5/10/2007 PCPM PRUEBAS DE SOFTWARE. Por: Paola Constanza Peña Melo Ingeniería de Software Mayo de 2007 AGENDA GENERAL PCPM

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1 1 PRUEBAS DE SOFTWARE Por: Paola Constanza Peña Melo Ingeniería de Software Mayo de 2007 AGENDA GENERAL 2 1

2 AGENDA 3 QUE SON LAS PRUEBAS DE SOFTWARE? Proceso de análisis de un sistema. Detectar diferencias. Comportamiento t 4 2

3 OBJETIVO DE LAS PRUEBAS Maximizar la cantidad de defectos descubiertos. Permite que los desarrolladores los corrijan e incrementen la confiabilidad del sistema. mmm Nuevamente Qué son las Pruebas? Son el intento sistemático de localizar errores en forma planeada en el software implementado. 5 QUIENES SON LOS ENCARGADOS DE LAS PRUEBAS? Roles: Test Manager Líder de Pruebas Desarrolladores Ingeniero de Usabilidad Ingeniero de Pruebas Manuales Ingeniero de Pruebas Automatizadas Ingeniero de Pruebas de Red Especialista de Ambiente de Pruebas Ingeniero de Pruebas de Seguridad Probador Independiente 6 3

4 PORQUÉ ES IMPOSIBLE PROBAR POR COMPLETO UN SISTEMA? Las pruebas no son determinantes. Es necesario realizar las pruebas bajo restricciones de tiempo y presupuesto. CONSECUENCIA: Los sistemas se entregan sin estar probados por completo, lo que conduce a defectos que son descubiertos por los usuarios finales. 7 PANORAMA DE LAS PRUEBAS 8 4

5 CONFIABILIDAD DEL SOFTWARE Probabilidad de que un sistema de software no causará la falla del sistema durante un tiempo especificado bajo condiciones específicas. DEFECTO Es la causa mecánica o algorítmica de un error PANORAMA FALLA Es cualquier desviación del comportamiento observado respecto al especificado. ERROR Significa que el sistema está en un estado en el cual el procesamiento adicional del sistema conducirá a una falla, lo cual causa que el sistema se desvie del comportamiento pretendido. 9 TÉCNICAS DE CONTROL DE C CALIDAD 10 5

6 TÉCNICAS PARA EVITAR DEFECTOS (1) Evitar defectos trata de impedir la ocurrencia de errores y fallas encontrando defectos en el sistema antes de lanzarlo. Incluyen: Desarrollo de metodologías: Evita los defectos proporcionando técnicas que minimizan la introducción de defectos en los modelos del sistema y en el código. Administración de la configuración. Evita los defectos causados por cambios sin disciplina en los modelos del sistema. (Ejm: cambio de interfaz del sistema sin notificación previa a los desarrolladores que dependen de ella) El sistema contiene mucho menos defectos si se controla el cambio. 11 TÉCNICAS PARA EVITAR DEFECTOS (2) Técnicas de verificación. Trata de encontrar defectos antes de cualquier ejecución del sistema. La verificación tiene sus límites, pues no se encuentra en un estado bastante maduro como para que pueda aplicarse para asegurar la calidad de grandes sistemas complejos. Supone que los requerimientos son correctos, lo cual rara vez sucede. 12 6

7 TÉCNICAS PARA EVITAR DEFECTOS (3) Revisión. Es la inspección manual de algunos o todos los aspectos del sistema sin ser ejecutado. Ensayo (de código): El desarrollador presenta de modo informal el modelo, el código y la documentación ante el equipo de revisión. Inspección: Es similar a un ensayo, con la diferencia de que la presentación de la unidad es formal. (No lo presenta el desarrollador sino el equipo de revisión). El desarrolador solo está presente cuando la revisión necesita aclaraciones específicas de la definición, los algoritmos o las estructuras de datos. 13 TÉCNICAS PARA LA DETECCIÓN DE DEFECTOS (1) Ayudan a encontrar defectos en los sistemas pero no tratan de recuperar las fallas que lo causan. (Ejm: Cajas negras de los aviones) Depuración: asume que los defectos pueden encontrarse iniciando a partir de una falla no planeada. Depuración para Corrección. Es encontrar cualquier desviación entre los requerimientos no funcionales observados y los especificados. Depuración del Desempeño. Trata la desviación entre los requerimientos funcionales observados y los especificados, como el tiempo de respuesta. 14 7

8 TÉCNICAS PARA LA DETECCIÓN DE DEFECTOS (2) Prueba Es una técnica de detección de defectos que trata de crear fallas o errores en forma planeada. 15 ACTIVIDADES DE PRUEBA Pruebas Unitarias Pruebas de Integración Pruebas de Estructura. Pruebas del Sistema. Pruebas Funcionales. Pruebas de Desempeño. Pruebas de Aceptación e Instalación. 16 8

9 TÉCNICAS PARA LA TOLERANCIA DE DEFECTOS Es la recuperación de una falla mientras el sistema se está ejecutando. Ejm: Los sistemas de bases de datos proporcionan transacciones atómicas (todo o nada), para recuperarse de una falla durante una secuencia de acciones. La redundancia modular está sustentada en la suposición de que las fallas del sistema se basan, por lo general, en fallas de componentes. 17 CONCEPTOS DE LAS PRUEBAS 18 9

10 ELEMENTOS DEL MODELO USADO DURANTE LAS PRUEBAS (1) 19 ELEMENTO CASO DE PRUEBA SIGNIFICADO Es un conjunto de entradas y resultados esperados, que ejercita a un componente con el propósito de causar fallas y detectar defectos. FALLA Es una desviación entre la especificación de un componente y su comportamiento. Es producida por uno o más errores. COMPONENTE Es una parte del sistema que puede aislarse para la prueba (Objeto, Grupo de Objetos) STUB DE PRUEBA Es una implementación parcial de componentes de los cuales depende el componente probado. MANEJADOR DE PRUEBAS ERROR CORRECCIÓN Es una implementación parcial de un componente que depende del componente probado. Es el que da lugar a las fallas ERROR E l d l l f ll DEFECTO Es el cambio que se le realiza a un componente. Propósito: Reparar un defecto. Es un error de diseño o codificación que puede causar un comportamiento anormal de un componente

11 EJEMPLO (DEFECTO) 21 EJEMPLO (ERROR) 22 11

12 EJEMPLO Un defecto debe tener alguna causa algorítmica 23 EJEMPLO Un defecto puede tener una causa mecánica 24 12

13 CASOS DE PRUEBA Es un conjunto de datos de entrada y resultados esperados que ejercitan a un componente con el propósito de causar fallas y detectar defectos. 25 MODELO DE PRUEBA CON CASOS DE PRUEBA Un buen modelo de prueba tiene la menor cantidad de asociaciones posibles, debido a que laspreubas que no están asociadas entre ellas pueden ejecutarse de forma independiente

14 STUBS Y MANEJADORES DE PRUEBAS Se usan para sustituir las partes faltantes de un sistema mientras estas se encuentran aisladas en una ejecución de casos de pruebas. Simula la parte del sistema que llama al componente a probar. Simula a los componentes que son llamados por el componente a probar. 27 EJEMPLO Uso dl del Patrón de Diseño Puente para hacer la interfáz de un componente que todavía no se ha terminado, o que no se conoce o no se tiene disponible durante la prueba de otro componente

15 CORRECCIONES (1) Es un cambio a un componente con el propósito de reparar un defecto. Las correcciones pueden ir desde una simple modificación de un solo componente, hasta el rediseño completo de una estructura de datos o un subsistema. 29 CORRECCIONES (2) Existe una probabilidad alta de que el desarrollador introduzca nuevos defectos en el componente revisado. TÉCNICAS SEGUIMIENTO DEL PROBLEMA Documentación de cada falla, error, defecto detectado, su corrección y revisiones de componentes. PRUEBAS DE REGRESIÓN Volver a ejecutar todas las pruebas anteriores después del cambio. MANTENIMIENTO DE LA FUNDAMENTACIÓN. Incluye la documentación de la fundamentación de los cambios y su relación con la fundamentación del componente revisado

16 ACTIVIDADES DE LAS PRUEBAS 31 ACTIVIDADES DE LAS PRUEBAS Entre estas actividades se incluyen: ACTIVIDAD INSPECCIÓN DE COMPONENTES PRUEBAS UNITARIAS PRUEBAS DE INTEGRACIÓN SIGNIFICADO Encuentran defectos en componentes individuales mediante la inspección manual de su código fuente. Encuentran defectos aislando un componente individual utilizando manejadores de pruebas. Encuentran defectos integrando varios componentes. PRUEBAS DEL SISTEMA Se enfocan en el sistema completo, sus requerimientos funcionales y no funcionales y su ambiente de destino

17 INSPECCIÓN DE COMPONENTES (1) Su objetivo es encontrar defectos en un componente revisando su código fuente manualmente. Para esto se tiene un equipo de trabajo constituido por: Desarrolladores El autor del componente Un moderador Uno ó más revisores 33 INSPECCIÓN DE COMPONENTES (2) 1) PANORAMA 2) PREPARACIÓN El autor del componente presenta Los revisores se familiarizan brevemente el propósito y alcance con el funcionamiento del del componente y los objetivos de la componente. inspección 3)REUNIÓN DE INSPECCIÓN Se estudia el código detalladamente y el equipo de inspección plantea problemas relacionados con el componente. El moderador mantiene la reunión. 4) REPARACIÓN El autor revisa el componente. 5) SEGUIMIENTO El moderador revisa la calidad de la reparación y determina si es necesario otra inspección

18 PRUEBA UNITARIA(1) Enfocada en la prueba de los objetos y subsistemas de la aplicación. p tiene 3 ventajas principales: Reduce la complejidad de las actividades de prueba. Facilita resaltar y corregir defectos (pocos componentes) Permite el paralelismo: cada componente puede probarse independiente de los demás. 35 PRUEBA UNITARIA(2) Prueba de Equivalencia: minimiza la cantidad de casos de prueba. Prueba de Frontera: su caso de prueba es estudiar el caso extremo de las variables de los objetos. Prueba de Ruta: estudia los caminos posibles que podría tener un caso de prueba combinado por varios parámetros Punto Inicial: diagrama de flujo

19 PRUEBA UNITARIA (3) Pruebas Basadas en Estado: Se enfoca en los sistemas Orientados a Objetos. Intenta probar el estado de un sistema en diferentes condiciones, y comparar los resultados que se obtuvieron con los esperados. 37 EJEMPLO: PDL for test design PROCEDURE average; * This procedure computes the average of 100 or fewer numbers that lie between bounding values; it also computes the sum and the total number valid. INTERFACE RETURNS average, total.input, total.valid; INTERFACE ACCEPTS value, minimum, maximum; TYPE value[1:100] IS SCALAR ARRAY; TYPE average, total.input, total.valid; minimum, maximum, sum IS SCALAR; TYPE i IS INTEGER; i = 1; total.input = total.valid = 0; sum = 0; DO WHILE value[i] <> -999 and total.input < 100 increment total.input by 1; IF value[i] >= minimum AND value[i] <= maximum THEN increment total.valid by 1; sum = sum + value[i] ELSE skip ENDIF increment i by 1; ENDDO IF total.valid > 0 THEN average = sum / total.valid; ELSE average = -999; ENDIF END average 38 19

20 Identificando Nodos PROCEDURE average; * This procedure computes the average of 100 or fewer numbers that lie between bounding values; it also computes the sum and the total number valid. INTERFACE RETURNS average, total.input, total.valid; INTERFACE ACCEPTS value, minimum, maximum; TYPE value[1:100] IS SCALAR ARRAY; TYPE average, total.input, total.valid; minimum, maximum, sum IS SCALAR; TYPE i IS INTEGER; 1 i = 1; total.input = total.valid = 0; 2 sum = 0; DO WHILE value[i] <> -999 and total.input < increment total.input by 1; IF value[i] >= minimum AND value[i] <= maximum 5 THEN increment total.valid by 1; 7 sum = sum + value[i] ELSE skip 8 ENDIF increment i by 1; 9 ENDDO IF total.valid > THEN average = sum / total.valid; ELSE average = -999; ENDIF 13 END average 6 39 Gráfica de control del Proceso average average

21 Resultados V(G) = No. de estatutos condicionales + 1[(estatutos compuestos cuentan por 2] (No. de operadores booleanos + 1) V(G) = 6 V(G) = 18 arcos - 14 nodos + 2 = 6 V(G) = 5 nodos predicados + 1 = 6 (2), (3), (5), (6), (10) Ruta 1: Ruta 2: Ruta 3: Ruta 4: Ruta 5: Una trayectoria independiente es cualquier ruta a través del programa que introduce cuando menos un nuevo conjunto de estatutos de procesamiento o una nueva condición. 41 Casos de prueba Caso de prueba ruta 1 value( k ) = valid input, where k < i defined below value( i ) = -999 where 2<= i <= 100 Resultado esperado: promedio correcto Nota: No puede probarse solo, debe probarse como parte de las pruebas de las rutas 4, 5 y 6 Caso de prueba ruta 2 value(1) = -999 Resultado esperado: promedio = -999 Caso de prueba ruta 3 Procesar 101 o más valores, los primeros 100 valores deben ser válidos Resultado esperado: igual que el caso 1. Caso de prueba ruta 4 value( i ) = entrada válida, donde i < 100 value( k ) = mínimo, donde k <= i Resultado esperado: promedio correcto, basado en k valores y totales apropiados 42 21

22 Casos de Prueba (Cont..) Caso de prueba ruta 5 value( i ) = entrada válida, donde i < 100 value ( k ) = máximo, donde k <= i Resultado esperado: promedio correcto, basado en n valores y totales apropiados p Caso de prueba ruta 6 value( i ) = entrada válida, donde i < 100 Resultado esperado: promedio correcto, basado en n valores y totales apropiados 43 PRUEBAS DE INTEGRACIÓN (1) Una vez se han realizado las pruebas unitaria, frontera y ruta, las cuales son con objetos individuales, se puede ahora integrar con otros objetos, formando un subsistema, el cual se prueba en esta fase. Intentan detectar nuevos defectos en pequeños grupos de componentes 44 22

23 PRUEBAS DE INTEGRACIÓN (2) Se han ideado varios enfoques para implementar una estrategia de pruebas de integración. Pruebas de gran explosión Asume que todos los componentes se prueban primero en forma individual y luego juntos como un solo sistema. Pruebas de abajo hacia arriba Prueba primero de manera individual a todos los componentes de la capa inferior y luego los integra con componentes de la siguiente capa superior. Prueba Doble: Cuando dos componentes se prueban juntos. Prueba Triple: Tres componentes. Prueba Cuádruple: Cuatro componentes. Esto se repite hasta que se combinan todos los componentes de todas las capas. 45 PRUEBAS DE INTEGRACIÓN (3) Pruebas de arriba hacia abajo Prueba primero en forma unitaria los componentes de la capa superior y luego integra los componentes de la siguiente capa hacia abajo. Pruebas de emparedado Combina las estrategias de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba, tratando de usar lo mejor de ambas

24 EJEMPLO DE DESCOMPOSICIÓN JERÁRQUICA 47 ESTRATEGIA DE PRUEBAS DE EMPAREDADO Ninguno de los componentes de la capa de destino (B,C,D) fueron probados en forma unitaria 48 24

25 ESTRATEGIA DE PRUEBAS DE EMPAREDADO MODIFICADAS Ventaja: Pruebas en paralelo Desventaja: Necesidad de Stubs y Manejadores de Prueba adicionales Conducen a un tiempo de prueba general significativamente más corto. 49 PRUEBAS DEL SISTEMA (1) Una vez se han integrado los componentes, y corregido los errores encontrados en las pruebas de integración, es posible ahora integrar todo el sistema. El propósito de las pruebas del sistema es asegurar que el sistema completo se apegue a los requerimientos funcionales y no funcionales del sistema 50 25

26 PRUEBAS DEL SISTEMA (2) Actividades que se realizan: Prueba Funcional Encuentra diferencias entre los requerimientos funcionales y el sistema. Prueba de desempeño Encuentra diferencias entre los objetivos de diseño seleccionados durante el diseño del sistema y el sistema. PRUEBAS DE ESFUERZO Revisan si el sistema puede responder a muchas peticiones simultáneas. PRUEBAS DE VOLUMEN Tratan de encontrar defectos asociados con grandes cantidades de datos. PRUEBA DE SEGURIDAD Tratan de encontrar fallas de seguridad en el sistema. PRUEBAS DE PRUEBAS DE TEMPORIZACIÓN RECUPERACIÓN: Tratan de encontrar comportamientos Evalúan la habilidad del que violan las restricciones de sistema para temporización descritas por los recuperarse de errores. requerimientos no funcionales. 51 PRUEBAS DEL SISTEMA (3) Prueba Piloto (Prueba de Campo) Prueba la funcionalidad común entre un grupo seleccionado de usuarios finales en el ambiente de destino. Prueba Alfa: Los usuarios ejercitan el sistema en un ambiente de desarrollo. Prueba Beta: Una cantidad limitada de usuario finales realiza la prueba de aceptación en el ambiente de destino

27 PRUEBAS DEL SISTEMA (4) Prueba de Aceptación El cliente es el encargado de evaluar el sistema. PRUEBA PRUEBA PATRÓN CONSISTE EN El cliente prepara un conjunto de casos de prueba que representan condiciones típicas bajo las cuales debe operar el sistema. PRUEBAS Se prueba el nuevo sistema frente a un COMPETIDORAS sistema sse aexistente e e o producto po cocompetidor. o PRUEBAS DE SOMBRA Una forma de pruebas de comparación, se ejecutan en paralelo los sistemas nuevo heredado y se comparan sus salidas. 53 PRUEBAS DEL SISTEMA (5) Prueba de instalación Pruebas de usabilidad y de desempeño realizadas por el cliente contra criterios de aceptación (del acuerdo del proyecto) en el ambiente de destino

28 ADMINISTRACIÓNDE LAS PRUEBAS 55 ADMINISTRACIÓN DE LAS PRUEBAS Los desarrolladores deben detectar y reparar una cantidad de defectos suficientes para que el sistema satisfaga los requerimientos funcionales y no funcionales en una amplitud aceptable por el cliente. Planeación de las Pruebas. Documentación de las Pruebas. Plan de Pruebas. Especificación de los casos de pruebas. Reportes de inicidentes de pruebas. Reporte de resumen de pruebas. Asignación de responsabilidades

29 BIBLIOGRAFÍA [1] Ingeniería de Software Orientado a Objetos, Bruegge, Bernd [2] Ingeniería de Software Sommerville, Ian, 1951 [3] Ingeniería del Software: Un enfoque práctico Pressman, Roger S. [4] Diapositivas Clase Ingeniería de Software 2006 [5] Conceptos Fundametales de ITIL e ISO ACIS, Marzo de 2007 [6]http://lml.ls.fi.upm.es/ftp/ed2/0203/Apuntes/pruebas.ppt [7] Modelo para Pruebas de Software, [8] Pruebas de Software, software/pruebas-de-software.shtml [9] Pruebas de Software, [11] [12] Probando Software, MUCHAS GRACIAS! 29

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