PRINCIPIOS DE PRUEBAS. ENFOQUE ESTRATEGICO.

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1 PRINCIPIOS DE PRUEBAS. ENFOQUE ESTRATEGICO. 0. Consideraciones iniciales. Las pruebas son un conjunto de actividades que se pueden planificar por adelantado y llevar a cabo sistemáticamente. Por esta razón, se debe definir en el proceso de la ingeniería del software una plantilla para las pruebas del software: un conjunto de pasos en los que podamos situar los métodos específicos de diseño de casos de prueba. Se han propuesto varias estrategias de prueba del software en distintos libros. Todas proporcionan al ingeniero del software una plantilla para la prueba y todas tienen las siguientes características genéricas: Para realizar pruebas efectivas un equipo de software debe ejecutar Revisiones Técnicas Formales y efectivas. Esto eliminará muchos errores antes que empiece una prueba. Las pruebas comienzan a nivel de módulo/clase/componente y trabajan "hacia fuera", hacia la integración de todo el sistema. Según el momento, son apropiadas diferentes técnicas de prueba. La prueba la lleva a cabo el responsable del desarrollo del software y (para grandes proyectos) un grupo independiente de pruebas. La prueba y la depuración son actividades diferentes, pero la depuración se debe incluir en cualquier estrategia de prueba. Una estrategia de prueba del software debe incluir pruebas de bajo nivel que verifiquen que todos los pequeños segmentos de código fuente se han implementado correctamente, así como pruebas de alto nivel que validen las principales funciones del sistema frente a los requisitos del cliente. Universidad del Cauca 1

2 1. Verificación y validación La prueba del software es un elemento de un tema más amplio que, a menudo, es conocido como verificación y validación (V & V). La verificación se refiere al conjunto de actividades que aseguran que el software implementa correctamente una función específica. La validación se refiere a un conjunto diferente de actividades que aseguran que el software construido se ajusta a los requisitos del cliente. Algunos lo definen así: Verificación: Estamos construyendo el producto correctamente? Validación: Estamos construyendo el producto correcto? La verificación y la validación abarcan una amplia lista de actividades SQA que incluye: revisiones técnicas formales, auditorías de calidad y de configuración, monitorización de rendimientos, simulación, estudios de factibilidad, revisión de la documentación, revisión de la base de datos, análisis algorítmico, pruebas de desarrollo, pruebas de validación y pruebas de instalación. Las pruebas constituyen el último bastión desde el que se puede evaluar la calidad y descubrir los errores. Pero las pruebas no deben ser vistas como una red de seguridad. Ojo a esto: "No se puede probar la calidad. Si no está ahí antes de comenzar la prueba, no estará cuando se termine." La calidad se incorpora en el software durante el proceso de ingeniería del software. La aplicación adecuada de los métodos y de las herramientas, las revisiones técnicas formales efectivas y una sólida gestión y medición, conducen a la calidad, que se confirma durante las pruebas. La relación entre la prueba del software con la garantía de calidad es que existe "la motivación subyacente de la prueba de programas es confirmar la calidad del software con métodos que se pueden aplicar de forma económica y efectiva, tanto a grandes como a pequeños sistemas". Universidad del Cauca 2

3 2. Principios del proceso de pruebas de software. Desde un punto de vista psicológico, el análisis y el diseño del software (junto con la codificación) son tareas constructivas. El ingeniero del software crea un programa de computadora, su documentación y sus estructuras de datos asociadas. Cuando comienza la prueba, aparece una sutil, aunque firme intención de romper lo que el ingeniero del software ha construido. Desde el punto de vista del constructor, la prueba se puede considerar (psicológicamente) destructiva. Por tanto, el constructor anda con cuidado, diseñando y ejecutando pruebas que demuestren que el programa funciona, en lugar de detectar errores. Desgraciadamente, los errores seguirán allí. Y si el ingeniero del software no los encuentra, el cliente si lo hará! A menudo, existen ciertos malentendidos (o ideas incorrectas) que se pueden deducir (1) el responsable del desarrollo no debería entrar en el proceso de prueba; (2) el software debe ser puesto a salvo de extraños que puedan probarlo de forma despiadada. (3) los encargados de la prueba sólo aparecen en el proyecto cuando comienzan las etapas de prueba. A las que podemos responder o complementar lo siguiente: El error está en que no definimos en cuáles etapas no debe entrar y en cuáles sí. Esta idea es la que debemos combatir: si no lo probamos, cómo reducimos el riesgo de aparición de errores? No hay que esperar a las pruebas, recordemos que el aseguramiento de calidad es permanente y desde el primer día. El responsable del desarrollo del software siempre es responsable de probar las unidades individuales (módulos) del programa, asegurándose de que cada una lleva a cabo la función para la que fue diseñada. En muchos casos, también se encargará de la prueba de integración, el paso de las pruebas que lleva a la construcción (y prueba) de la estructura total del sistema. Universidad del Cauca 3

4 Sólo una vez que la arquitectura del software esté completa entra en juego un grupo independiente de prueba también denominado GIP. (Bueno... de todas formas considero que siempre es bueno que los módulos/componentes/clases/ más críticos sí sean auditados por un GIP). El noble propósito de un GIP es el de eliminar el conflicto de intereses que, de otro modo, estaría presente. Después de todo, al personal del equipo que forma el grupo independiente se le paga para que encuentre errores. Sin embargo, el responsable del desarrollo del software no entrega simplemente el programa al GIP y se desentiende. El responsable del desarrollado y el GIP trabajan estrechamente a lo largo del proyecto de software para asegurar que se realizan pruebas exhaustivas (y ojo que lo escribo entre comillas). Mientras se realiza la prueba, el desarrollador debe estar disponible para corregir los errores que se van descubriendo. OJO a la frase: El primer error que comete la gente es pensar que el equipo de pruebas es responsable de asegurar la calidad. Universidad del Cauca 4

5 3. Organización de pruebas. DISCIPLINA CATEGORIA DE PRUEBA ASOCIADA Prueba de Unidad. Se centra en cada unidad del software (módulo/clase/componente), tal como está implementada en código Construcción fuente. Su naturaleza tiende a ser exhaustiva, y se utilizan los enfoques de caja negra y de caja blanca. Diseño Prueba de Integración. El foco de atención es el diseño y la construcción de la arquitectura del software. Hay varios estilos (ascendente / descendente); aquí también se prueban interfaces. Normalmente hay que re-ejecutar o combinar algunas de las pruebas que se hicieron en el estado unitario. Se utiliza enfoque de caja negra y ocasionalmente de caja blanca. Prueba de validación. Se validan los requisitos establecidos como parte del análisis de requisitos del software, comparándolos con el sistema que ha sido construido. Se utiliza exclusivamente enfoque de caja negra. Se responde a la pregunta de si satisface todos los requisitos funcionales, además de los de comportamiento y de rendimiento. Incluye las denominadas pruebas de aceptación en sus modalidades alfa y beta. Requisitos. Prueba del sistema. El software, una vez validado, se debe combinar con otros elementos del sistema (por ejemplo, hardware, gente, bases de datos). La prueba del sistema verifica que cada elemento encaja de forma adecuada y que se alcanza la funcionalidad y el rendimiento del sistema total. Abarca una serie de pruebas diferentes como son: prueba de recuperación, prueba de seguridad, prueba de resistencia (o de stress) y prueba de desempeño. Universidad del Cauca 5

6 4. Consideraciones de orden estratégico. Tom Gilb (creador de EVO - plantea que se deben abordar los siguientes puntos si se desea implementar con éxito una estrategia de prueba del software: Especificar los requisitos del producto de manera cuantificable mucho antes de que comiencen las pruebas. Aunque el objetivo principal de la prueba es encontrar errores, una buena estrategia de prueba también evalúa otras características de la calidad, tales como la portabilidad, facilidad de mantenimiento y facilidad de uso. Todo esto debería especificarse de manera que sea medible para que los resultados de la prueba no sean ambiguos. Establecer los objetivos de la prueba de manera explícita. Se deberían establecer en términos medibles los objetivos específicos de la prueba. Por ejemplo, la efectividad de la prueba, la cobertura de la prueba, tiempo medio de fallo, el coste para encontrar y arreglar errores, densidad de fallos remanente o frecuencia de ocurrencia, y horas de trabajo por prueba de regresión deberían establecerse dentro de la planificación de la prueba. Comprender qué usuarios van a manejar el sofware y desarrollar un perfil para cada categoría de usuario. Usar casos que describan el escenario de interacción para cada clase de usuario pudiendo reducir el esfuerzo general de prueba concentrando la prueba en el empleo real del producto. Construir un software "robusto" diseñado para probarse a sí mismo. El software debería diseñarse de manera que use técnicas de depuración anti-errores. Es decir, el software debería ser capaz de diagnosticar ciertas clases de errores. Además, el diseño debería incluir pruebas automatizadas y pruebas de regresión. Usar revisiones técnicas formales efectivas como filtro antes de la prueba. Las revisiones técnicas formales pueden ser tan efectivas como las pruebas en el descubrimiento de errores. Por este motivo, las revisiones pueden reducir la cantidad de esfuerzo de prueba necesaria para producir software de alta calidad. Llevar a cabo revisiones técnicas formales para evaluar la estrategia de prueba y los propios casos de prueba. Las revisiones técnicas formales pueden descubrir inconsistencias, omisiones y errores claros en el enfoque de la prueba. Esto ahorra tiempo y también mejora la calidad del producto. Desarrollar un enfoque de mejora continua al proceso de prueba. Debería medirse la estrategia de prueba. Las métricas agrupadas durante la prueba deberían usarse como parte de un enfoque estadístico de control del proceso para la prueba del software. Universidad del Cauca 6

7 PRINCIPIOS DE PRUEBAS. ENFOQUE OPERATIVO. 1. Conceptos Básicos de Testing Un test exitoso es aquel que encuentra muchos defectos, no lo opuesto - por lo tanto, desarrollo exitoso puede llevar a testing no exitoso (no encuentra defectos). El propósito del testing es encontrar defectos - es un proceso destructivo, se debe mostrar que algo es incorrecto - no es recomendable probar las propios desarrollos. Cada vez que se corrigen defectos detectados, se pueden introducir nuevos defectos al sistema. Testing es el proceso de ejecutar un programa con la intención de encontrar defectos. Es un proceso con enfoque destructivo. (Encontrarlos y eliminarlos). Testing NO es: Demostración de que no hay errores. Demostración de que el software desempeña correctamente sus funciones. Establecimiento de confianza que un programa hace lo que debe hacer. 2. Principios de testing Una parte necesaria de un caso de prueba es la definición de la salida o resultado esperado. Un programador debería evitar probar su propio código, o al menos, ser el único que lo prueba. Una unidad de programación no debería probar sus propios programas. Los resultados de cada prueba deben ser acuciosamente inspeccionados. Los casos de prueba deben diseñarse para condiciones de entrada inválidas e inesperadas, no solo para aquellas válidas y esperadas. Examinar un programa para ver si no hace lo que debe hacer es solo la mitad de la tarea; la otra mitad es ver si hace lo que no debe hacer. (No es un trabalenguas). Evitar casos de prueba espontáneos y que no dejan registro - es solo pérdida de tiempo. No planificar un esfuerzo de prueba bajo el supuesto tácito que no se encontrará defectos. La probabilidad de existencia de más defectos en una sección de un programa es proporcional al número de defectos ya detectados en dicha sección. Testing es una tarea extremadamente creativa e intelectualmente desafiante. Universidad del Cauca 7

8 3. Testing vs Debugging. El propósito del testing es mostrar que un programa tiene defectos, mientras el propósito del debugging es encontrar el error o mala concepción que llevó a la falla, y diseñar e implementar los cambios que corrijan el error. El debugging usualmente sigue al testing. El testing lo puede hacer alguien externo, el debugging no. 4. Aspectos económicos. Es posible probar un programa para encontrar todos los defectos? ---- No, ni siquiera para los programas más triviales. En general, es impráctico y a menudo imposible encontrar todos los defectos en un programa. Habría que probar todas las combinaciones de entrada, correctas e incorrectas... número (prácticamente) infinito de casos de prueba Habría que probar todos los caminos posibles dentro de un programa, que pueden contener ciclos, el número de casos de prueba no es infinito, pero puede considerarse como tal. Resumiendo los Principios de testing Todas las pruebas deben ser trazables a requerimientos del usuario. Las pruebas deben ser planificadas mucho antes de comenzarlas. La ley de Pareto aplica al testing de software. Testing debería comenzar en pequeña escala y progresar. Testing exhaustivo no es posible. Para mayor efectividad, testing debería ser desarrollado por una tercera parte independiente. Universidad del Cauca 8

9 Aspectos esenciales del proceso de testing La calidad del proceso de testing determina el éxito del esfuerzo de testing. Testing tiene su ciclo propio, que comienza con la fase de requerimientos del software y desde allí va en paralelo con el proceso de desarrollo de software; para cada fase del proceso de desarrollo existe una tarea de testing importante. El momento para las herramientas de testing es ahora. Existe una amplia variedad de productos para elegir, algunos más apropiados o más fáciles de usar que otros. Una persona real debe ser responsable por mejorar el proceso de testing. Buenas especificaciones, revisiones e inspecciones afectan positivamente la calidad de las pruebas; su mejoramiento no es conceptualmente difícil, pero requiere esfuerzo y tiempo, por lo que se requiere una responsabilidad clara que planifique y gestione el avance Testing es una disciplina profesional que requiere gente entrenada y competente. Para tener éxito se requiere de profesionales competentes y entrenados con el apoyo adecuado de la administración superior; no debe ser tratado como un nivel de entrada o trampolín; debe ser independiente, imparcial, y organizado para que cuente con el reconocimiento justo de su contribución a la calidad del producto. Se debe cultivar una actitud de equipo positiva para la destrucción creativa. Se necesita considerable creatividad para destruir algo en una forma controlada y sistemática; una buena prueba debe desarmar un producto metódicamente, encontrar sus debilidades, llevarlo hacia los límites. Universidad del Cauca 9

10 Y en pocas palabras, Qué incluye un Proceso de testing? Planificación. Al comienzo del desarrollo, se establecen guías, métodos, y niveles de ambición, si será automático o manual, estimación de recursos requeridos, estándares involucrados. Identificación. Estimación más detallada de los recursos requeridos Especificación. Descripción de las pruebas a nivel funcional (propósito), y a nivel detallado (ejecución paso a paso). Ejecución. Desarrollo de las pruebas tanto automatizadas como manuales, registrando los resultados. Análisis de defectos. Identificación del defecto y sus causas, y de las acciones correctivas. Compleción. Preparación del equipamiento y los casos de prueba para uso posterior, registro de documentación. Estándares para testing ISO/IEC (http://www.softwaretestingstandard.org) Parte 1 Conceptos y definiciones Parte 2 Modelo de procesos de pruebas Parte 3 Documentación de pruebas Parte 4 Técnicas de prueba Parte 5 Pruebas dirigidas por palabras clave (busca estandarizar automatización) Reemplaza a los siguientes estándares: IEEE/ANSI Standard , Software Test Documentation IEEE/ANSI Standard , Software Unit Testing Pruebas dirigidas por palabras clave: Técnica de guión que utiliza archivos de datos para contener no sólo datos de prueba y resultados esperados, sino también palabras claves relacionadas con la aplicación que está siendo probada. Las palabras claves son interpretadas por guiones especiales de apoyo que se invocan desde el guión de control para la prueba. Lenguaje de guión (scripting language): lenguaje de programación en el cual los guiones ejecutables de las pruebas son escritos y utilizados por una herramienta de ejecución de pruebas FIN DEL DOCUMENTO Universidad del Cauca 10

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