ЛЕКЦИЯ 13. Лекция 13 верификация, тестирование и оценивание корректности программных компонентов
 Скачать 200.7 Kb.
|
|
Первому виду обработки соответствуют исходные данные в критических точках и на границах областей изменения переменных. При таких критических значениях может изменяться маршрут исполнения программы, вследствие чего возможно наибольшее изменение результатов. Поэтому обычно тестирование обработки данных, прежде всего, направлено на проверку исполнения программ при значениях переменных, влияющих на выбор маршрута и логику функционирования программ (стратегия выделения областей переменных). Граничные условия — это ситуации, возникающие в непосредственной близости к границам областей коренного изменения обрабатываемых переменных. Число таких критических значений каждой переменной может быть на несколько порядков меньше, чем число значений по всей внутренней части области изменений этой величины. Большинство критических значений (предикатов) может существенно влиять на результаты и подлежит наиболее тщательному тестированию. В этой части тестирование обработки данных по содержанию близко к тестированию структуры программы (см. п. 13.4). При этом виде тестирования маршруты формируются в процессе анализа и обработки данных на последовательных операторах условий в тексте программы. Набор сочетаний исходных данных в тестах непосредственно влияет на степень охвата тестированием из полного набора участков программы. Путем сопоставления проверенных маршрутов с маршрутами, выделенными по графу программы при различных критериях, можно оценивать достигнутую полноту тестирования модуля и приблизительно степень его корректности. Второму виду обработки соответствуют данные в ограниченной (или неограниченной) области определения, которая может делиться на некоторое множество сопрягающихся областей (подобластей). Изменение данных внутри такой области не влияет на маршрут исполнения программы. Поэтому для проверки функционирования программы из всего множества значений достаточно использовать при тестировании только несколько значений внутри и вблизи границ области. Количество величин, используемых для тестирования при обработке этого вида, может быть на несколько порядков меньше полного числа значений каждой переменной в области. В процессе тестирования проверяется точность осуществляемых вычислений, правильность масштабирования и размерности обрабатываемых величин, корректность формирования логических величин. При этом 410 13.6. Тестирование обработки потоков данных программными компонентами тестирование должно охватывать всю область изменения каждой обрабатываемой переменной и каждой результирующей величины. При анализе обработки данных в пределах областей их определения методы тестирования целесообразно применять упорядоченно в следующей последовательности:
В приведенной последовательности частные методы тестирования позволяют, прежде всего, выявлять первичные ошибки, которые способны искажать результаты в наибольшей степени. При ограниченных ресурсах и такой последовательности тестирования в программе могут оставаться ошибки, наименее влияющие на корректность выходных данных. На основе таких проверок может оцениваться степень охвата тестированием всех условий, определенных в спецификации, и дополнительное тестирование следует проводить только при отдельных недостаточно проверенных входных данных. Тестирование при значениях данных, определяющих маршруты исполнения программы (стратегия областей). Маршруты последовательности обработки данных могут зависеть от любых типов анализируемых величин. Одной из задач тестирования является проверка сопоставимости сравниваемых типов величин и идентичности условий их кодирования (разрядности, масштабов). Критические значения — предикаты, влияющие на выбор маршрутов, во многих случаях не являются фиксированными, а формируются при обработке данных и/или сравнении нескольких переменных. При этом предикаты могут образовываться во всей области изменения каждой из переменных, например, когда они оказываются равными или отличаются на некоторую постоянную величину. Предикаты, определяющие выбор маршрутов исполнения программы, могут формироваться в результате вычислений на линейных участках 411 Лекция 13. Верификация, тестирование и оценивание корректности компонентов программы. Эти участки в среднем невелики и содержат около 5—10 строк текста программы. Каждая ограниченная область исходных данных соответствует определенному маршруту в программе. Граница области определяется интерпретациями предикатов по маршруту и состоит из набора участков границы, каждый из которых определяется единственным, простым предикатом, выбирающим дугу маршрута в графе программы. Каждый участок границы области может быть открытым или закрытым в зависимости от оператора условий в предикате. Закрытый участок границы принадлежит ограничиваемой области и формируется предикатами с операторами <, > или = . Открытый участок границы не входит в состав области и формируется операторами < , > и Ф. Общее число предикатов в маршруте — это верхний предел числа граничных участков области входных переменных данного маршрута, так как некоторые предикаты маршрута могут в действительности не создавать граничных участков. Такие случаи возникают, когда предикат требуется для нескольких путей, и в некоторых из них повторно анализируется на маршруте. Таким образом, программа по отношению к потоку данных может рассматриваться, прежде всего, как выполняющая разделение пространства исходных данных на области, каждая из которых соответствует одному исполняемому маршруту. Ошибки в программе могут быть обусловлены модификацией границы области определенного маршрута, приводящей к расширению или сужению пространства исходных данных соответствующего маршрута. Кроме того, деформация границ областей может приводить к ошибкам уничтожения некоторых областей и потери соответствующих им маршрутов. Причинами таких ошибок могут быть искажения операторов анализа условий или искажения в процессе вычисления значений предикатов при правильном содержании оператора условия. Искажения операторов анализа условий может приводить как к деформации границы области, так и к появлению новых границ или их уничтожению, вследствие чего могут разделяться или сливаться области. Сложность тестов линейно растет с увеличением размерности пространства исходных данных (числа требований или переменных) и с ростом числа предикатов на маршрутах. Для многих типовых модулей сложность тестов оказывается допустимой для практически полной проверки модуля. Ограничения метода проверки областей могут проявляться при 412 13.6. Тестирование обработки потоков данных программными компонентами сложных организациях циклов, когда резко возрастает число маршрутов и анализируемых условий. Тестирование корректности определения и использования данных на маршрутах исполнения программы. Если маршруты исполнения программы соответствуют допустимым областям изменения входных данных, то целесообразно проверять корректность основных операций обработки данных на выделенных маршрутах. Каждая величина на маршруте исполнения программы считывается из памяти, и после использования для вычислений записывается в память ЭВМ для хранения и последующей обработки. Чередование операций чтения и записи переменных может быть нарушено в результате ошибок в программе. Для выявления таких ошибок проводится тестирование корректности записи и считывания реальных данных или статический анализ этих операций по исходному тексту программы. Тестирование корректности обработки каждой переменной и точности результатов вычислений. Когда показано, что сочетания данных и их области определения соответствуют корректному формированию маршрутов в программе, а также нет явных ошибок в последовательностях определения и использования каждой переменной, целесообразно провести тестирование корректности обработки каждой переменной и точности вычислительной части программы. Этот вид тестирования производится преимущественно с вещественными и целыми величинами во внутренней части их областей определения при операциях с фиксированной точкой. Кроме того, может выполняться дополнительный контроль точности вычислений при граничных значениях, ранее использовавшихся для тестирования маршрутов по областям определения. Множество тестовых значений для проверки вычислений при простых числовых переменных целесообразно строить упорядоченно с учетом следующих правил:
413 Лекция 13. Верификация, тестирование и оценивание корректности компонентов
Таким образом, для каждой простой числовой переменной, кроме трех точек вблизи и на границе области определения, обычно необходимо тестирование программы в 3—4 промежуточных и в 2—5 особых точках значений входных данных. При 10 входных переменных и сложных вычислениях в программном модуле для тестирования вычислений может потребоваться до 50 тестовых значений. Группируя и упорядочивая тестовые значения разных переменных, их общее количество можно сократить до 5—10 тестовых наборов. |