Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NGUYỄN HƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU CẤC KỸ THUẬT KIỂM IHỬHỘP TRẮNG LUẬN VĂN THẠC sĩ MÁY HÀ NỘI, 2015 NGUYỄN HƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU CẤC KỸ THUẬT KIỂM IHỬHỘP TRẮNG Chuyên ngành: Khoa học máy tính LUẬN VĂN THẠC sĩ MÁY Người hướng dẫn khoa học:TS Lê Văn Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Lề Văn Phùng - Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn, bảo cho tơi suốt q trình tơi làm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô trường Đại học sư phạm Hà Nội 2, thầy cô Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam truyền đạt kiến thức giúp đỡ suốt q trình học Tơi xin gửi lời cảm ơn tới đồng nghiệp, gia đình bạn bè người động viên tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học vừa qua LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung luận văn tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp thực hiện, cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học thầy TS Lề Văn Phùng Các số liệu, kết luận văn trung thực, rõ ràng Trong luận văn tơi có sử dụng số tài liệu tham khảo trình bày phần tài liệu tham khảo Tôi xin chịu trách nhiệm với nội dung viết luận văn Hà nội, ngày .tháng 12 năm 2015 Người viết luận văn MỤC LỤC Nguyễn Hương Giang 2.2 CHƯƠNG XÂY DỰNG PHẨN MÈM THỬ NGHIỆM ỬNG DỤNG KỸ THUẬT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Các kỹ thuật kiểm thử hộp trắng có vai trò quan trọng việc đưa ứng dụng vào áp dụng thực tế Kiểm thử giai đoạn q trình phát triển, hồn thành sản phẩm Trước sản phẩm phát hành tất chức giao diện, ứng dụng sản phẩm cần qua kiểm thử Một sản phẩm thiết kế tốt khơng thể tránh khỏi sai sót Kiểm thử hiệu phát sai sót này, tránh lỗi trước phát hành Kiểm thử đứng vai trò người sử dụng, giúp cho sản phẩm có thích ứng phù hợp với thị hiếu nhu cầu người dùng Chính lẽ đó, kiểm thử việc cần thiết, cần nghiên cứu kiểm thử nhằm góp phần xác định chất lượng phần mềm vừa xây dựng Kỹ thuật kiểm thử (technical testing) hộp trắng (white box) dựa vào thuật giải cụ thể, dựa vào cấu trúc liệu bên đơn vị phần mềm cần kiểm thử để xác định đơn vị phần mềm có thực không Vậy ta phải quan tâm đến kỹ thuật kiểm thử? Vì chọn kỹ thuật kiểm thử phù hợp sẽ: Giảm chi phí phát triển Tăng độ tin cậy sản phẩm Giúp tìm nhiều lỗi Chi phí (thời gian, cơng sức) Sinh kỹ thuật kiểm thử chạy tốt Vì tơi mạnh dạn chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu kỹ thuật kiểm thử hộp trắng” Mục đích nghiền cứu - Nâng cao kiến thức công nghệ phần mềm, bảo đảm toán học khoa học máy tính - Thực hành kỳ thuật xác định ca kiểm thử công nghệ kiểm thử hộp trắng Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan kiểm thử phần mềm - Nghiên cứu tổng hợp kỳ thuật sử dụng để kiểm thử hộp trắng kỳ thuật đồ thị dòng, ma trận kiểm thử, điều kiện logic, điều khiển theo dòng liệu, cấu trúc chu trình, - Lập trình thử nghiệm nhiều kỳ thuật nghiên cứu để xác định ca kiểm thử xây dựng kịch kiểm thử cho toán cụ thể Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu đơn vị phần mềm (một đoạn lệnh/mơ-đun/chương trình).Phạm vi nghiên cứu đề tài kỳ thuật kiểm thử hộp trắng kiểm thử phần mềm Phương pháp nghiên cửu - Phương pháp tổng hợp phân tích vấn đề liên quan đến đề tài, - Phương pháp thống kê kết hợp với phương pháp chuyên gia, - Phương pháp kết hợp lý thuyết với thực nghiệm máy tính Dự kiến đóng góp đề tài - Xác định tiêu chuẩn thích hợp cho việc chọn phương pháp thiết kế ca kiểm thử ứng dụng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM Tổng quan kỹ nghệ phần mềm Kỹ nghệ phần mềm (software engineering) áp dụng cách tiếp cận có hệ thống, có kỷ luật, định lượng cho việc phát triển, sử dụng bảo trì phần mềm Ngành học kỳ nghệ phần mềm bao trùm kiến thức, công cụ, phương pháp cho việc định nghĩa yêu cầu phần mềm, thực tác vụ thiết kế, xây dựng, kiểm thử (software testing), bảo trì phần mềm.[2] Kỳ nghệ phần mềm cịn sử dụng kiến thức lĩnh vực kỳ thuật máy tính, khoa học máy tính, quản lý, tốn học, quản lý dự án, quản lý chất lượng, công thái học phần mềm (software ergonomics), kỳ nghệ hệ thống (systems engineering) Trích dẫn câu nói Edsger Dijkstra cơng nghệ phần mềm: Khi máy tính chưa xuất hiện, việc lập trình chưa có khó khăn cả.Khi xuất vài máy tính chức việc lập trình bắt đầu gặp vài khó khăn nho nhỏ.Giờ khỉ có máy tính khổng lồ khó khăn ẩy trở nên vô lớn.Như ngành công nghiệp điện tử khơng giải khó khăn mà họ chi tạo thêm khó khăn mới.Khó khăn mà họ tạo nên chỉnh việc sử dụng sản phẩm họ 1.1 Khái niệm Ctf kiềm thử Kiểm thử phần mềm (software testing) yếu tố góp phần bảo đảm chất lượng phần mềm (SQA), khâu điển hình kiểm sốt đặc tả, thiết lập, lập mã Theo Glen Myers: ‘‘Kiểm thử phẩn mềm trình vận hành chương trình để tìm lỗi” Kiểm thử phần mềm đặt với lý do: Muốn nhận diện phần mềm phần tử hệ thống hoạt động Hạn chế chi phí cho thất bại lỗi gây sau (hiệu quả) Có kế hoạch tốt nâng cao chất lượng suốt trình phất triển (giải pháp) Kiểm thử giữ vai trị lớn q trình phát triển phần mềm Xét theo tiêu chí chi phí kiểm thử chiếm: 40% công sức phát triển; > 30% tổng thời gian phát triển; Với phần mềm có ảnh hưởng tới sinh mạng, chi phí gấp từ đến lần tổng chi phí khác cộng lại Như vây, kiểm thử tốt sẽ: Giảm chi phí phát triển; Tăng độ tin cậy sản phẩm phần mềm Vấn đề đặt cần vận hành phần mềm để: Hiệu suất tìm lỗi cao nhất? Chi phí (thời gian, cơng sức) nhất? Cơng việc trước mắt kiểm thử phần mềm tạo ca kiểm thử để tìm lỗi phần mềm Mục đích cuối kiểm thử phần mềm nhằm có chương trình tốt, chi phí Glen Myers phát biểu số quy tắc giống mục đích kiểm thử: ©Kiểm thử tiến trình thực chương trình với ý định tìm lỗi ©Một ca kiểm thử trường hợp kiểm thử có xác suất cao để tìm lỗi ©Việc kiểm thử thành cơng việc kiểm thử làm lộ lỗi chưa phát Các mục đích dẫn đến thay đổi lớn quan điểm.Chúng ngược lại quan điểm thông thường phép kiểm thử thành công kiểm thử khơng tìm lỗi nào.Mục đích thiết kế ca kiểm thử để làm lộ cách có hệ thống lớp lỗi khác làm với số lượng thời gian cơng sức Nếu kiểm thử tiến hành thành cơng, làm lộ lỗi phần mềm Việc kiểm thử phần mềm làm việc theo đặc tả nên yêu cầu hiệu dường đáp ứng Bên cạnh đó, liệu thu thập việc kiểm thử tiến hành đưa dẫn tốt độ tin cậy phần mềm dẫn phẩm chất phần mềm với tư cách tồn cục Có điều mà kiểm thử khơng thể làm được: Kiểm thử chứng minh việc khiếm khuyết, chứng minh khiếm khuyết phần mềm hữu Khi kiểm thử, người ta đưa khái niệm ca kiểm thử “tốt” “thắng lợi”: Ca kiểm thử tot ca kiểm thử có xác suất cao tìm lỗi Ca kiểm thử thẳng lợi ca kiểm thử làm lộ lỗi Vấn đề đặt chỗ khơng tìm lỗi kết luận phần mềm hồn hảo?Câu trả lời chung chưa hẳn Kiểm thử có nhiều lợi ích, phải kể đến lợi ích quan trọng: Ca kiểm thử thắng lợi làm lộ khiếm khuyết Kiểm thử mang lại lợi ích phụ thuyết minh: + Chức tương ứng với đặc tả, + Thực thi phù hợp yêu cầu đặc tả, + Cung cấp số tin cậy chất lượng Tuy kiểm thử có nhiều lợi ích chưa thể khẳng định phần mềm không khiếm khuyết 1.2 Chiến lược kiểm thử 1.2.1 Khái niệm chiến lược kiểm thử Chiến lược kiểm thử tích hợp kỳ thuật thiết kế ca kiểm thử tạo thành dãy bước nhằm hướng dẫn q trình kiểm thử phần mềm thành cơng Chiến lược kiểm thử đặt với mục tiêu nhằm phác thảo lộ trình để: Nhà phát triển tổ chức việc bảo đảm chất lượng kiểm thử, Khách hàng hiểu công sức, thời gian nguồn lực cần cho kiểm thử Chiến lược kiểm thử cần phải đạt yếu cầu sau: Tích hợp khâu lập kế hoạch, thiết kế ca kiểm thử, tiến hành kiểm thử, thu thập đánh giá thong tin kết Đủ mềm dẻo để cổ vũ óc sáng tạo, đáp ứng nhu cầu khách hàng chứa định nghĩa khác X Một dây chuyền DU sử dụng X ký hiệu là: DU = [ X,S,S’] với X DEF(S) USE(S’), định nghĩa X s sống s\ Chiến lược kiểm thử theo dòng liệu đòi hỏi rằng: DU phủ lần Đánh giá chiến lược theo dịng liệu: kiểm thử DU khơng bảo đảm phủ tất nhánh chương trình; nhiên nhánh không phủ Du kiểm thử Với chiến lược theo dòng liệu, phần lớn trạng thái chương tình kiểm sốt Kiểm thử dịng liệu hữu ích với đường chương trình có chứa câu lệnh if vịng lặp 2.5 Cấu trúc chu trình - giá trị đặc trưng Kiểm thử theo vòng lặp (ỉoop testing) kỳ thuật kiểm thử hộp trắng, tập trung hồn tồn vào tính hợp lệ kết cấu vịng lặp Có loại vịng lặp (đơn, lồng nhau, nối tiếp, phi cấu trúc) Với loại vòng lặp, thường quan tâm đến giá trị lặp: hai giá trị biên giá trị Kiểm thử điều khiển theo vòng lặp đơn dạng một: kiểm tra điều kiện sau thực cơng việc, tiếp, sai quay lại thực cơng việc đó: Hình 2.12 Dạng vòng lặp thứ nhẩt Kiểm thử điều khiển theo vòng lặp đơn dạng hai: kiểm tra điều kiện trước thực cơng việc, thực cơng việc, sai bỏ qua cơng việc đó: Hình 2.13 Dạng vòng lặp thứ hai Các cách chọn giá trị kiểm thử cho vòng lặp đơn: Bỏ qua vòng lặp (0 lần lặp) Chọn giá trị lặp: 1,2 (lặp lần, lặp lần) Chọn giá trị lặp m (lặp m lần với m