PROYECTO DE GRADO METODOLOGÍA PARA TESTING DE SOFTWARE BASADO EN COMPONENTES JUAN CAMILO FRANCO OCHOA INGENIERÍA DE SISTEMAS

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1 PROYECTO DE GRADO METODOLOGÍA PARA TESTING DE SOFTWARE BASADO EN COMPONENTES JUAN CAMILO FRANCO OCHOA INGENIERÍA DE SISTEMAS UNIVERSIDAD EAFIT MEDELLÍN MAYO /

2 TABLA DE CONTENIDO 1. Introducción Objetivos Objetivo General Objetivos Específicos Justificación del proyecto Alcance y productos Antecedentes Contexto Pruebas Funcionales de Software Objetivos de las Pruebas Funcionales de Software Caso de Prueba Funcional Diseño de casos de prueba Ejecución de un Caso de Prueba Funcional Procedimiento para realizar pruebas funcionales de software basado en componentes Etapas de la Metodología de Testing para las Fases del Software Desarrollado a Base de Componentes Fase de Diseño de la Arquitectura Descripción Etapa de la Metodología: Planeación de Pruebas Objetivo Cubrimiento Entradas Actividades Salidas Plantilla o Documento para el Plan de Pruebas Determinación del avance Definición de Artefactos Especificación de Requerimientos Documento de Entendimiento Cronograma del Proyecto Especificación de Cubrimiento de Requerimientos Plan de Pruebas Cronograma de Pruebas Fase de Especificación y Búsqueda de Componentes Descripción Etapa de la Metodología: Diseño de Casos de Prueba Objetivo Cubrimiento Entradas Actividades Salidas Documentos y Recursos asociados Determinación del avance Definición de Artefactos Documento de Identificación de Componentes Modelo de Interacción de Componentes Especificación de Componentes (reutilizados o desarrollados) Plan de Pruebas Set de Datos Documento Descripción de Casos de Prueba (componentes)

3 Documento de Trazabilidad Documento Descripción de Casos de Prueba (aplicativo final) Informe de Avance Fase de Adaptabilidad de Componentes Descripción Etapa de la Metodología: Ejecución de Casos de Pruebas Objetivo Cubrimiento Entradas Actividades Salidas Documentos y Recursos Asociados Determinación del Avance Definición de Artefactos Descripción de Casos de Prueba (componentes y aplicativo final) Especificación de Componentes (reutilizados o desarrollados) Documento de Cambios realizados sobre los componentes Versión ejecutable de cada uno de los Componentes y del Aplicativo Final Plan de administración de recursos y mejoras en el desarrollo Documentación Técnica Resultados de Ejecución de Casos de Prueba (componentes) Resultados de Ejecución de Casos de Prueba (aplicativo final) Reporte de Issues Informe de Avance Descripción Etapa de la Metodología: Evaluación de Pruebas Objetivo Cubrimiento Entradas Actividades Salidas Documentos y Recursos Asociados Determinación del Avance Definición de Artefactos Resultados de Ejecución de Casos de Prueba (componentes y aplicativo final) Reporte de Issues Documento de Integración de Componentes Resumen de Pruebas sobre Componentes y Aplicativo Final Carta de Certificación Definición de Actores para la Metodología Propuesta Analista de Pruebas Analista Líder de Pruebas Diseñador de Pruebas Ejecutor de Pruebas Diagrama de Estados del Issue Flujo de los Estados de los Issues Informe de Incidentes Estructura Fijada en el Estándar Buenas Prácticas de Pruebas Exitosas Glosario de términos

4 9. Conclusiones Bibliografía Anexos

5 1. INTRODUCCIÓN. Como bien se sabe, el desarrollo de software es una actividad que está sujeta a los errores humanos, por tanto es probable encontrarse en cualquier desarrollo con defectos, errores y fallas. Para tratar de evitar esas situaciones al máximo existen ya definidas metodologías de desarrollo que si bien no garantizan la eliminación total de errores si disminuyen altamente la probabilidad de falla. Pero aún así y por más que se quieran evitar este tipo de sucesos, se dificulta ya que son inesperados, es allí donde cobra importancia un adecuado proceso de pruebas de software que permita certificar desde el punto de vista de la calidad un producto de software, si bien es una tarea que necesita de diversos recursos como el esfuerzo, planeación, organización, documentación y tiempo no se debe tomar como un impedimento, sino como una inversión que se verá retribuida en la satisfacción del usuario final o cliente. Con el propósito entonces de realizar estas pruebas de software y gestionar los errores o fallas que se pueden presentar durante el desarrollo, a través de una manera eficiente han surgido diferentes metodologías de Testing aplicadas a los diversos métodos de desarrollo, en especial a los más populares como son el método de desarrollo RUP, cascada y espiral. Sin embargo y a pesar de que los anteriores métodos de desarrollo que han sido mencionados siguen siendo populares, hay otros métodos que han probado también ser muy eficientes, es el caso del método del desarrollo de software basado en componentes que cada vez es más usado como modelo para el desarrollo. Este modelo tiene como gran ventaja la reutilización de código y es allí precisamente donde radica su fortaleza haciendo de este método una gran alternativa de desarrollo de software que cada día tiene más acogida entre el gremio de desarrolladores ya que facilita la labor de estos, disminuyendo los tiempos y aumentando considerablemente la eficiencia durante la etapa de construcción de un software. Si bien es un excelente modelo de desarrollo, al igual que los demás tampoco garantiza que el desarrollo final esté exento de errores, hace falta entonces una apropiada metodología de testing que se adapte a este modelo y que permita fortalecer al desarrollo de software basado en componentes cada vez más como una alternativa que además de contar con sus múltiples ventajas para el desarrollo, cuente con su propia metodología de testing, proporcionándole un valor agregado que se considera de gran importancia para un modelo de desarrollo ya que sin una adecuada 5

6 metodología adaptada al modelo que gestione los errores y las fallas, podrían presentarse muy probablemente una serie de eventos que suceden a menudo en muchas compañías cuya razón social es el desarrollo de software. Independientemente de cuál sea la metodología para la construcción del software que estas compañías utilizan, como lo decía anteriormente, hay eventos que repetidamente se presentan a la hora de encontrar un defecto (issue) cuando no se tiene una metodología de testing adecuada, el desarrollo basado en componentes no es indiferente a estos eventos, los cuales citaré a continuación: Sucede muy a menudo debido a las mismas características que tiene este modelo de desarrollo que el mismo desarrollador no sabe cómo replicar el issue detectado, ya que por la naturaleza del mismo modelo que implica la reutilización de código, el desarrollador no puede reproducir el issue y por tanto no lo puede solucionar, o en caso de poder reproducirlo, a menudo el desarrollador piensa que ha solucionado el issue, realiza modificaciones sobre algún componente que funcionaba pero igual el issue persiste a causa de que realmente no sabe cómo debía funcionar. O en caso de poder solucionarlo nadie se entera, al cliente nunca le llega el aplicativo solucionado debido a una comunicación deficiente con el mismo. Otra situación recurrente, que no solo sucede en el desarrollo basado en componentes, es cuando alguien encuentra un issue y habla con distintos desarrolladores para que se solucione, ellos a su vez comienzan a solucionarlo pero entorpeciéndose la labor unos con otros y mal gastando tiempo, o simplemente el issue llega al equipo de desarrollo. El desarrollador 1 piensa que lo tiene que solucionar el desarrollador 2 y el 2 piensa que es tarea de 1. Nadie lo soluciona al final y todo debido a que no hay una asignación adecuada de los issues. Cuando no se tiene una metodología de testing establecida, es común notar el desorden que implica no tenerla, y notar por ejemplo que no se lleva un registro de issues, el desarrollador simplemente toma nota por ejemplo en un trozo de papel cuando se le notifica del issue encontrado pero luego como sucede frecuentemente, se le olvida y lo pierde. O en muchas ocasiones muchos issues son reportados al desarrollador personalmente de manera que este no puede solucionar ninguno porque no tiene tiempo. 6

7 En otras ocasiones, las compañías si intentan tener una metodología de testing adaptada para el desarrollo de sus aplicaciones pero no hacen el trabajo completo, simplemente tienen un sistema donde se reportan los issues, pero no se hace la correcta gestión de los mismos. Es aquí donde se empiezan a presentar situaciones en donde el desarrollador no posee la suficiente información para tomar las decisiones más acertadas. Por ejemplo, siempre existen issues, unos más importantes que otros, y supongamos como casi siempre sucede que el tiempo está limitado, los desarrolladores pierden el tiempo solucionando issues triviales mientras que los issues críticos siguen sin ser solucionados, esto a causa de que los issues no están priorizados. O la persona que está pendiente que se solucionen los problemas interrumpe constantemente al desarrollador para consultar el estado de los issues, esto podría ser fácilmente controlado de tenerse implementada una metodología que gestione el listado de los issues con sus respectivos estados de resolución. Debido a lo citado anteriormente, se ha hecho necesario desarrollar una metodología que permita asegurar en gran medida la calidad de los productos de software y obtener un mejoramiento continuo de todos los procesos relacionados con el desarrollo de software basado en componentes. Para ello, tomaré como base una técnica de prueba existente llamada Prueba de Caja Negra, la prueba de caja negra verifica que el ítem que se está probando, cuando se dan las entradas apropiadas, produce los resultados esperados, es decir una prueba de tipo funcional (y sin desconocer la existencia de las demás pruebas como las no funcionales, las de stress, las de seguridad, entre otras) son las que más tiempo tardan en realizarse pues acompañan casi todo el ciclo de vida del producto. 7

8 2. OBJETIVOS. 2.1 Objetivo General. El objetivo general del proyecto es proponer una metodología para la realización de pruebas de software que haya sido desarrollado basado en componentes y que permita realizar una adecuada gestión de los issues que se presentan durante el desarrollo del producto; contribuyendo de esta manera a la disminución de los costos en producción y a la optimización del proceso de este tipo de desarrollo. 2.2 Objetivos Específicos. Aplicar los conocimientos adquiridos durante la carrera de Ingeniería de Sistemas, y al conocimiento que a diario se adquiere en la compañía donde actualmente laboro, ya que tanto el asesor como el autor de este proyecto laboramos en compañías dedicadas al Testing de Software, y aplicar este conocimiento en el desarrollo de una metodología para realizar pruebas de software que permita apoyar el área de pruebas de las empresas desarrolladoras de una manera gestionada; y de esta manera minimizar los graves impactos que generan la aparición de errores en sus procesos. Definir una secuencia de actividades para la realización de las pruebas funcionales sobre aplicaciones que han sido desarrolladas con el método de desarrollo basado en componentes enfocándonos principalmente en las pruebas sobre la reutilización de componentes, la cual supone la mayor ventaja de usar este método de desarrollo y la integración de componentes, principal punto crítico en el desarrollo con este método. Definir una serie de artefactos que permitan un mayor control y una mayor eficacia a la hora de realizar las pruebas funcionales sobre estas aplicaciones que han sido desarrolladas con el método de desarrollo basado en componentes. 8

9 Especificar los roles definidos por el método de desarrollo para software basado en componentes y las funciones que tienen dentro del procedimiento propuesto. Analizar e identificar las principales causas generadoras de issues en el proceso de desarrollo de software basado en componentes de las empresas. 9

10 3. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO. La primera justificación para llevar a cabo este proyecto surge a partir del conocimiento previo que se tiene de la cantidad de procedimientos para realizar pruebas que existen actualmente, sin embargo también se sabe que muchos de estos procedimientos son privados y muy concretos sobre la empresa y no sobre el producto, otros son demasiado complejos para que una empresa pequeña los pueda utilizar, otros que no se encuentran bien gestionados, pues utilizan herramientas que no son las más adecuadas como archivos planos y los desarrolladores no pueden hacer seguimiento a sus productos y por último existen otros que se enfocan a diferentes métodos de desarrollo de software pero ninguno al particular que nos concierne, el desarrollo de software basado en componentes. Debido a esto y queriendo aprovechar el cargo como analista de pruebas que ocupo actualmente en una reconocida compañía de testing de software y ya que siempre he tenido interés en el tema surge la idea de realizar este proyecto además con el valor agregado de que hago parte y laboro diariamente con este tema y he conocido las debilidades, oportunidades y fortalezas del testing que existen en nuestro entorno. La segunda justificación para ya entrar más en la parte técnica es que para asegurar el correcto funcionamiento de un sistema de información y prevenir los posibles fallos que pueda generar el sistema, una herramienta que juega un papel fundamental para conseguir ello son las pruebas de software. Está ampliamente demostrado que una temprana inclusión de las actividades de prueba en el proceso de desarrollo de software, en este caso del desarrollo de software basado en componentes, detecta, previene y permite solucionar los errores de una forma rápida y eficaz con todas las buenas repercusiones que ello conlleva. Y a pesar de que los beneficios de este proceso de pruebas de software son claros, las compañías desarrolladoras siguen viendo esta práctica como un proceso aparte que no tiene mucha importancia y que sólo produce costos operativos, en gran medida gracias a que no han adoptado un proceso claro y adecuado acorde con sus necesidades, es por ello que con el presente proyecto se pretende proponer una herramienta más que pueda servir a este tipo de compañías y que cada vez más, el uso de buenas prácticas de pruebas de software se implemente en estas empresas. 10

11 Habiendo expuesto lo anterior es que el presente proyecto cobra validez, porque propone un procedimiento nuevo para este tipo de desarrollo, que podría ser adoptado fácilmente por una compañía para que de esta manera se haga una buena gestión, seguimiento y control de los errores en un desarrollo de software basado en componentes. 11

12 4. ALCANCE Y PRODUCTOS. El Proyecto tiene como alcance el desarrollo de una nueva metodología para realizar pruebas de software desarrollado a base de componentes sobre aplicativos de software que se hayan desarrollado o que estén en proceso de desarrollo centrándome en la funcionalidad del producto y no en sus otras características ya que las pruebas de funcionalidad o funcionales de software se realizan durante casi todo el ciclo de desarrollo del producto. Además la metodología que se propondrá tendrá especialmente enfoque en las pruebas a realizar sobre la reutilización e integración de componentes la cual es la mayor ventaja y el mayor riesgo respectivamente que se tienen al utilizar éste método de desarrollo marcando así una diferencia con las metodologías de testing tradicionales. Con la aplicación de esta nueva metodología les será posible a las empresas desarrolladoras apoyar las áreas de prueba en forma eficaz y efectiva de manera que podrán notar de manera satisfactoria el mejoramiento y la optimización de sus procesos cuando este método de desarrollo haya sido escogido como el más óptimo para el desarrollo de un aplicativo. Cabe aclarar que en mi proyecto no se contempla la elaboración o elicitación de los requisitos del software 1, ya que esta actividad concierne a personas especializadas en el tema. Como se mencionó anteriormente, el proyecto tiene funcionalidad y validez a partir de los requisitos ya elicitados. El producto que se entregará será: Documento de la nueva metodología para realizar pruebas de software desarrollado basado en componentes. 1 La elicitación de requisitos abarca la primera y quizás más importante fase dentro del desarrollo de un software. Su objetivo principal es garantizar que los requisitos del software sean consistentes con las necesidades de la organización donde se utilizará el mismo y con las futuras necesidades de los usuarios. 12

13 5. ANTECEDENTES. Anteriormente, cuando el desarrollo de software apenas comenzaba, se desarrollaban aplicaciones más que todo de manera empírica por encima de una manera metódica. Cuando se creaba un código se realizaban durante el mismo proceso las pruebas de funcionalidad, pero esta labor la realizaba el mismo desarrollador al final y era vista esta actividad como parte de la misma actividad de desarrollo, es decir el término testing aún no tenía connotación alguna. Apenas hacia finales de los 50 s, los desarrolladores empezaron a ver este proceso de testing o de pruebas como algo un poco aparte del mismo desarrollo, es decir ya por lo menos se tenía una metodología establecida, primero se desarrollaba y luego se probaba Sin embargo en la década siguiente, es decir en los años 1960 s empezó a cobrar cada vez más importancia la labor de realización de pruebas, esto debido a que se empezaba a entender la importancia y el impacto positivo tanto en costo como en tiempo que tenía el hecho de llevar a cabo un proceso serio de detección de deficiencias en el programa desarrollado Ya para los años 70 s fueron introducidos métodos de pruebas más rigurosos y se empezó a contar con mayores recursos, el término Ingeniería de Software fue acuñado. Surgieron conferencias sobre Pruebas de Software y cada vez el tema se hacía más indispensable para quienes se dedicaban al desarrollo de aplicaciones como una manera de garantizar que el software creado se desempeñaba realmente de la forma en que se pretendía. Para los años 80's hubo un vuelco total en la manera de entender el tema, surgió un término que cambiaría la manera de hacer testing de software y de concentrar esfuerzos alrededor de la palabra Calidad. La calidad se convirtió en el gran objetivo a conseguir, como resultado se empezaron a utilizar mejores prácticas que conllevarían a la creación de estándares de calidad como son los estándares IEEE, ANSI e ISO y a partir de allí el proceso de pruebas de software enfocado a alcanzar calidad en el producto final llevó a que cada vez se hicieran mejoras y establecer metodologías de testing que no solo probara el aplicativo en su etapa final sino que por el contrario apoyara el desarrollo del mismo durante todas las etapas del ciclo de vida de desarrollo. Estas metodologías de testing cada vez se fueron adaptando de una mejor manera a los múltiples métodos de desarrollo, entre los cuales encontramos 13

14 los más populares RUP, cascada, espiral, etc, perfeccionando así la armonía que debe existir entre el método de desarrollo y su metodología de testing. En la actualidad han surgido métodos de desarrollo innovadores como ya lo hemos mencionado, es el caso del desarrollo de software basado en componentes que tiene como su gran fortaleza la reutilización de código, es por eso que al igual que lo hicieron los otros métodos de desarrollo en su momento, el desarrollo de software basado en componentes debe ir evolucionando y adoptando una metodología de testing propia que satisfaga sus necesidades en cuanto a calidad se refiere, una metodología de testing que además ataque las debilidades del desarrollo basado en componentes que en este caso bien podría ser la propia especialidad del método, es decir la reutilización de código (componentes). La reutilización tiene muchas ventajas entre las que se destaca la reducción de tiempo en desarrollo y en pruebas si se dan las condiciones, pero a su vez puede implicar la inserción de muchos issues que acarrea la utilización de código ajeno, esto sin contar los problemas funcionales que puede traer consigo la integración de componentes, momento crítico en el desarrollo, y la metodología de testing necesaria para éste método debe saber entender esto y atacar estos problemas de la manera más adecuada. Hemos visto las metodologías de testing han jugado un papel muy importante en la evolución de los métodos de desarrollo, pero a pesar de ello aún existen opiniones encontradas sobre el Proceso de pruebas, como por ejemplo: En contra: El testing del software puede ser usado para mostrar la presencia de issues, pero nunca su ausencia. Dijkstra. "Nunca podemos estar seguros que un sistema de pruebas es correcto" Manna. A favor: "Testing es el proceso de evaluación de un sistema o componente para verificar que satisface los requisitos especificados, o identificar diferencias entre lo esperado y los resultados obtenidos". IEEE Testing es el proceso de ejecutar un programa o sistema con la intención de encontrar issues. (Myers 1979) 14

15 6. CONTEXTO. Los sistemas de hoy en día son cada vez más complejos, deben ser construidos en tiempo récord y deben cumplir con los estándares más altos de calidad. Para hacer frente a esto, se concibió y perfeccionó lo que hoy conocemos como Ingeniería de Software Basada en Componentes (ISBC), la cual se centra en el diseño y construcción de sistemas computacionales que utilizan componentes de software reutilizables. Esta ciencia trabaja bajo la filosofía de "comprar, no construir", una idea que ya es común en casi todas las industrias existentes, pero relativamente nueva en lo que a la construcción de software se refiere. Para este momento, ya muchos conocen las ventajas de este enfoque de desarrollo y, de la misma forma, muchos se preguntan día a día el por qué son tan pocos los que realmente alcanzan el éxito siguiendo esta filosofía. La realidad es que aún se ha tanteado poco las posibilidades del software basado en componentes, y es justo hora, en la presente década, que la industria del software despegará y se perfeccionará para estar a la par de cualquier otra industria del medio, este camino hacia el perfeccionamiento de este modelo de desarrollo tan prometedor debe incluir necesariamente la concepción de su propia metodología de testing que apoye y garantice la calidad del software desarrollado con este modelo, haciendo que cada vez más sea tenido en cuenta por esta industria, la del desarrollo de software. Este trabajo de grado apunta a ello, a proponer una metodología adaptable al desarrollo de software basado en componentes, que al igual que los otros modelos de desarrollo tienen un ciclo de vida del mismo, a través del cual se puede asegurar en un alto porcentaje la calidad del software cuando se ejecutan todas las pruebas necesarias a lo largo de todo este ciclo, a pesar de ello la metodología que se propondrá solo se centrará en la planeación, diseño, ejecución y evaluación de las pruebas funcionales integrales de caja negra en las etapas de implementación con enfoque en la ventaja y en el factor crítico del método de desarrollo que son la reutilización de componentes e integración de componentes respectivamente, esto con el fin de convertir el control de calidad, en un proceso práctico que no presente reacción negativa en las organizaciones que quieran adaptar el desarrollo de software basado en componentes como modelo de desarrollo y que deseen por el contrario que 15

16 se convierta en un factor diferenciador para el incremento de la productividad en áreas de Tecnologías de Información. Esta propuesta metodológica estará estructurada siguiendo el ciclo PHVA (ciclo Demming Planear, Hacer, Verificar, Actuar) 2 para identificar los actores, las actividades y los resultados de cada proceso. Esto permite focalizar fácilmente las tareas relacionadas con la planeación, la ejecución, el control y el mejoramiento de las pruebas funcionales de software. FIGURA 1: Ciclo demming planear, hacer, verificar, actuar 2 El ciclo PDCA, también conocido como "Círculo de Deming" (de Edwards Deming), es una estrategia de mejora continua de la calidad en cuatro pasos, basada en un concepto ideado por Walter A. Shewhart. También se denomina espiral de mejora continua 16

17 6.1 Pruebas Funcionales de Software. Se denominan pruebas funcionales o Functional Testing, a las pruebas de software que tienen por objetivo probar que los sistemas desarrollados, cumplan con las funciones específicas para los cuales han sido creados, es común que este tipo de pruebas sean desarrolladas por analistas de pruebas con apoyo de algunos usuarios finales, esta etapa suele ser la última etapa de pruebas y al dar conformidad sobre esta el paso siguiente es el pase a producción. A este tipo de pruebas se les denomina también pruebas de comportamiento o pruebas de caja negra, ya que los testers o analistas de pruebas, no enfocan su atención a como se generan las respuestas del sistema, básicamente el enfoque de este tipo de prueba se basa en el análisis de los datos de entrada y en los de salida, esto generalmente se define en los casos de prueba preparados antes del inicio de las pruebas.. Al realizar pruebas funcionales lo que se pretende en ponerse en los pies del usuario, usar el sistema como él lo usaría sin embargo el analista de pruebas debe ir más allá que cualquier usuario, generalmente se requiere apoyo de los usuarios finales ya que ellos pueden aportar mucho en el desarrollo de casos de prueba complejos, enfocados básicamente al negocio, posibles particularidades que no se hayan contemplado adecuadamente en el diseño funcional, el analista de pruebas debería dar fuerza a las pruebas funcionales y más aún a las de robustez, generalmente los usuarios realizan las pruebas con la idea que todo debería funcionar, a diferencia del analista de pruebas que tiene más bien una misión destructiva, su objetivo será encontrar alguna posible debilidad y si la llega a ubicar se esforzará por que deje de ser pequeña y posiblemente se convertirá en un gran error, cada error encontrado por el analista de pruebas es un éxito, y se debería considerar como tal. 17

18 6.1.1 Objetivos de las Pruebas Funcionales de Software. Básicamente el objetivo general de las pruebas funcionales como mencioné anteriormente es descubrir errores que no han sido detectados hasta entonces en los sistemas desarrollados, y garantizar que cumplan con las funciones específicas para los cuales han sido creados. Sin embargo a continuación se listarán detalladamente objetivos más específicos que ilustrarán de una mejor manera todo lo que se pretende alcanzar cuando se realizan pruebas funcionales: Encontrar el mayor número de issues que pueda tener la aplicación antes de que salga a producción, para gestionar la corrección de estos. Demostrar que la aplicación cumple con las especificaciones y requerimientos definidos en la documentación. Demostrar la adecuada interacción con las demás aplicaciones y su relación. Asegurar el correcto funcionamiento de toda la aplicación, frente a un cambio de cualquiera de sus funcionalidades. Obtener un conjunto de condiciones de entrada que ejerciten completamente los requisitos funcionales del programa. Especificar que las Pruebas Funcionales de Software no son una alternativa a las Pruebas de Caja Blanca. 3 - Complementan a las Pruebas de Caja Blanca. Detectar: - Funcionamiento incorrecto o incompleto. - Issues de interface y de accesos a estructuras de datos externas. - Problemas de rendimiento. - Issues de inicio y terminación. 3 Las pruebas de caja blanca son pruebas que realizan un seguimiento al código fuente según se van ejecutando los casos de prueba, de manera que se determinan de manera concreta las instrucciones, bloques, etc. en los que existen defectos. 18

19 6.1.2 Caso de Prueba Funcional. Un caso de prueba funcional o también conocido como Test Case es un conjunto de condiciones o variables bajo las cuáles el analista determinará si el requisito de una aplicación es parcial o completamente satisfactorio. Lo que caracteriza un escrito formal de caso de prueba es que hay una entrada conocida y una salida esperada, los cuales son formulados antes de que se ejecute la prueba. La entrada conocida debe probar una precondición y la salida esperada debe probar una post-condición. A continuación un ejemplo de esto: Requisito Funcional: El sistema deberá permitir el ingreso a la aplicación al dar click sobre el botón ok Caso de Prueba: CP1 para Requisito Funcional Entrada a la aplicación. Objetivo del caso de prueba: Comprobar que al dar clic en ok aparezca un nuevo menú. Ejecución: Interfaz Gráfica Entrada: Click en OK FIGURA 2: Ejemplo de cuadro de diálogo Resultado esperado: Nueva ventana con menú 19

20 Diseño de casos de prueba. Un buen diseño de caso de prueba, es aquel diseño que incluye los casos de prueba que tengan la mayor probabilidad de encontrar el mayor número de issues con la mínima cantidad de esfuerzo y tiempo. Es por esto que hay tener criterios para elegir buenos casos de prueba a la hora de elaborar un diseño. Un caso de prueba funcional es bien elegido si cumple con las siguientes condiciones: Especifica cada entrada requerida para ejecutar el caso de prueba (incluyendo las relaciones entre las diversas entradas; por ejemplo, la sincronización de las mismas). Especifica todas las salidas y las características requeridas (por ejemplo, el tiempo de respuesta) para los elementos que se van a probar. Se especifican necesidades de entorno (hardware, software y otras como, por ejemplo, el personal). Se especifican Requisitos especiales de procedimiento (o restricciones especiales en los procedimientos para ejecutar este caso). Se especifican dependencias entre casos (por ejemplo, listar los identificadores de los casos que se van a ejecutar antes de este caso de prueba). Reduce el número de otros casos necesarios para que la prueba sea razonable. Esto implica que el caso ejecute el máximo número de posibilidades de entrada diferentes para así reducir el total de casos. Tiene una probabilidad muy alta de descubrir un nuevo issue. No debe ser redundante. No debe ser ni muy sencillo ni excesivamente complejo: es mejor realizar cada prueba de forma separada si se quieren probar diferentes casos. 20

21 Cubre un conjunto extenso de otros casos posibles, es decir, no indica algo acerca de la ausencia o la presencia de issues en el conjunto específico de entradas que prueba, así como de otros conjuntos similares Ejecución de un Caso de Prueba Funcional. Tomemos como ejemplo el Caso de Prueba CP1 anterior; entonces: cómo probar el caso de prueba y validar si ha tenido éxito? Ejemplo: Procedimiento de prueba para CP1 1. Ejecutar el programa 2. Hacer clic en el botón Ok 3. Verificar que aparezca una nueva ventana con un menú 21

22 7. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR PRUEBAS FUNCIONALES DE SOFTWARE BASADO EN COMPONENTES. La metodología o procedimiento que se desea proponer en el presente proyecto de grado contiene los pasos y etapas que buscan garantizar la calidad funcional en un producto de software, siguiendo como lineamiento la idea de detección temprana de issues del producto a nivel funcional haciéndose necesario que la metodología a proponer vaya alineada con el ciclo de desarrollo del software, desde su etapa más temprana hasta el final del mismo. Como se ha mencionado a lo largo del proyecto, este procedimiento se encuentra basado en el ciclo de desarrollo del software basado en componentes y en sus mejores prácticas, y a pesar de que no es una de las metodologías de desarrollo más usadas en el momento, tiene un futuro muy prometedor para el análisis, implementación y documentación de aplicativos, lo cual queremos fortalecer aún más con esta propuesta metodológica de pruebas funcionales. Existen dos modelos de ciclo de vida para el desarrollo de software basado en componentes al menos los más conocidos, el primero es llamado ciclo de vida gemelo y el segundo llamado ciclo de vida Watch (Ver figura 3 y 4 respectivamente). Figura 3. Ciclo de vida gemelo 22

23 Este modelo, denominado ciclo de vida gemelo (twin life cycle), divide el proceso de desarrollo de software en dos grandes bloques paralelos, tal como se ilustra en la Figura 3. El primer bloque (amarillo), conocido como Ingeniería de Dominios, contempla los procesos necesarios para desarrollar activos de software reutilizables en un dominio particular. El segundo bloque (azul) es denominado Ingeniería de Aplicaciones. Su propósito es el desarrollo de aplicaciones basado en la reutilización de activos de software producidos a través de la Ingeniería de Dominios. Y el tercer bloque (rojo) correspondiente al testing se software que acompaña el ciclo de vida a lo largo de todas sus etapas (es allí donde centraremos nuestro enfoque). Figura 4. Ciclo de vida Watch 23

24 Por otro lado está el modelo de ciclo de vida Watch el cual combina los procesos más relevantes de la Ingeniería de Software Orientada a Objetos con el modelo de Ingeniería de Aplicaciones del ciclo de vida gemelo. Una característica importante de este modelo es la integración de los procesos gerenciales con los procesos técnicos del desarrollo de software basado en componentes. Esta integración facilita la labor del líder del proyecto, al describir cómo se debe llevar a cabo una gestión del proyecto integrada a los procesos técnicos del desarrollo de software. La estructura del método WATCH se ilustra en la Figura 4. Esta estructura emplea la metáfora de un reloj de pulsera para describir el orden de ejecución de los procesos técnicos de desarrollo de aplicaciones, indicando además cómo los procesos gerenciales controlan o coordinan el orden de ejecución de los procesos técnicos. Los procesos gerenciales están ubicados en el centro de la estructura para indicar explícitamente que ellos programan, dirigen y controlan el proceso de desarrollo. Los procesos técnicos están ubicados en el entorno siguiendo la forma que tiene el dial de un reloj. Ello indica que el orden de ejecución de las fases técnicas se realiza en el sentido de las agujas del reloj. Los procesos gerenciales pueden, sin embargo, invertir el orden de ejecución para repetir algunas de las fases anteriores. Las tres primeras fases del modelo son similares a los modelos de procesos tradicionales. La fase de Análisis del Contexto permite que el grupo de desarrollo adquiera un conocimiento adecuado del dominio o contexto del sistema en desarrollo. Las fases de Descubrimiento, Análisis y Especificación de Requerimientos se encargan de identificar las necesidades y requerimientos de los usuarios, así como analizarlos, especificarlos gráficamente y documentarlos. La fase de diseño del sistema establece y describe la arquitectura del software. Describe cada uno de los componentes que requieren tal estructura y cómo esos componentes se interconectan para interactuar. El grupo de desarrollo debe, a partir de esta arquitectura, determinar cuáles componentes se pueden reutilizar y cuáles requieren ser desarrollados en su totalidad. Los componentes reutilizados deben ser adaptados, para satisfacer los requerimientos del sistema; mientras que los componentes nuevos, deben ser diseñados, codificados y probados separadamente durante la fase de Implementación. Finalmente, la fase de Entrega se encarga de la instalación, adiestramiento de usuarios y puesta en operación del sistema. 24

25 Como nuestra área de enfoque será en el flujo de trabajo Testing de software o pruebas de software, la cual hace parte de ambos ciclos de vida. Y como bien mencionaba anteriormente el ciclo de vida Watch es una combinación entre los procesos más relevantes de la Ingeniería de Software Orientada a Objetos con el modelo de Ingeniería de Aplicaciones del ciclo de vida gemelo, tomaremos como referencia las partes coincidentes de ambos ciclos de vida para desarrollar nuestra propuesta metodológica de pruebas de software, es decir tomaremos el ciclo de vida gemelo y sus fases ya que estas a su vez están contenidas en el ciclo de vida Watch haciendo que nuestra propuesta obviamente sea totalmente adaptable al ciclo de vida gemelo pero que también sirva como metodología de pruebas para el ciclo de vida Watch con algunas adaptaciones. Entonces las fases que consideraremos como ciclo de vida del desarrollo de software basado en componentes son: Diseño de la arquitectura Especificación de componentes Búsqueda de componentes Adaptabilidad de componentes Integración de componentes Y las etapas que se considerarán dentro de la metodología de las pruebas a proponer son: Planeación de pruebas Diseño de casos de prueba Ejecución de pruebas Evaluación de pruebas Tanto las fases del ciclo de vida del desarrollo de software basado en componentes como las etapas de la metodología de pruebas se pueden observar en la Figura 5. 25

26 FIGURA 5: Procedimiento para realizar pruebas funcionales de software basado en componentes 7.1 Etapas de la Metodología de Testing para las Fases del Software Desarrollado a Base de Componentes. A continuación, se pretende proponer la manera como el procedimiento propuesto para realizar pruebas funcionales de software se integra y se adapta a cada uno de los procesos que se deben llevar a cabo por la metodología de desarrollo de software basado en componentes a través de cada una de las fases, diseño de la arquitectura, especificación y búsqueda de componentes, adaptabilidad de componentes e integración de componentes. 26

27 7.1.1 Fase de Diseño de la Arquitectura Descripción. La fase de diseño describe la arquitectura del software. Describe cada uno de los componentes que requieren tal estructura y cómo esos componentes se interconectan para interactuar, así como el ambiente y los principios que orientan su diseño. El grupo de desarrollo debe, a partir de esta arquitectura, determinar cuáles componentes se pueden reutilizar y cuáles requieren ser desarrollados en su totalidad. Los componentes reutilizados deben ser adaptados, para satisfacer los requerimientos del sistema, mientras que los componentes nuevos, deben ser diseñados, codificados y probados separadamente durante la fase de implementación. En esta fase de diseño de la arquitectura es posible redefinir el alcance del proyecto con los patrocinadores, identificar los riesgos asociados al proyecto Etapa de la Metodología: Planeación de Pruebas. Esta etapa comienza con la recepción de la documentación y componentes del aplicativo, donde el cliente si es que lo hay, entrega toda la documentación necesaria para poder planificar y diseñar la prueba, se realiza la lectura y entendimiento de la documentación, así como una reunión con el analista para revisar los temas que no se hayan entendido de la documentación de la aplicación. Además, esta etapa de Planeación de Pruebas permite conocer el alcance de las pruebas definiendo aspectos como las entradas de pruebas (requerimientos para pruebas), la valoración de riesgos, las estrategias, los recursos necesarios, el cronograma y el plan de pruebas. Los resultados de la etapa son el plan de pruebas y el cronograma de pruebas, documentos que contienen todos los aspectos antes descritos. 27

28 FIGURA 6: Etapa de planeación de pruebas Objetivo. El propósito del plan de pruebas es explicitar el alcance, enfoque, recursos requeridos, calendario, responsables y manejo de riesgos de un proceso de pruebas. Este último, el manejo de riesgos debe incluir tanto los requerimientos que fueron cubiertos por componentes que fueron reutilizados y aquellos que requerimientos que debieron ser cubiertos por componentes que fueron desarrollados en su totalidad. La razón de hacer esto es que los componentes reutilizados traen consigo un riesgo inherente más alto que los que fueron desarrollados por el mismo desarrollador, esto como consecuencia en ocasiones de no conocer exactamente su procedencia Cubrimiento. Va desde el comienzo de la planeación del proyecto, hasta los comienzos del análisis y durante el diseño de la arquitectura del software. 28

29 Entradas Proveedor Insumo Contenido Requisitos Cliente Especificación - requerimientos Descripción detallada por cada requisito y para la integración final de los componentes. Objetivos Alcance del desarrollo Recursos de software Nombre Proveedor Descripción Proveedor Restricciones Cliente Documento de entendimiento Acuerdo entre usuario y desarrolladores Nombre de los usuarios Nombres de los desarrolladores del proveedor Cliente Cronograma del proyecto Tiempo de cada actividad Fechas de inicio Fecha de finalización Porcentajes de avance de acuerdo a la fecha Responsable Cliente Especificación Cubrimiento de Nombre de Requisito Cubrimiento (Especificar si fue cubierto Requerimientos por componente desarrollado o reutilización de un componente) Actividades. Responsable Analista de Pruebas/Analista líder del proyecto Actividad PLANEAR Revisar toda la documentación, es decir la especificación de requerimientos, aquellos requerimientos que fueron cubiertos por componentes, documento de entendimiento y 29

30 Analista de Pruebas/ Coordinador de Proyecto Analista de Pruebas/ Coordinador de Proyecto Analista de Pruebas / Coordinador de Proyecto cronograma del proyecto, con el fin de identificar previamente a. Posibles riegos. (Tener en cuenta especialmente aquellos requerimientos que hayan sido cubiertos con la reutilización de componentes y la integración de componentes que siempre supone un momento crítico durante el desarrollo) b. Recursos que sean necesarios tanto de hardware como de software. c. Recursos humanos para el proyecto. d. Estimación de tiempos y esfuerzos del proceso de desarrollo. e. Elaboración de los escenarios de las pruebas. HACER En base a los artefactos recibidos, especificación de requisitos, documento de entendimiento, cronograma del proyecto y especificación de cubrimiento de requerimientos hace el documento con los supuestos que se asumirán para el proceso de pruebas. Realiza la matriz de riesgos para cada una de las funcionalidades del aplicativo. Para cada funcionalidad se estima de 1 a 3 (siendo 3 la probabilidad mayor) tanto el impacto y la posibilidad de falla, estos dos factores se multiplican y luego se totaliza el promedio para todas las funcionalidades. Tener muy presente que para aquellas funcionalidades o requerimientos que fueron cubiertos por los componentes reutilizados, el nivel de riesgo debería ser más alto, adicionalmente se debe estimar el riesgo de la funcionalidad final que depende estrictamente de la integración de los componentes, momento crítico del desarrollo con este método, por tanto se supone un alto nivel de riesgo para este caso. Define la configuración del ambiente de pruebas para que sea igual o lo más semejante posible al de producción. Revisa estimación de tiempos y esfuerzos del proceso de desarrollo realizado. Genera el documento de plan de pruebas. 30

31 Equipo de control de calidad Funcional Comité de Cambios Analista de pruebas/coordinador de proyecto Reunión con el equipo de proyecto para sensibilizar acerca del proceso de control de calidad de software que se va a realizar. VERIFICAR Revisa y aprueba el plan de pruebas y el cronograma de Control de calidad funcional de aplicaciones. Registra los cambios que considere necesarios en los documentos. ACTUAR Realiza las correcciones necesarias en el documento de plan de pruebas y cronograma de actividades de control de calidad funcional de software Salidas. Cliente Producto Contenido / Requisitos - Analista de Pruebas / Coordinador de proyecto. - Comité de cambios. - Proceso de validación de artefactos Plan de pruebas Propósito. Alcance del proyecto. Supuestos. Elementos software a probar. Elementos software que fueron abarcados por los componentes reutilizados. Características a probar. Enfoque general de la prueba. Criterios de paso / fallo para cada elemento. Criterios de suspensión y requisitos de reanudación. Documentos a entregar. Responsabilidades de las organizaciones. Riesgos asumidos por el plan y planes de contingencias. Aprobaciones y firmas con 31

32 nombre y puesto desempeñado. Descripción de cada tipo de prueba. Entregables del proyecto. Necesidades ambiente. Recursos humanos. Datos de acceso y conectividad. Estadísticas y métricas a obtener. - Analista de Pruebas / Actividades a realizar en el Coordinador de Cronograma de proceso por fases. proyecto pruebas. Porcentaje de tiempo de cada - Comité de cambios fase en el proyecto. Tiempo estimado por actividad. Fecha inicio y final actividad Plantilla o Documento para el Plan de Pruebas. La metodología propuesta tiene para cada una de las etapas dentro de todo el proceso de las pruebas una plantilla o documento, en este caso la plantilla asociada a la etapa del Plan de Pruebas durante la fase del diseño de la arquitectura Determinación del avance. El avance de la etapa se determinará principalmente de acuerdo al criterio del analista de pruebas, sin embargo el analista deberá tener en cuenta algunos porcentajes de avance de referencia, como por ejemplo que la etapa estará completo en un 60% solo si ya se ha generado el Plan de Pruebas. Tendrá un avance del 80% si el cronograma de Pruebas se encuentra finalizado y por último se tendrá un 100% de avance si el comité de cambios ha aprobado tanto el plan como el cronograma de pruebas. 32

33 Definición de Artefactos Especificación de Requerimientos. Este documento contiene cada uno de los requerimientos con las especificaciones de cada uno de ellos y que se esperan sean cumplidos a cabalidad por parte de los componentes. Además es el documento que contiene la información general e inicial sobre el proyecto, tales como el por qué del proyecto, lo que espera obtener después de integrados los componentes Documento de Entendimiento. Documento donde se establecen los acuerdos y condiciones entre el área de certificación o de pruebas y el área de desarrollo con el fin de establecer una relación de mutuo entendimiento que favorezca al proyecto en general Cronograma del Proyecto. Cronograma a seguir durante todo el proyecto Especificación de Cubrimiento de Requerimientos. Listado con todos los requerimientos que fueron cubiertos tanto por los componentes reutilizados como por los componentes desarrollados Plan de Pruebas. Documento donde se define la planeación de las pruebas que se van a realizar Cronograma de Pruebas. Cronograma que estipula los tiempos a dedicar a cada etapa durante todo el proceso de las pruebas funcionales, registra tanto las horas a dedicar por día a determinada actividad como el porcentaje esperado de avance por día. 33

34 7.1.2 Fase de Especificación y Búsqueda de Componentes Descripción. La especificación y búsqueda de componentes consta de tres etapas. Primero, la identificación de componentes donde se genera un conjunto inicial de interfaces y especificaciones de componentes conectados entre sí en una primera aproximación a la arquitectura. Segundo, la interacción entre componentes donde se decide como los componentes van a trabajar de modo coordinado para conseguir la funcionalidad deseada. Y finalmente, la especificación de componentes donde se definen las especificaciones concretas de cada uno de los componentes utilizados. Al final se deben haber generado las especificaciones de los componentes Etapa de la Metodología: Diseño de Casos de Prueba. El diseño de casos de prueba es una parte de las pruebas de componentes y sistemas en las que se diseñan los casos de prueba (entradas y salidas esperadas) para probar el aplicativo. El objetivo de la etapa de diseño de casos de prueba es plasmar los escenarios que se implementarán en las pruebas del sistema para alcanzar los objetivos que se establecieron en la planeación y que además muestren que el aplicativo satisface los requerimientos. Sin embargo y como sucede a menudo, estos requerimientos han sido cubiertos tanto por el propio desarrollo de componentes como por la reutilización de los mismos, esto hace que sea necesario discriminar en el diseño de casos de prueba aquellas funcionalidades que fueron desarrolladas con componentes propios de aquellas otras que contienen componentes reutilizados, esto con el fin de prevenir al analista de pruebas quien es el ejecutor de dichos casos de prueba del riesgo inherente que trae consigo aquellas funcionalidades desarrolladas con componentes reutilizables ya que en muchos casos por la falta de información y conocimiento de la procedencia de los componentes estos suelen traer consigo riesgos que pueden poner en riesgo el correcto funcionamiento de un aplicativo. De esta etapa además debe salir el diseño de casos de prueba para el aplicativo final después de la integración de todos los componentes. 34