CHƢƠNG 2 CÁC KỸ THUẬT KIỂM ĐỊNH PHẦN MỀM
2.3.2 Quy trỡnh kỹ thật kiểm định hộp đen
Quy trỡnh kỹ thuật kiểm định hộp đen là quy trỡnh sử dụng cỏc kỹ thuật kiểm định hộp đen một cỏch hợp lý để kiểm định phần mềm trờn cỏc chức năng của chỳng cú thực hiện theo đỳng đặc tả hay khụng. Để thực hiện kiểm định phần mềm sử dụng cỏc kỹ thuật hộp đen nhằm phỏt hiện lỗi của chƣơng trỡnh trờn cỏc chức năng của chỳng một cỏch hiệu quả nhất, với chi phớ và thời gian tiờu tốn ớt nhất chỳng ta cần cú một quy trỡnh kiểm định hợp lý. Sau đõy là cỏc bƣớc của một quy trỡnh:
Bƣớc 1: Xỏc định yờu cầu kiểm định hộp đen
Trong bƣớc này dựa vào đặc tả của chƣơng trỡnh để xỏc định cỏc chức năng cần kiểm định, xỏc định cỏc miền giỏ trị dữ liệu vào và giỏ trị dữ liệu ra.
Bƣớc 2: Phõn tớch dữ liệu vào ra
Để thiết kế cỏc trƣờng hợp kiểm định cho mỗi chức năng ta phải tiến hành phõn tớch cỏc miền giỏ trị dữ liệu vào và dữ liệu ra bằng cỏch:
- Phõn hoạch miền đầu vào thành cỏc lớp tƣơng đƣơng, hợp lệ hay khụng hợp lệ, cỏc giỏ trị đặc trƣng.
- Xỏc định cỏc giỏ trị biờn và cỏc giỏ trị kề cận trong và ngoài biờn cho cỏc lớp tƣơng đƣơng.
Bƣớc 3: Thiết kế cỏc trƣờng hợp kiểm định
- Dựa vào sự phõn tớch miền giỏ trị, thiết kế cỏc trƣờng hợp kiểm định đại diện cho cỏc lớp tƣơng đƣơng, giỏ trị biờn và kề cận trong và ngoài biờn cũng nhƣ lỗi dự đoỏn theo tri thức và kinh nghiệm.
- Dự kiến kết quả dữ liệu ra bằng việc xõy dựng một bộ oracle kiểm định ở bƣớc tiếp theo là bƣớc thiết kế và lập trỡnh kiểm định.
Bƣớc 4: Thiết kế & lập trỡnh kiểm định hộp đen
- Thiết kế và lập trỡnh giao diện kiểm định: Dựa vào đặc tả yờu cầu để thiết kế giao diện kiểm định, về cơ bản giao diện cú thể biểu diễn đƣợc cho từng trƣờng hợp kiểm định: dữ liệu vào, dữ liệu ra và kết quả đỏnh giỏ dữ liệu ra của chƣơng trỡnh cần kiểm định thực tế cú đỳng nhƣ đặc tả của hệ thống hay khụng.
- Thiết kế và lập trỡnh cấu trỳc bờn trong của chƣơng trỡnh, nhằm đỏp ứng cỏc chức năng đƣợc thiết kế trờn giao diện của chƣơng trỡnh kiểm định.
Trong việc thiết kế & lập trỡnh kiểm định này một bộ oracle kiểm định sẽ đƣợc xõy dựng.
Bƣớc 5: Thực thi kiểm định hộp đen
Tiến hành thực hiện chƣơng trỡnh cần kiểm định lần lƣợt với tất cả cỏc trƣờng hợp kiểm định đó đƣợc thiết kế, bao gồm đƣa vào cỏc giỏ trị dữ liệu vào và cho ra cỏc kết quả dữ liệu ra của từng trƣờng hợp. Sau đú thực thi chƣơng trỡnh kiểm định để tiến hành kiểm tra so sỏnh cỏc kết quả của chƣơng trỡnh cần kiểm định với đặc tả của oracle kiểm định.
Bƣớc 6: Đỏnh giỏ kết quả
- Khảo sỏt cỏc kết quả của cỏc trƣờng hợp kiểm định, so sỏnh kết quả thực thi với đặc tả của oracle kiểm định đỳng hay sai.
Hỡnh 2.12. Cỏc bƣớc của quy trỡnh kiểm định hộp đen.
Vớ dụ minh hoạ
Kiểm định chƣơng trỡnh giải phƣơng trỡnh bậc hai ax2+bx+c, bằng phƣơng phỏp hộp đen. Chỳng ta khụng sử dụng mó nguồn để xỏc định bộ kiểm định, để giải quyết vấn đề này chỳng ta đƣa ra bốn loại của dữ liệu kiểm định:
- Dữ liệu dễ tớnh toỏn. (theo kinh nghiệm) - Dữ liệu đặc trƣng.
- Dữ liệu biờn.
- Dữ liệu khụng hợp lệ.
Áp dụng quy trỡnh kỹ thuật kiểm định hộp đen ta thực hiện nhƣ sau:
Bƣớc 1: Xỏc định yờu cầu kiểm định
Xỏc định yờu cầu kiểm định
Phõn tớch dữ liệu vào, ra
Thiết kế cỏc trƣờng hợp kiểm định
Thiết kế & lập trỡnh kiểm định hộp đen
Thực thi kiểm định hộp đen
Đỏnh giỏ kết quả Bƣớc 1 Bƣớc 2 Bƣớc 3 Bƣớc 4 Bƣớc 5 Bƣớc 6
Để tiến hành kiểm định chƣơng trỡnh giải phƣơng trỡnh bậc hai ta xỏc định yờu cầu cần phải tiến hành khảo sỏt phƣơng trỡnh bậc hai để xỏc định hai nghiệm của phƣơng trỡnh bậc hai ax2+bx+c.
Dễ dàng nhận thấy rằng chỳng ta sẽ thực hiện với cỏc số thực và đƣa ra một thụng bỏo lỗi nếu kết quả là hai nghiệm là số phức (cỏc số này là căn bậc hai của số õm).
Chỳng ta cú thể đƣa ra dữ liệu kiểm định đối với mỗi trƣờng hợp dựa trờn cỏc giỏ trị của biểu thức delta (b2-4ac), bởi vỡ giỏ trị dữ liệu ra phụ thuộc vào kết quả của biểu thức này, nhƣ vậy:
- Dữ liệu vào: gồm ba phần tử (a, b,c) là số thực.
- Dữ liệu ra: gồm hai phần tử (x1, x2) hợp lệ nếu là số thực, và ngƣợc lại là khụng hợp lệ.
Bƣớc 2: Phõn tớch dữ liệu vào, ra
- Lớp dữ liệu dễ tớnh toỏn, dựa theo kinh nghiệm:
Cỏc hệ số a, b, c lần lƣợt theo thứ tự là: 1, 2, 1. Nghiệm hợp lệ. hoặc: 1, 3, 2. Nghiệm hợp lệ. - Lớp dữ liệu đặc trƣng (biểu thức delta dƣơng):
Cỏc hệ số a, b, c lần lƣợt theo thứ tự là: 1, 4, 1. Hai nghiệm hợp lệ. hoặc : 2, 4, 1. Hai nghiệm hợp lệ. - Lớp dữ liệu biờn (biểu thức delta bằng 0):
Cỏc hệ số a, b, c lần lƣợt theo thứ tự là: 2, -4, 2. Nghiệm kộp hợp lệ.
hoặc : 2, -8, 8. Nghiệm kộp hợp lệ.
- Lớp dữ liệu khụng hợp lệ: phộp chia cho 0 (nghiệm khụng xỏc định). Cỏc hệ số a, b, c lần lƣợt theo thứ tự là: 0, 1, 1.
- Lớp dữ liệu khụng hợp lệ: nghiệm phƣơng trỡnh là số phức. Căn bậc hai của một số õm (biểu thức delta cú kết quả õm). Cỏc hệ số a, b, c lần lƣợt theo thứ tự là: 1, 1, 1.
Bƣớc 3: Thiết kế cỏc trƣờng hợp kiểm định
Dựa trờn sự phõn tớch ta cú cỏc trƣờng hợp kiểm định sau: - Dữ liệu dễ tớnh toỏn, dựa theo kinh nghiệm.
Trƣờng
hợp a b c Cỏc nghiệm
1 1 2 1 -1, -1
2 1 3 2 -1, -2
- Dữ liệu đặc trƣng (biểu thức delta dƣơng):
a b c Cỏc nghiệm
3 1 4 1 -3.73205, -0.267949
4 2 4 1 -1.70711, -0.292893
- Dữ liệu biờn (biểu thức delta bằng 0):
a b c Cỏc nghiệm
5 2 -4 2 1, 1
6 2 -8 8 2, 2
- Dữ liệu khụng hợp lệ:
a b c Cỏc nghiệm
7 0 1 1 Phộp chia cho 0 (khụng xỏc định cho phƣơng trỡnh bậc 2).
8 1 1 1 Căn bậc hai của một số õm (số phức), delta
<0.
Bƣớc 4: Thiết kế & lập trỡnh kiểm định hộp đen
* Thiết kế và lập trỡnh giao diện kiểm định: Dựa vào đặc tả, yờu cầu bài toỏn để thiết kế giao diện kiểm định, về cơ bản giao diện cú thể thể hiện:
- Tờn chƣơng trỡnh kiểm định.
- Cỏc trƣờng hợp kiểm định đó thiết kế: Dữ liệu vào a, b, c, dữ liệu ra nghiệm x1, x2 (hoặc thụng bỏo) và kết quả kiểm định của từng trƣờng hợp (đỳng /sai).
Bảng 2.1 Minh hoạ cỏc thụng tin cần cho giao diện chƣơng trỡnh kiểm định hộp đen. Trƣờng hợp Dữ liệu vào (Cỏc hệ số) Dữ liệu ra
(Cỏc nghiệm) Kết quả kiểm định
a b c x1 x2
1 1 2 1 -1 -1 True (false)
.. .. .. .. .. .. ..
8 1 1 1 Căn bậc hai của một số õm ( số phức).
True (false)
* Thiết kế và lập trỡnh cấu trỳc bờn trong của chƣơng trỡnh, nhằm đỏp ứng cỏc chức năng đƣợc thiết kế trờn giao diện của chƣơng trỡnh kiểm định.
Cụ thể chƣơng trỡnh phải đỏp ứng cỏc yờu cầu sau:
- Thực hiện đƣợc lần lƣợt cỏc trƣờng hợp kiểm định trờn. - Nhập dữ liệu vào.
- Giải phƣơng trỡnh bậc hai.
- Xuất dữ liệu ra: là giỏ trị cỏc nghiệm đƣợc lƣu vào file hoặc đƣa ra thụng bỏo.
- Kiểm định: chạy chƣơng trỡnh cần kiểm định, thực hiện lần lƣợt cỏc trƣờng hợp kiểm định đó thiết kế, xuất dữ liệu ra và lƣu giỏ trị cỏc nghiệm này cú thể lƣu vào file, sau đú so sỏnh với kết quả trờn.
- Kết quả kiểm định: đƣa ra giỏ trị đỳng hay sai.
Bƣớc 5: Thực thi kiểm định hộp đen
* Chạy chƣơng trỡnh cần kiểm định, thực hiện lần lƣợt cỏc trƣờng hợp kiểm định đó thiết kế.
- Nhập dữ liệu đầu vào cho từng trƣờng hợp. - Thực thi kết quả.
* Thực thi kiểm định: chƣơng trỡnh tiến hành so sỏnh cỏc kết quả thực thi của chƣơng trỡnh cần kiểm định với dữ liệu đặc tả của bộ kiểm định đƣa ra. Quỏ trỡnh đƣợc thực hiện, cỏc biến hoặc cỏc file chứa dữ liệu ra (cỏc nghiệm) của chƣơng trỡnh giải phƣơng trỡnh cần kiểm định đƣợc gọi đến. Chƣơng trỡnh kiểm định sẽ so sỏnh cỏc biến hoặc cỏc file chứa dữ liệu ra của chƣơng trỡnh cần kiểm định với cỏc biến hoặc cỏc file chứa dữ liệu đặc tả của bộ kiểm định (oracle kiểm định) cho từng trƣờng hợp kiểm định, nghĩa là kiểm tra xem chỳng cú đỳng với đặc tả hay khụng.
Bƣớc 6: Đỏnh giỏ kết quả
Khảo sỏt cỏc kết quả của từng trƣờng hợp kiểm định sau khi thực thi kiểm định, đỳng hay sai, từ đú đƣa ra đỏnh giỏ kết luận về chƣơng trỡnh đó đƣợc kiểm định.