Тестирование и отладка

Содержание



Введение
1 Тестирование программных продуктов
1.1 Цель и принципы тестирования
1.2 Этапы тестирования
1.3 Методы тестирования программ
2 Отладка программного продукта
2.1 Понятие и этапы отладки
2.2 Средства отладки
2.3 Методы отладки
Заключение
Список использованной литературы

Тестирование и отладка

динамическое тестирование;
функционально тестирование;
детерминированное тестирование;
стохастическое тестирование;
тестирование в реальном масштабе времени.
Статическое тестирование - наиболее формализованное, базируется на правилах структурного построения программ и обработки данных. Проверка степени выполнения этих правил проводится путем формального анализа текста программы на языке программирования. Операторы и операнды текста программы анализируются в символьном виде, поэтому этот метод тестирования иногда называют символическим.
Динамические методы тестирования используются в процессе выполнения программ. Они базируются на графе, связывающем причины ошибок с ожидаемыми реакциями на эти ошибки. В процессе тестирования накапливается информация об ошибках, которая используется при оценке надежности и качества программного продукта.
Данные методы тестирования делятся на методы, в которых программы рассматриваются как «черный ящик» (используется информация о решаемой задаче), и методы, в которых программа рассматривается как «белый ящик» (используется структура программы). Этот вид называют тестированием с управлением по данным или управлением по входу-выходу. Цель - выяснение обстоятельств, при которых поведение программы не соответствует ее спецификации. При этом количество обнаруженных ошибок в программе является критерием качества входного тестирования.
Цель динамического тестирования программ по принципу «черного ящика» - выявление одним тестом максимального числа ошибок с использованием небольшого количества входных данных.
Методы «черного ящика» обеспечивают (2): эквивалентное разбиение; анализ граничных значений и применение функциональных диаграмм, которые в соединении с реверсивным анализом дают достаточно полную информацию о функционировании тестируемой программы.
Методы тестирования по принципу «черного ящика» используются для тестирования функций, реализованных в программе, путем проверки несоответствия между реальным поведением функций и ожидаемым поведением с учетом спецификаций требований.
Метод «белого ящика» позволяет исследовать внутреннюю структуру программы, причем обнаружение всех ошибок в программе является критерием тестирования маршрутов потоков (графа) передач управления, среди которых рассматриваются: критерий покрытия операторов - набор тестов в совокупности должен обеспечить прохождение каждого оператора не менее одного раза и критерий тестирования ветвей (известный как покрытие решений или покрытие переходов) - набор тестов в совокупности должен обеспечить прохождение каждой ветви и выхода, по крайней мере, один раз.
Цель функционального тестирования - обнаружение несоответствий между реальным поведением реализованных функций и ожидаемым поведением в соответствии со спецификацией и исходными требованиями. Функциональные тесты должны охватывать все реализованные функции с учетом наиболее вероятных типов ошибок. Тестовые сценарии, объединяющие отдельные тесты, ориентированы на проверку качества решения функциональных задач.
Детерминированное тестирование - это наиболее трудоемкое и детализированное тестирование, которое требует многократного выполнения программы с использованием определенных, специальным образом подобранных тестовых наборов данных. При детерминированном тестировании контролируются каждая комбинация входных данных и результаты.
Стохастическое тестирование предполагает использование в качестве исходных данных множества случайных величин, полученных с помощью генератора случайных чисел. Таким образом, с помощью случайных чисел выясняются исходные данные, влекущие ошибки.
Тестирование в реальном масштабе времени используется для соответствующих систем. Кроме правильности результата проверяется время поступления, длительность и приоритетность обработки (6).
На основании требований структурного и модульного написания программ программы стали удобочитаемыми, и это позволило проводить тестирование отдельных моделей вручную без использования ЭВМ.
2 Отладка программного продукта
2.1 Понятие и этапы отладки
Отладка (debugging) - процесс нахождения местоположения ошибок в программе и их исправление (3).
Задачами отладки программных продуктов является подготовка такого набора тестов для того, чтобы обнаружить и исправить в программе наибольшее число ошибок.
При отладке программного продукта отыскиваются и устраняются, в основном, те ошибки, наличие которых в программном продукте устанавливается при тестировании.
Процесс отладки начинает­ся после обнаружения факта ошибки в результате тестирования и осуществляется в два этапа (5).
Первый этап - установление причины ошибки и ее локализа­ция (определение ее местоположения в программе); второй - ис­правление ошибки и проверка правильности работы программы.
Таким образом, основным средством обнаружения ошибок при отладке является тестирование. Тестирование и отладка при этом обычно проводятся одновременно.
Принято выделять три стадии тестирования для обнаружения ошибки в программе, установления местонахождения ошибки и подтверждения правильности работы программы после прове­денной корректировки.
С точки зрения организации работ по отладке программы наи­более эффективным считается групповой метод отыскания ошибок (их причин и местоположения в программе), когда два программис­та сначала независимо, а затем совместно осуществляют этот про­цесс. Такой подход более предпочтителен, чем индивидуальная ра­бота одного программиста. Повышение эффективности работы по обнаружению и локализации ошибок может быть достигнуто путем попеременного внимательного анализа программы за столом и ма­шинного тестирования.
В каждой современной системе программирования существует специальное средство отладки программ - отладчик (debugger), который позволяет в режиме интерпретации установить контрольные точки, выполнить отдельные участки программы и посмотреть результаты работы операторов.
К трудностям отладки программ следует также отнести и разно­образие ситуаций, возникающих перед началом ее выполнения. Си­туации могут быть следующие (5):
компилятор не выдает сообщений об ошибках, но программа не компилируется;
программа откомпилирована, но при выполнении не выдает никаких результатов;
программа откомпилирована, но при выполнении происхо­дит преждевременный останов;
программа зацикливается;
программа выдает неверные результаты.
2.2 Средства отладки
Отладка начинается после обнаружения ошибки.
Существуют следующие средства обнаружения причины ошибки и ее локализа­ции (3):
листинг исходного кода;
подробная спецификация программы;
детальный алгоритм программы, представленный в виде блок-схемы, схемы действий, таблицы решений и т.п.;
выходной листинг;
анализ последовательности выполнения операторов и оценка ожидаемых значений переменных;
отслеживание обращений к подпрограммам;
дампы памяти.
Эти средства предполагают проведение внимательного анализа программы за столом.
Существенную помощь в отладке оказывают инструментальные средства (5):
отладочные компиляторы применительно к языку программирования;
специальные средства расширения языка программирования для контроля типов и диапазонов значений данных, обработки исключительных ситуаций и т.д.;
средства для печати значений используемых переменных при аварийном завершении программы, для трассировки значений переменных в процессе выполнения программы и т.п.;
пакеты программ для прослеживания потоков управления и данных в программе, контроля индексов и регистрации вызовов подпрограмм;
генераторы тестовых данных, формирующие тестовые наборы данных в соответствии со спецификациями, задаваемыми пользователем;