Bài giảng Công nghệ phần mềm - Phần 5: Kiểm thử và bảo trì

10/20/2011

PHẦN V:

KIỂM THỬ VÀ BẢO TRÌ

I. Kiểm thử

1. Khái niệm kiểm thử

2. Phương pháp thử

3. Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử

4. Kiểm thử module

5. Kiểm thử hệ thống

6. Kiểm thử chấp nhận

II. Bảo trì

1

1. Khái niệm kiểm thử

• Là mấu chốt của đảm bảo chất lượng

phần mềm

• Là tiến trình (và là nghệ thuật) nhằm

phát hiện lỗi bằng việc xem xét lại đặc

tả, thiết kế và mã nguồn.

• Kiểm thử thành công là phát hiện ra

lỗi; kiểm thử không phát hiện ra lỗi là

kiểm thử dở

2

1

10/20/2011

Khó khăn

• Nâng cao chất lượng phần mềm nhưng không

vượt quá chất lượng khi thiết kế: chỉ phát hiện

các lỗi tiềm tàng và sửa chúng

• Phát hiện lỗi bị hạn chế do thủ công là chính

• Dễ bị ảnh hưởng tâm lý khi kiểm thử

• Khó đảm bảo tính đầy đủ của kiểm thử

3

Lưu ý khi kiểm thử

1. Chất lượng phần mềm do khâu thiết kế quyết định là chủ

yếu, chứ không phải khâu kiểm thử

2. Tính dễ kiểm thử phụ thuộc vào cấu trúc chương trình

3. Người kiểm thử và người phát triển nên khác nhau

4. Dữ liệu thử cho kết quả bình thường thì không có ý nghĩa

nhiều, cần có những dữ liệu kiểm thử mà phát hiện ra lỗi

5. Khi thiết kế trường hợp thử, không chỉ dữ liệu kiểm thử

nhập vào, mà phải thiết kế trước cả dữ liệu kết quả sẽ có

6. Khi phát sinh thêm trường hợp thử thì nên thử lại những

trường hợp thử trướcđó để tránh ảnh hưởng lan truyền

sóng

4

2

10/20/2011

Tương ứng giữa vòng đời dự án và

kiểm thử

Đối tượng và phạm vi

Kiểm thử chấp nhận

Đặc tả chức năng/

Thiết kế lô gíc

Kiểm thử hệ thống

Kiểm thử

tích hợp

Kiểm thử

hồi quy

Thiết kế Vật lý

Cấu trúc chương trình

Kiểm thử đơn vị

chương trình

và đặc tả module

Mã hoá module

chương trình

5

2.1. Kiểm thử tĩnh

• Kiểm thử trên bàn: giấy và bút trên

bàn, kiểm tra logic, lần từng chi tiết

ngay sau khi lập trình xong.

• Đi xuyên suốt (walk through)

• Thanh tra (inspection)

6

3

10/20/2011

2.2. Kiểm thử trên máy

• Gỡ lỗi bằng máy (machine debug) hay kiểm thử

động: Dùng máy chạy chương trình để điều tra

trạng thái từng động tác của chương trình

• 9 bước của trình tự kiểm thử bằng máy:

7

Trình tự kiểm thử bằng máy

1. Thiết kế trường hợp thử

theo thử trên bàn

5. Nhập dữ liệu đã thiết kế

cho trường hợp kiểm thử

2. Trường hợp thử phải có cả 6. Điều chỉnh môi trường

kết quả kỳ vọng sẽ thu

được

thực hiện module tải (tạo

thủ tục đưa các tệp truy

cập tệp vào chương trình)

7. Thực hiện module tải và

ghi nhận kết quả

3. Dịch chương trình nguồn

và tạo module tải để thực

hiện

4. Khi trường hợp thử có xử

lý tệp vào-ra, phải làm

trước trên bàn việc xác

định miền của các tệp

8. Xác nhận kết quả với kết

quả kỳ vọng

9. Lặp lại thao tác (5)-(8)

8

4

10/20/2011

3. Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử

• Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử dựa trên đặc tả

bề ngoài của chương trình: Kiểm thử hộp đen

(Black box test): WHAT ?

• Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử dựa trên đặc tả

bên trong của chương trình: Kiểm thử hộp trắng

(white box test): HOW ?

• Kiểm thử Top-Down hay Bottom-Up

9

3.1. Kiểm thử hộp đen

• Phân đoạn tương đương

• Phân tích giá trị biên

• Đoán lỗi

• Và 1 số kỹ thuật khác

Input

Results

Black Box

Black box Data Testing Strategy

10

5

10/20/2011

a. Phương pháp phân đoạn tương

đương (Equivalence Partition)

• Mục đích: giảm số lượng test bằng cách chọn các

tập dữ liệu đại diện

• Thực hiện: Chia dữ kiệu vào thành các đoạn, mỗi

đoạn đại diện cho một số dữ liệu => việc kiểm

thử chỉ thực hiện trên đại diện đó

• Ưu điểm: Test theo mức trừu tượng hơn là

trường.

• Áp dụng: màn hình, menu hay mức quá trình.

• Ví dụ:

11

b. Phương pháp phân tích giá trị biên

(Boundary value analysis)

• Là 1 trường hợp riêng của phân đoạn

• Thí dụ: nếu miền dữ liệu là tháng thì giá trị 0 hay

>12 là không hợp lệ

• Thường sử dụng trong kiểm thử module

12

6

10/20/2011

c. Phương pháp đoán lỗi

(Error Guessing)

• Dựa vào trực giác và kinh nghiệm

• Thí dụ lỗi chia cho 0. Nếu module có phép chia

thì phải kiểm thử lỗi này

• Nhược điểm: không phát hiện hết lỗi

13

d. Phương pháp đồ thị nguyên nhân -

kết quả (Cause-effect Graphing)

SEQUENCE

AND

NOT

OR

DO UNTIL

14

7

10/20/2011

3.2. Kiểm thử hộp trắng

• Là phương pháp kiểm thử dựa vào cấu trúc điều

khiển của các thủ tục để thiết kế các trường hợp

kiểm thử.

Input

Results

 

White Box Data Testing Strategy

15

Kiểm thử hộp trắng (tiếp)

• Người KSPM có thể đảm bảo:

– Kiểm tra tất cả các lộ trình độc lập bên trong 1 mô đun

ít nhất 1 lần

– Kiểm tra tất cả các nhánh đúng/sai của lựa chọn

– Kiểm tra việc thực hiện của vòng lặp tại các biên và bên

trong vòng lặp

– Kiểm tra các cấu trúc dữ liệu để đảm bảo tính hợp thức.

• Các kỹ thuật:

– Kiểm thử theo lộ trình (Basis path testing)

– Kiểm thử theo cấu trúc điều khiển.

16

8

10/20/2011

a. Kiểm thử theo lộ trình

• Là kỹ thuật do Tom McCabe đề xuất cho phép

nhà kiểm thử tiến hành 1 số đo về độ phức tạp lô

gic của các thủ tục và số đo này được sử dụng để

giúp cho việc định nghĩa các lộ trình cơ bản sao

cho các lệnh trong chương trình được thực hiện ít

nhất 1 lần trong quá trình kiểm thử.

• Sử dụng Ký pháp đồ hoạ luồng/ đồ thị chương

trình:

– Mỗi nút đồ thị biểu diễn 1 lệnh/ 1 dãy lệnh liên tiếp

– Cung của đồ thị biểu diễn luồng điều kiện (trình tự thực

hiện).

17

Ví dụ: lưu đồ khối chương trình

1

11

2

3

4

5

6

7

8

9

10

18

9

10/20/2011

Ví dụ: Đồ thị chương trình

1

2,

3

4,

5

6

3

7

2

8

1

9

10

4

11

19

Chú ý

• Một cung bao giờ cũng phải kết thúc tại 1 nút (có

thể nút này không tương ứng với bất kỳ lệnh nào

trong thủ tục).

• Vùng bao bởi các cung và nút gọi là Region (khi

tính, ta phải tính cả vùng bao ngoài).

• Thí dụ đồ thị chương trình ở slide trước gồm 4

vùng (các số in nghiêng).

• Với điều kiện phức tạp (nhiều hơn 1 phép so

sánh) thì mỗi so sánh lại tách thành 1 nút riêng.

• Thí dụ: If a OR b then X else Y Endif

20

10

10/20/2011

Độ phức tạp lặp (Cyclomatic

Complexity)

• Độ phức tạp lặp là 1 số đo phần mềm, cung cấp 1 đơn

vị đo định lượng về độ phức tạp lô gic của CT.

• Trong ngữ cảnh áp dụng kiểm thử theo lộ trình, giá trị

này sẽ cung cấp số lượng các lộ trình (path) độc lập

trong 1 chương trình và đó được coi như là cận trên

của số lượng test phải tiến hành để đảm bảo mọi lệnh

đều được thực hiện ít nhất 1 lần.

• Lộ trình độc lập? 1 phần của CT bao gồm ít nhất 1 tập

lệnh hay 1 điều kiện mới.

• Đồ thị CT trên có 4 lộ trình độc lập: 1-11; 1-2-3-4-5-

10-1-11; 1-2-3-6-8-9-10-1-11; 1-2-3-6-7-9-10-1-11

21

Độ phức tạp lặp

•

Có 3 cách tính độ phức tạp lặp ký hiệu V(G):

– V(G) = E – N +2, với E là số cung, N là số nút của G

– V(G) = số vùng (region)

– V(G) = P +1, với P là số lượng nút Predicat (nút giả

định, không có thật).

22

11

10/20/2011

Thí dụ: chương trình viết bằng PDL

i = 1

1

2

TotalInput = TotalValid = 0

Sum = 0

3

While value(i) <>-999 And TotalInput < 100 Do

TotalInput = TotalInput +1

4

If Value(i) >= Minimum And value(i) <= Maximum

Then TotalValid = TotalValid +1

5

6

7

Sum = Sum + value(i)

Else Skip

Endif

i = i +1

EndDo

8

9

10 If TotalValid > 0 Then Average = Sum / TotalValid

11

Else Average = -999

12

Endif

13

LastUpdate 8-07

Dept. of SE, 2001

SE-V.23

Lời giải

• Số lộ trình độc lập (độ phức tạp lặp) = 6

– 1-2-10-11-13; 1-2-10-12-13

– 1-2-3-10-11-13; 1-2-3-4-5-8-9-2 …

– 1-2-3-4-5-6-8-9-2…; 1-2-3-4-5-6-7-8-9-2…

– …: có nghĩa là phần tiếp theo còn lại đồ thị là chấp nhận

được.

• Đồ thị chương trình ?

• Số test phải thực hiện: 6

24

12

10/20/2011

3.3. Trình tự thiết kế

• Kiểm thử module

• Kiểm thử tích hợp

– Kiểm thử tích hợp trên xuống

– Kiểm thử tích hợp dưới lên

– Kiểm thử hồi qui

25

4. Kiểm thử module

• Kiểm thử tích hợp module

– Kiểm thử dưới lên (Bottom-up Test)

– Kiểm thử trên xuống (Top-down Test)

– Kiểm thử cột trụ (Big bang Test)

– Kiểm thử kẹp (Sandwich Test)

26

13

10/20/2011

a. Bottom-up Test

• Các module mức thấp được tổ hợp vào các chùm

thực hiện một chức năng con

• Viết trình điều khiển phối hợp vào/ ra và kiểm

thử

• Kiểm thử chùm/bó

• Loại bỏ trình điều khiển và chuyển lên mức trên

27

Bottom-up Test (Tiếp)

Mức 4

Mức 3

Mức 2

Mức 1

28

14

10/20/2011

b. Top-down Test

• module điều khiển chính được dùng như trình

điều khiển kiểm thử, gắn các nút con trực tiếp

vào nó

• Thay các nút con bằng các module thực tại (theo

chiều sâu / ngang)

• Kiểm thử từng module được gắn vào

• Các 1 nút thử xong được thử tiếp nút khác

• Kiểm thử hồi quy

29

Top-down Test (tiếp)

Mức 1

Mức 2

Mức 3

Mức 4

30

15

10/20/2011

c. Big bang Test

• Tích hợp không tăng dần

• Tất các các module đều được tổ hợp trước

• Toàn bộ chương trình được kiểm thử tổng thể

• Khó khăn: khó cô lập lỗi, khi chữa xong lỗi này có

thể lỗi mới lại phát sinh

31

d. Sandwich Test

• Tích hợp trên xuống cho các mức trên cấu trúc

chương trình

• Tích hợp dưới lên cho các mức phụ thuộc

32

16

10/20/2011

5. Kiểm thử hệ thống

• Kiểm thử phục hồi: bắt buộc phần mềm hỏng

nhiều cách để kiểm chứng phục hồi

• Kiểm thử an toàn: kiểm chứng cơ chế bảo vệ

• Kiểm thử gay cấn

• Kiểm thử hiệu năng

33

6. Kiểm thử chấp nhận

• Mục đích: để bàn giao PM cho khách hàng

• Đối tượng: Cần có sự tham gia của ND

• Trình tự: Dựa vào Yêu cầu PM

34

17

10/20/2011

PHẦN V:

KIỂM THỬ VÀ BẢO TRÌ

I. Kiểm thử

II. Bảo trì

1. Khái niệm

2. Quy trình nghiệp vụ

3. Các vấn đề còn tồn tại

4. Bảo trì trong các phương pháp phát triển

phần mềm

35

1. Khái niệm

• Bảo trì là công việc tu sửa, thay đổi phần mềm

đã được phát triển (chương trình, dữ liệu, JCL,

các loại tư liệu đặc tả, . . .) theo những lý do nào

đó.

• Các hình thái bảo trì: bảo trì để

– Tu chỉnh

– Thích nghi

– Cải tiến

– Phòng ngừa

36

18

10/20/2011

a. Bảo trì để tu sửa

•

Là bảo trì khắc phục những

khiếm khuyết có trong

phần mềm.

•

Kỹ nghệ ngược (Reverse

Engineering): dò lại thiết

kế để tu sửa.

•

Một số nguyên nhân điển

•

Những lưu ý

hình

– Mức trừu tượng

– Tính đầy đủ

– Kỹ sư phần mềm và khách

hiểu nhầm nhau.

– Tính tương tác

– Tính định hướng

– Lỗi tiềm ẩn của phần mềm

do sơ ý của lập trình hoặc

khi kiểm thử chưa bao quát

hết.

– Vấn đề tính năng của phần

mềm: không đáp ứng được

yêu cầu về bộ nhớ, tệp, . . .

Thiết kế sai, biên tập sai . .

.

– Thiếu chuẩn hóa trong phát

triển phần mềm (trước đó).

37

b. Bảo trì để thích hợp

• Là tu chỉnh phần mềm theo thay đổi của môi

trường bên ngoài nhằm duy trì và quản lý phần

mềm theo vòng đời của nó.

• Thay đổi phần mềm thích nghi với môi trường:

công nghệ phần cứng, môi trường phần mềm.

• Những nguyên nhân chính:

– Thay đổi về phần cứng (ngoại vi, máy chủ,. . .)

– Thay đổi về phần mềm (môi trường): đổi OS

– Thay đổi cấu trúc tệp hoặc mở rộng CSDL

38

19

10/20/2011

c. Bảo trì để cải tiến

•

Là việc tu chỉnh hệ phần

mềm theo các yêu cầu

ngày càng hoàn thiện hơn,

đầy đủ hơn, hợp lý hơn.

•

Còn gọi là tái kỹ nghệ (re-

engineering)

Mục đích: đưa ra một thiết

kế cùng chức năng nhưng

có chất lượng cao hơn.

•

Những nguyên nhân chính:

– Do muốn nâng cao hiệu

suất nên thường hay cải

tiến phương thức truy cập

tệp.

•

Các bước thực hiện:

– Xây dựng lưu đồ phần mềm

– Suy dẫn ra biểu thức Bun

cho từng dãy xử lý

– Mở rộng thêm chức năng

– Biên dịch bảng chân lí

– Tái cấu trúc phần mềm

mới cho hệ thống.

– Cải tiến quản lý kéo theo cải

tiến tư liệu vận hành và

trình tự công việc.

– Thay đổi người dùng hoặc

thay đổi thao tác.

39

d. Bảo trì để phòng ngừa

• Là công việc tu chỉnh

chương trình có tính

đến tương lai của

phần mềm đó sẽ mở

rộng và thay đổi như

thế nào.

• Mục đích: sửa đổi để

thích hợp với yêu cầu

thay đổi sẽ có của

người dùng.

• Thực hiện những thay

đổi trên thiết kế

• Thực ra trong khi thiết

kế phần mềm đã phải

tính đến tính mở rộng

của nó, nên thực tế ít

khi ta gặp bảo trì

không tường minh.

• Hiểu hoạt động bên

trong chương trình

• Thiết kế / lập trình lại.

• Sử dụng công cụ CASE

phòng ngừa nếu như

phần mềm được thiết

kế tốt.

40

20