa o comportamento de falha do sistema. É importante que a falha não cause a corrupção de dados ou a perda inesperada de serviços do usuário.

● Particularmente relevantes para sistemas distribuídos, que podem exibir uma degradação severa quando a rede se torna sobrecarregada.

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● Os componentes a serem testados são classes de objetos que são instanciadas como objetos.

● Diferentes de teste funcional, pois: • Objetos individuais são, muitas vezes, maiores do que

funções isoladas. Abordagens de teste de caixa-branca devem ser estendidas.

• Testadores podem não ter acesso ao código fonte do componente para análise, no caso de reuso de objetos

• Não existe um nível superior óbvio para integração e teste top-down.

Testes orientados a objetos

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4 Níveis de teste

● Testar as operações associadas com os objetos.

● Testar classes de objetos individuais.

● Testar agrupamentos de objetos que cooperam entre si.

● Testar o sistema orientado a objeto completo.

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Testes de classes de objetos

● A cobertura completa de testes deve incluir• Testar todas as operações associadas com um objeto• Estabelecimento e a interrogação de todos os atributos

associados com o objeto• Exercitar o objeto em todos os estados possíveis (simular

todos os eventos que provoquem mudança de estado no objeto)

● Herança dificulta o projeto de testes de classe de objetos. Quando uma superclasse fornece operações herdadas por subclasses, todas essas subclasses devem ser testadas com todas as operações herdadas.

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Integração de objetos

● Níveis de integração são menos distintos em sistemas orientados a objetos.

● Testes de clusters se ocupam com a integração e teste de objetos que cooperam entre si.

● Clusters devem ser identificados utilizando-se o conhecimento de suas operações e as características do sistema implementadas por esses clusters.

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Pontos chave● É mais importante testar as partes do sistema

mais comumente utilizadas do que as partes que são exercitadas raramente.

●● Partição de equivalênciaPartição de equivalência é uma maneira de derivar casos de teste. Partições são conjuntos de dados onde o programa deve se comportar de maneira equivalente.

●● Teste de caixa pretaTeste de caixa preta é baseado na especificação do sistema. Não precisa analisar o código fonte.

●● Teste estruturalTeste estrutural baseia-se na análise do programa para determinar os caminhos a serem executados e a seleção de casos de teste.

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Pontos chave

● Os testes de integraçãotestes de integração se concentram no teste das interações entre os componentes.

● Os testes de interfacetestes de interface procuram descobrir defeitos nas interfaces ou nos módulos.

● Para testar as classes de objetostestar as classes de objetos, deve-se testar todas as operações, atributos e estados.

● Sistemas orientados à objetos devem ser integradosintegrados em torno de clustersclusters de objetos.