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Técnicas de Teste de
                    Software
                 Uma Breve Introdução




Compilado a partir do material original gentilmente cedido pelos professores
Sandra Fabbri (UFSCar) e José Carlos Maldonado (ICMC-USP)
                                                                               1
O Que é Teste de Software


      D          P
                             X


    ?  T




ִInexistência de erro:
   Software é de alta Qualidade?
   T é de baixa Qualidade?



                                    2
Caso de Teste

 Especificação de uma entrada para o programa
e a correspondente saída esperada
      Entrada: conjunto de dados necessários
     para uma execução do programa
      Saída esperada: resultado de uma
     execução do programa (um oráculo é
     esperado)
 Um bom caso de teste tem alta probabilidade
de revelar um erro ainda não descoberto


                                                3
Projeto de Casos de Teste
Projeto de teste pode ser tão difícil quanto o
projeto do próprio produto a ser testado

Poucos programadores/analistas gostam de
teste; menos ainda de projeto de casos de
teste




                                                 4
Técnicas de Projeto de Casos de Teste

   ִ Maneira sistemática e planejada para
    conduzir os testes ( Critérios de Teste )
   ִ Conjunto de Casos de Teste T
    características desejáveis:
     i ) deve ser finito
     ii) o custo de aplicação deve ser razoável




                                                  5
Critérios de Teste
Critério de Teste C
ִObjetivo:
   ... obter, de maneira sistemática um conjunto T de casos de
    teste efetivo quanto à meta principal de teste - revelar a
    presença de erros no programa
Critério de Seleção de Casos de Teste
Critério de Adequação
ִT é C-adequado ⇔ todo elemento requerido por C é
 exercitado por pelo menos um t, t ∈ T




                                                                  6
Técnicas de Teste

          Funcional
          Estrutural
          Baseada em Erros


 A diferença está na fonte utilizada para
   estabelecer os requisitos de teste


O importante não é definir qual usar, mas
 saber usá-las de forma complementar

                                            7
Técnicas de Teste

Funcional ou Teste Caixa Preta
ִbaseada na especificação do software


Estrutural ou Teste Caixa Branca
ִbaseada numa implementação em particular


Baseada em Erros
ִbaseada nos erros típicos e comuns
 cometidos durante o desenvolvimento



                                            8
Teste Funcional
Os requisitos de teste são extraídos da
especificação do software
Aborda o software de um ponto de vista
macroscópico
Problema:
ִDificuldade em quantificar a atividade de teste - não
 se pode garantir que partes essenciais ou críticas do
 software foram executadas
Critérios:
ִParticionamento de Equivalência
ִAnálise do Valor Limite
ִGrafo Causa-Efeito
                                                         9
Particionamento de Equivalência
Descrição:
ִdivide o domínio de entrada em classes ou partições de
 equivalência que, de acordo com a especificação do
 programa, são tratadas da mesma maneira
ִAs classes, que podem ser válidas ou inválidas, são
 definidas de acordo com as seguintes diretrizes:
   se a condição de entrada especifica um intervalo, são definidas
    uma classe válida e duas inválidas
   se a condição de entrada especifica um membro de um conjunto,
    são definidas uma classe válida e uma inválida
   se a condição de entrada for booleana, são definidas uma classe
    válida e uma inválida



                                                                      10
Particionamento de Equivalência
Aplicação:
ִde acordo com sua especificação existem, basicamente,
 quatro entradas:
   um inteiro positivo (entre 1 e 20 ⇒ 3 partições)
   uma cadeia de caracteres
   um caractere a ser procurado
   a opção por procurar por mais caracteres (duas partições: uma
    para “s” e outra para “n”)
ִo domínio de saída consiste de duas respostas, que
 levam a outra divisão do domínio de entrada:
   a posição na qual o caractere foi encontrado na string (caractere
    de entrada pertencente à string)
   uma mensagem declarando que ele não foi encontrado
    (caractere de entrada não pertencente à string)

                                                                        11
Particionamento de Equivalência


Dados de teste para o Teste de Particionamento de Equivalência

       entrada                          saída esperada
x      a         c    resposta

34                               entre com um inteiro entre 1 e 20
0                                entre com um inteiro entre 1 e 20
3      abc       c               o caractere c aparece na posição 3
                        s
                 k               o caractere k não ocorre na string fornecida

                        n




                                                                                12
Particionamento de Eqüivalência
Observação:
ִreduz o tamanho do domínio de entrada
ִconcentra-se em criar dados de teste baseados
 unicamente na especificação
ִé especialmente adequado para aplicações em que as
 variáveis de entrada podem ser facilmente identificadas e
 podem ter valores distintos
ִproblemas:
   embora a especificação possa sugerir que um grupo de dados
    seja processado de forma idêntica, isso pode não ocorrer
   a técnica não fornece um guia para a determinação dos dados de
    teste



                                                                 13
Análise do Valor Limite
Descrição:
ִcomplementa o Particionamento de Equivalência
ִcoloca sua atenção em uma fonte propícia a erros – os
 limites de uma classe ou partição de equivalência



                 Partição de Equivalência



                         Limites




                                                         14
Análise do Valor Limite
     Aplicação:
      ִos valores inteiros 0, 1, 20 e 21
      ִencontrar o caractere na primeira e na última posição da
       cadeia de caracteres
Dados de teste para o Teste de Análise do Valor Limite
           entrada                                 saída esperada
 x          a              c   resposta

 21                                       entre com um inteiro entre 1 e 20
 0                                        entre com um inteiro entre 1 e 20
 1          a              a              o caractere a aparece na posição 1
                                 s
                           x              o caractere x não ocorre na string fornecida
                                 n

 20 abcdefghijklmnopqrst   a              o caractere a aparece na posição 1
                                 s
                           t              o caractere t aparece na posição 20
                                 n

                                                                                         15
Teste Estrutural
Os requisitos de teste são extraídos de uma
implementação em particular

Teste dos detalhes procedimentais

A maioria dos critérios dessa técnica utiliza
uma representação conhecida do programa
como grafo de programa ou grafo de fluxo de
controle



                                                16
Teste Estrutural

  Teste Baseado em                Teste Baseado em
  Fluxo de Controle                Fluxo de Dados
Critérios:                      Critério:
 ִ Teste de Comandos             ִ Todos-usos
 ִ Teste de Ramos
 ִ Caminho DD
 ִ Teste de Condição
 ִ Teste de Decisão/Condição
 ִ Teste de Condição Múltipla
 ִ Teste do Caminho Básico
 ִ Teste de Caminho




                                                     17
Teste Estrutural

Grafo de Fluxo de Controle ou Grafo de Programa

consiste de nós conectados por arcos com setas que
mostram sua direção
os nós representam blocos de comandos
 ִbloco de comando: é um conjunto de comandos tal que se o primeiro
  comando for executado, então todos os comandos subseqüentes
  também o serão
os arcos indicam precedência, ou transferência de controle
essa representação permite que o programa seja
examinado independentemente de sua função


                                                                      18
Teste Estrutural

Construções Básicas do Grafo de Fluxo de Controle



seqüência   if        while   repeat      case




                                                    19
Teste Estrutural

Exemplo de Construção do Grafo de Fluxo de Controle


          início
                    leia nro
                                                1
                    raiz = raiz-quadrada(nro)
                    escreva raiz
          fim




                   Programa com um caminho




                                                      20
Teste Estrutural

      Exemplo de Construção do Grafo de Fluxo de Controle


início
                        1
         leia nro                                         1

         se nro > 0
                  raiz = raiz-quadrada(nro)   2
                                                      2       3
                  escreva raiz
         senão
                  escreva mensagem de erro        3       4

         fim-se
                   4
fim



                        Programa com dois caminhos


                                                                  21
Teste Estrutural

 Exemplo de Construção do Grafo de Fluxo de Controle

início                        1                           1
         leia nro
         enquanto nro ≠ 0 2                               2
             se nro > 0          3

                    raiz = raiz-quadrada(nro) 4           3
                    escreva raiz
             senão                                    4       5
                    escreva mensagem de erro      5

             fim-se       6                               6
             leia nro
         fim-enqto                                        7
                       7
fim

                           Programa com loop

                                                                  22
Teste Estrutural
1 program exemplo(input, output);
2 var a: array[1..20] of char;                    Programa com
3 x, i: integer;
4 c, resposta: char;                              blocos marcados
5 achou: boolean;
6 begin
7   writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’);         1
8   readln (x);
                                            2
9   while (x < 1) or (x > 20) do
10        begin
11           writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’);         3
12           readln (x)
13        end;
14 writeln (‘digite’, x, ‘caracteres’); 4
15 for i := 1 to x do                  5
16                read (a[ i ]); 6
17 readln;         7
18 repeat
19         writeln (‘digite o caracter a ser pesquisado: ‘);
                                                                   8
20             readln (c);
21             achou := FALSE;
22             i := 1;
23             while (not(achou)) and (i <= x) do         9
24                begin
                                                 10
25                    if a[ i ] = c then
26                             achou := TRUE        11
27                    else
                                              12
28                             i := i + 1
29                end;          13
30                if achou then          14
31                     writeln (‘o caracter ’, c, ‘ aparece na posicao’, i) 15
32                else
33                     writeln (‘o caracter ’, c, ‘ não ocorre na string fornecida’);   16
34                writeln;
35                writeln (‘deseja fazer a procura para outro caracter? [s/n]’);
                                                                                        17
36                readln (resposta);
37 until (resposta = ‘n’) or (resposta = ‘N’);
38 end.                 18                                                                   23
Teste Estrutural                                                                                 1
                                                                                                                             a

                                                                                                                             2

1 program exemplo(input, output);                                                                                            b            c
                                                                                                                 d
2 var a: array[1..20] of char;                    Programa com                                                               3
3 x, i: integer;
4 c, resposta: char;                              blocos marcados
5 achou: boolean;
                                                                                                                             4
6 begin
                                                           1
                                                                                             Grafo de fluxo                      e
7   writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’);
8   readln (x);
                                            2
                                                                                             de controle                     5
9   while (x < 1) or (x > 20) do
10        begin                                                                                                          f            g
11           writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’);         3
12           readln (x)                                                                                          h           6
13        end;
14 writeln (‘digite’, x, ‘caracteres’); 4
15 for i := 1 to x do                  5                                                                                     7
16                read (a[ i ]); 6                                                                                                i
17 readln;         7
18 repeat                                                                                                                    8
19         writeln (‘digite o caracter a ser pesquisado: ‘);
                                                                   8                                                              j
20             readln (c);
21             achou := FALSE;                                                                                               9
22             i := 1;
23             while (not(achou)) and (i <= x) do         9                                             r                        k
24                begin                                                                                              l       10           m        p
                                                 10
25                    if a[ i ] = c then
26                             achou := TRUE        11                                                          11                            12
27                    else                                                                                           n                    o
                                              12                                                                             13
28                             i := i + 1                                                                   q
29                end;          13
30                if achou then          14
                                                                                                                     s       14           t
31                     writeln (‘o caracter ’, c, ‘ aparece na posicao’, i) 15
32                else                                                                                          15                            16
33                     writeln (‘o caracter ’, c, ‘ não ocorre na string fornecida’);   16
                                                                                                                     u       17               v
34                writeln;
35                writeln (‘deseja fazer a procura para outro caracter? [s/n]’);                                                  w
                                                                                        17
36                readln (resposta);
37 until (resposta = ‘n’) or (resposta = ‘N’);                                                                               18
38 end.                 18                                                                                                                             24
Teste de Comandos
Descrição:
ִEstabelece como requisito de teste que sejam
 executados todos os comandos do programa ao menos
 uma vez
Aplicação:
ִé necessário concentrar-se nos comandos que são
 controlados por condições
ִfornecer um valor para x que esteja fora do intervalo para
 forçar a execução dos comandos no loop (linhas 11-12)
ִquando x está dentro do intervalo, ele será no mínimo 1 e
 o comando dentro do for (linha 16) será executado


                                                          25
Teste de Comandos
Aplicação (cont.):
ִo comando if (linha 25) precisa ser executado, com as
 alternativas then e else (linhas 26 e 28) ⇒ procurar por
 um caractere que esteja na cadeia e que force a procura
 dentro dela
ִa entrada no while (linha 23) é garantida
ִo comando if (linha 30) precisa ser executado, com as
 alternativas then e else (linhas 31 e 33) ⇒ um caractere
 que pertença e outro que não pertença à cadeia
 (combinando com o if anterior ⇒ uma cadeia de
 caracteres a, de um caractere e valores para a variável c
 que ocorra e que não ocorra em a)
ִpor fim, é preciso terminar o loop para executar o
 comando end
                                                             26
Teste de Comandos

Dados de teste para o Teste de Comandos (suíte 1)
            entrada                        saída esperada
 x    a         c     resposta

 25                              entre com um inteiro entre 1 e 20
 3    abc      b                 o caractere b aparece na posição 2
                        n

 25                              entre com um inteiro entre 1 e 20
 3    abc      d                 o caractere d não ocorre na string fornecida
                        n

Observação:
ִé o nível mínimo de cobertura esperado no teste
 estrutural


                                                                                27
Teste de Comandos

 Dados de teste para o Teste de Comandos (suíte 2)

          entrada                        saída esperada
 x    a       c     resposta

 25                            entre com um inteiro entre 1 e 20
 1    x      x                 o caractere x aparece na posição 1
                      s
             a                 o caractere a não ocorre na string fornecida
                      n



Observação:
ִA busca de um caractere que não existe pode ser feita
 na mesma execução do programa


                                                                              28
Teste de Ramos
Descrição:
ִEstabelece como dados de teste exercitar todas as
 saídas verdadeiro e falso de todas as decisões
Aplicação:
ִé conveniente observar o grafo do programa
ִobservando o grafo, é necessário gerar dados de teste
 que causem as duas saídas verdadeiro e falso que
 ocorrem nos nós 2, 5, 9, 10, 14 e 17
ִpara o nó 2, um valor da variável x menor que 1 ou maior
 que 20 causa a saída pelo ramo verdadeiro e um valor de
 x dentro desse intervalo causa a saída pelo ramo falso
ִo nó 5, comando for (linha 15), terá as saídas verdadeiro
 e falso, desde que o valor de x seja ao menos 1 (e terá
 que ser para chegar nesse ponto)                          29
Teste de Ramos
Aplicação (cont.):
ִpara o nó 9, loop while (linha 23), a saída verdadeiro
 (arco k) é garantida devido aos comandos das linhas 21 e
 22; a saída falso (arco q) é garantida ou quando o
 caractere que está sendo procurado é encontrado ou
 quando o final da cadeia é encontrado
ִo nó 10, if (linha 25), requer uma comparação que
 encontre o caractere que está sendo procurado (arcos l,
 n) e uma outra que cause o incremento de i (arcos m, o)
ִo nó 14 (linha 30) precisa de um caractere que seja
 encontrado e um outro que não seja encontrado
ִo nó 17 requer pelo menos mais uma iteração do loop
 repeat (arco r) antes que o final do programa seja
 encontrado (arco w)
                                                        30
Teste de Ramos
 Dados de teste para o Teste de Ramos
          entrada                        saída esperada
 x    a       c     resposta

 25                            entre com um inteiro entre 1 e 20
 1    x       x                o caractere x aparece na posição 1
                      s
              a                o caractere a não ocorre na string fornecida
                      n



Observação:
ִ O conjunto de dados de testes é o mesmo da Suíte 2 do Teste de
 Comandos
ִ Note que suíte 1 do Teste de Comandos não satisfaz o Teste de
 Ramos
ִ No Teste de Ramos, a execução do loop repeat é obrigatória !

                                                                              31
Teste de Condição
Descrição:
ִEstabelece os requisitos de teste tal que todas as
 condições em uma decisão requeiram as duas saídas,
 verdadeiro e falso, se for possível, ao menos uma vez
Aplicação:
ִé necessário considerar todos os nós identificados no
 Teste de Ramos, mas neste caso, devem ser
 consideradas todas as condições das decisões
ִno loop while (linha 9), tem-se uma decisão com duas
 condições: while (x<1) or (x>20) do
   valores de x: 0 e 21 obtém-se a cobertura das condições
    se x=0 então a primeira condição é verdadeira e a segunda é
    falsa; se x=21 então a primeira condição é falsa e a segunda é
    verdadeira
                                                                     32
Teste de Condição
Aplicação (cont.):
ִé necessário gerar um outro valor para x que esteja
 dentro do intervalo, de forma que seja possível a
 execução do resto do programa
ִesse valor pode ser determinado pelo requisito imposto
 pela outra condição do programa, que corresponde ao
 loop for do comando: for i:=1 to x do
   para uma saída verdadeira a variável i deve ser menor ou igual a
    x; para uma saída falsa a variável i deve ser maior que x. Como x
    é pelo menos 1 para se chegar nessa parte do programa, o for é
    executado até que i seja maior que x




                                                                        33
Teste de Condição
Aplicação (cont.):
ִloop while, linha 23 (nó 9): while (not(achou))and(i<=x)
 do
   as duas condições nessa decisão são verdadeiras quando se
    entra nesse loop
   Para torná-las com valor falso, é preciso prever as duas
    alternativas, ou seja, o caso de um caractere que pertença à
    string e o caso de um caractere que não pertença
ִessas duas alternativas geram também os valores
 verdadeiro e falso para os comandos if da linha 25 e if
 da linha 30
ִa última decisão a ser considerada é o comando until da
 linha 37 (nó 17): until (resposta = ‘n’) or (resposta = ‘N’)
   quando é fornecido o valor ‘n’, a primeira condição é verdadeira e
    a segunda é falsa; quando é fornecido o valor ‘N’, a primeira é
    falsa e a segunda é verdadeira (executar o programa duas vezes) 34
Teste de Condição
Dados de teste para o Teste de Condição

         entrada                saída esperada
x    a    c    resposta

21                         entre com um inteiro entre 1 e 20
0                          entre com um inteiro entre 1 e 20
1    x     x               o caractere x aparece na posição 1
                 n

1    x     a               o caractere a não ocorre na string fornecida
                 N


Observação:
ִo Teste de Condição pode não satisfazer o Teste de
 Ramos
ִneste caso, o loop do repeat não é executado
                                                                          35
Teste do Caminho Base
Descrição:
ִesse critério fornece uma maneira de determinar um conjunto básico
  de caminhos linearmente independentes, de modo que executando-
  os garante-se a execução de todos os comandos ao menos uma vez
ִEsse número é determinado pela fórmula da Complexidade
  Ciclomática de Mc’Cabe
ִ           V(G) = a – n + 2      ou
ִ           V(G) = P + 1          ou
ִ           V(G) = no. de regiões
ִsendo:
   G: um grafo direcionado
   a: arestas (ramos)
   n: nós
   P: no. de nós predicativos
ִUm caminho linearmente independente é aquele que contém ao
 menos um novo nó
                                                                      36
Teste do Caminho Base
Aplicação:
ִV(G) = 23 - 18 + 2 = 7
ִV(G) = 6 +1 = 7
ִV(G) = no. de regiões = 7
ִa partir desse número deve-se escolher 7 caminhos
 linearmente independentes do grafo:
   1.   1-2-4-5-7-8-9-14-15-17-18
   2.   1-2-4-5-7-8-9-14-16-17-18
   3.   2-3-2
   4.   5-6-5
   5.   9-10-11-13-9
   6.   9-10-12-13-9
   7.   8-9-14-15-17-8

                                                     37
Teste do Caminho Base                            1
                                                              a

Aplicação:                                                2
                                                              b           c
                                              d
ִa partir desse número deve-se                            3


 escolher 7 caminhos linearmente                          4
                                                              e
 independentes do grafo:                                  5
                                                                      g
   1.   1-2-4-5-7-8-9-14-15-17-18            h
                                                      f
                                                          6
   2.   1-2-4-5-7-8-9-14-16-17-18
                                                          7
   3.   2-3-2                                                    i

   4.   5-6-5                                            8
                                                                  j
   5.   9-10-11-13-9                                     9
                                     r                            k
   6.   9-10-12-13-9                             l       10              m         p

   7.   8-9-14-15-17-8                      11
                                                  n                       o
                                                                              12
                                                          13
                                         q

                                                  s       14              t
                                             15                                16
                                                  u       17                  v
                                                                  w
                                                          18
                                                                                        38
Teste do Caminho Base
Observação:
ִesse conjunto é conhecido como conjunto base a partir
 do qual qualquer outro caminho pode ser construído
ִPor exemplo, o caminho:
   1-2-3-2-4-5-6-5-6-5-7-8-9-10-11-13-9-14-15-17-18
ִé uma combinação dos caminhos 1, 3, 4 (2 vezes) e 5
ִneste caso, o conjunto de dados de teste é o mesmo do
 Teste de Ramos




                                                         39
Teste de Fluxo de Dados

Descrição:
ִestabelece requisitos de teste que seguem o modelo de
 dados usados dentro do programa
ִcada ocorrência de uma variável dentro de um programa
 pode ser classificada como sendo uma das seguintes:
   def: definição
   c-use: uso-computacional
   p-use: uso-predicativo




                                                         40
Teste de Fluxo de Dados

ִ definição: quando uma variável é definida através de
 uma leitura ou quando ela aparece do lado esquerdo de
 um comando de atribuição, isto é, é dado um valor à
 variável
ִ uso-computacional: quando a variável é usada na
 avaliação de uma expressão ou em um comando de
 saída
ִ uso-predicativo: quando a variável ocorre em um
 predicado e portanto, afeta o fluxo de controle do
 programa



                                                         41
Teste de Fluxo de Dados
Aplicação:
ִseja a aplicação do critério de fluxo de dados:
 todos-usos (uso inclui c-uso e p-uso)
ִa idéia é identificar e classificar todas as ocorrências de
 variáveis no programa e então gerar, para cada variável,
 dados de teste de modo que todas as definições e usos
 (denominado par d-u) sejam exercitados
ִas variáveis que precisam ser consideradas são: x, i, c,
 achou, resposta e o vetor a
ִpara cada uma dessas variáveis constrói-se uma tabela
 de pares d-u



                                                               42
Teste de Fluxo de Dados

Pares d-u da variável x

 par d-u   d     u
                          Requisitos de teste:
   1       8     9        1) um valor válido de x é fornecido na
   2       8    14        primeira entrada (input), e então é
   3       8    15        usado dentro do programa
   4       8     23
   5       12    9        2) um valor inválido de x seguido por
   6       12   14        um valor válido, que é usado
   7       12   15        subseqüentemente
   8       12    23




                                                                   43
Teste de Fluxo de Dados

Pares d-u da variável i   Requisitos de teste:
                          1) o par d-u 1 é satisfeito lendo-se pelo
par d-u    d        u
                          menos um valor no vetor
  1        15       16    2) os pares 2 e 3 serão cobertos
  2        22       23    automaticamente
  3        22       25
  4        22       28    3) o par 4 é exercitado quando a procura
  5        22       31    do caractere não obtém sucesso no
  6        28       23    primeiro elemento do vetor
  7        28       25
  8        28       28    4) o par 5, por outro lado, é o resultado de
  9        28       31    uma procura com sucesso no primeiro
                          elemento do vetor
                          5) os pares 6 a 9 são exercitados por uma
                          futura procura sem sucesso seguida por
                          uma procura com sucesso

                                                                         44
Teste de Fluxo de Dados

 Pares d-u da variável c
                              Requisitos de teste:
  par d-u   d     u
                              para a variável c:
    1       20    25
    2       20    31          1) encontrando-se com sucesso o
    3       20    33          caractere c no vetor
                              2) não encontrando o caractere c no vetor

Pares d-u da variável achou
  par d-u   d      u          para a variável achou: similar à c
    1       21    23
    2       21    30
    3       26    23
    4       26    30




                                                                          45
Teste de Fluxo de Dados

Pares d-u da variável resposta   Requisitos de teste:
     par d-u   d      u
                                 para a variável resposta:
      1        36    37
                                 1) fornecendo um valor ‘s’




  Pares d-u da variável a
                                 para a variável a:
     par d-u   d     u
                                 o vetor é tratado como uma variável
       1       16    25          simples
                                 ele é exercitado pela execução normal do
                                 programa




                                                                            46
Teste de Fluxo de Dados

    Dados de teste para o Teste de Fluxo de Dados

                entrada              saída esperada
x         a          c    resposta

1         D         D                o caractere D aparece na posição 1
                          n

21                                   entre com um inteiro entre 1 e 20
3         XYZ       Z                o caractere Z aparece na posição 3
                          y
                    a                o caractere a não ocorre na string fornecida
                          n




                                                                                    47
Teste Baseado em Erros

Os requisitos de teste são estabelecidos com
base nos erros típicos e comuns cometidos
durante o desenvolvimento do software

Critério:
ִAnálise de Mutantes




                                               48
Análise de Mutantes
Descrição:
                        opn


                P
                         op2                 Mutantes
                        op1

 operadores                                     Hipóteses:
 de mutação
                                                1) programador competente

                    T                           2) efeito de acoplamento


        escore de mutação =          # mutantes mortos
                               # mutantes gerados não equivalentes


                                                                            49
Análise de Mutantes
Garantir a ausência de determinados tipos de
defeitos
Considerando todos os programas Q, é possível
provar a correção de P
                            T



                 P                     Q
                                           t∈T
                     P(t)   ≠   Q(t)



                                                 50
Análise de Mutantes

É impraticável executar e comparar todos os
programas Q
Estabelece-se então uma vizinhança Φ(P)
que contém apenas um conjunto finito de
programas
Esses programas contêm pequenos desvios
sintáticos que representam defeitos simples




                                              51
Análise de Mutantes

          Q01   Q02   Q... Q... Q... Q... Q...
          Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q...
          Q... Q... Q...        Q... Q... Q...   Φ(P)
          Q... Q... Q...   P    Q... Q... Q...
          Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q...
          Q... Q... Q... Q... Q... Q...    Qn


∃ t ∈ T | ∀ Q, P(t) ≠ Q(t) ⇒ que P não contém os tipos de
defeitos representados pelos programas Q


                                                            52
Análise de Mutantes

Hipótese do Programador Competente
Programadores experientes escrevem programas corretos ou
muito próximos do correto.




Efeito de Acoplamento
Casos de teste capazes de revelar erros simples são tão
sensíveis que, implicitamente, também são capazes de revelar
erros mais complexos.




                                                               53
Análise de Mutantes

Os operadores de mutação determinam o
tipo de alteração sintática que deve ser feita
para a criação dos mutantes
ִIntroduzir pequenas alterações semânticas
 através de pequenas alterações sintáticas que
 representam defeitos típicos
Operadores dependem da linguagem alvo
ִFORTRAN (22 operadores) C (71 operadores)




                                                 54
Análise de Mutantes

Exemplos de operadores de mutação
ִRetira um comando de cada vez do programa
ִTroca operador relacional por operador relacional
ִTroca o comando while por do-while
ִInterrompe a execução do laço após duas execuções
ִTroca constante por constante
ִRequer valor negativo, positivo e zero para cada
 referência escalar




                                                     55
Análise de Mutantes

Dados P e T
Passos para a Aplicação da Análise de Mutantes
ִP é executado com os casos de teste de T
ִMutantes são gerados
ִMutantes são executados com os casos de teste de T
ִMutantes são analisados




                                                      56
Análise de Mutantes
Aplicação:
ִConsidere o trecho do programa e o conjunto de teste
 obtido para o Teste de Ramos
                   M
                   21   achou := FALSE;
                   22   i := 1;
                   23   while (not(achou)) and (i <= x) do
                   24   begin
                   25       if a[ i ] = c then
                   26          achou := TRUE
                   27      else
                   28          i := i + 1
                   29   end;
                   M




               entrada                saída esperada
     x    a    c    resposta
     25                               entre com um inteiro entre 1 e 20
     1    x    x                      o caractere x aparece na posição 1
                        s
               a                      o caractere a não ocorre na string fornecida
                        n

                                                                                     57
Análise de Mutantes
Aplicação:
ִMutante 1: alteração na linha 21

    de: achou := FALSE
   para: achou := TRUE

      • considere agora que o mutante seja re-executado com os
        dados de teste obtidos para o Teste de Ramos
      • a saída gerada seria: “o caractere a aparece na posição 1”
        em vez de: o caractere a não ocorre na string fornecida
      • mutante seria morto por esse conjunto de dados de teste




                                                                     58
Análise de Mutantes
Aplicação:
ִMutante 2: alteração na linha 22

    de: i := 1
   para: x := 1

      • considere agora que o mutante seja re-executado com os
        dados de teste obtidos para o Teste de Ramos
      • o erro não é revelado; o mutante continua vivo pois a saída
        gerada por ele é igual à saída gerada pelo programa original,
        uma vez que a string é de tamanho 1 e o loop while da linha
        23 executa exatamente uma vez (somente se o for sair com
        i=1)
      • para matar esse mutante deve-se criar um caso de teste que
        possua uma string de tamanho maior que 1 e assim, qualquer
        caractere da posição 2 em diante será considerado como não
        pertencente à string, mesmo que faça parte dela

                                                                    59
Análise de Mutantes
Aplicação:
ִMutante 2: novos dados de teste para ser morto


   Dado de teste que mata o mutante 2

               entrada            saída fornecida pelo mutante
     x    a     c   resposta

     3   xCv   x                  o caractere x aparece na posição 1
                       y
               v                  o caractere v não ocorre na string fornecida
                       y
               C                  o caractere C não ocorre na string fornecida
                       n


 Obs: se o programa original fosse executado com esses dados, os caracteres v
 e C seriam encontrados nas posições 3 e 2 respectivamente.



                                                                                 60
Análise de Mutantes
Aplicação:
ִMutante 3: alteração na linha 28
    de: i := i + 1
   para: i := i + 2

      • considere agora que o mutante seja re-executado com os
        dados de teste obtidos para o Teste de Ramos
      • o erro não é revelado; o mutante continua vivo pois a saída
        gerada por ele é igual à saída gerada pelo programa original,
        uma vez que a string é de tamanho 1 e o loop while da linha
        23 executa exatamente uma vez (o incremento de 2 não será
        executado)
      • para matar esse mutante deve-se criar um caso de teste que
        possua uma string de tamanho maior que 1 e, além disso, é
        necessário procurar por um caractere nas posições pares da
        string
                                                                        61
Análise de Mutantes
Aplicação:
ִMutante 3: novos dados de teste para ser morto


   Dado de teste que mata o mutante 3

             entrada            saída fornecida pelo mutante
   x    a     c   resposta

   3   xCv   x                  o caractere x aparece na posição 1
                     y
             v                  o caractere v aparece na posição 3
                     y
             C                  o caractere C não ocorre na string fornecida
                     n



   Obs: Se o programa original fosse executado com esse dado de teste, o
   caractere C seria encontrado na posição 2


                                                                               62
Análise de Mutantes
Observação:
ִTeste de Mutação consegue mostrar a ausência de erros
 particulares, pois ao matar os mutantes está sendo
 mostrado que o programa original não possui aquele erro
ִesse critério força o testador a analisar cuidadosamente
 o programa, uma vez que ele precisa criar dados de teste
 que exponham os erros introduzidos
ִdesvantagem:
   ele é computacionalmente caro devido ao grande número de
    mutantes gerados e o tempo e recurso usados para compilar e
    executar todos eles




                                                                  63
Estratégias de Teste

Aspectos genéricos das Estratégias de Teste
ִa atividade de teste inicia-se no nível de módulos e
 caminha na direção da integração de todo o sistema
ִdiferentes técnicas de teste são apropriadas para
 diferentes situações
ִa atividade de teste, em geral, é realizada pela equipe de
 desenvolvimento e, no caso de grandes projetos, por um
 grupo de teste independente
ִas atividades de teste e depuração são atividades
 diferentes, mas a depuração é necessária em qualquer
 estratégia de teste


                                                              64
Estratégias de Teste

Relação entre o processo de desenvolvimento e
           uma estratégia de teste


Engenharia de Sistema    S

            Requisitos   R
               Projeto   P

               Código    C
                         U    Teste de Unidade
                         I    Teste de Integração
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                         TS   Teste de Sistema




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Validação e Testes de Software - MOD2

  • 1. Técnicas de Teste de Software Uma Breve Introdução Compilado a partir do material original gentilmente cedido pelos professores Sandra Fabbri (UFSCar) e José Carlos Maldonado (ICMC-USP) 1
  • 2. O Que é Teste de Software D P X ? T ִInexistência de erro: Software é de alta Qualidade? T é de baixa Qualidade? 2
  • 3. Caso de Teste Especificação de uma entrada para o programa e a correspondente saída esperada Entrada: conjunto de dados necessários para uma execução do programa Saída esperada: resultado de uma execução do programa (um oráculo é esperado) Um bom caso de teste tem alta probabilidade de revelar um erro ainda não descoberto 3
  • 4. Projeto de Casos de Teste Projeto de teste pode ser tão difícil quanto o projeto do próprio produto a ser testado Poucos programadores/analistas gostam de teste; menos ainda de projeto de casos de teste 4
  • 5. Técnicas de Projeto de Casos de Teste ִ Maneira sistemática e planejada para conduzir os testes ( Critérios de Teste ) ִ Conjunto de Casos de Teste T características desejáveis: i ) deve ser finito ii) o custo de aplicação deve ser razoável 5
  • 6. Critérios de Teste Critério de Teste C ִObjetivo: ... obter, de maneira sistemática um conjunto T de casos de teste efetivo quanto à meta principal de teste - revelar a presença de erros no programa Critério de Seleção de Casos de Teste Critério de Adequação ִT é C-adequado ⇔ todo elemento requerido por C é exercitado por pelo menos um t, t ∈ T 6
  • 7. Técnicas de Teste Funcional Estrutural Baseada em Erros A diferença está na fonte utilizada para estabelecer os requisitos de teste O importante não é definir qual usar, mas saber usá-las de forma complementar 7
  • 8. Técnicas de Teste Funcional ou Teste Caixa Preta ִbaseada na especificação do software Estrutural ou Teste Caixa Branca ִbaseada numa implementação em particular Baseada em Erros ִbaseada nos erros típicos e comuns cometidos durante o desenvolvimento 8
  • 9. Teste Funcional Os requisitos de teste são extraídos da especificação do software Aborda o software de um ponto de vista macroscópico Problema: ִDificuldade em quantificar a atividade de teste - não se pode garantir que partes essenciais ou críticas do software foram executadas Critérios: ִParticionamento de Equivalência ִAnálise do Valor Limite ִGrafo Causa-Efeito 9
  • 10. Particionamento de Equivalência Descrição: ִdivide o domínio de entrada em classes ou partições de equivalência que, de acordo com a especificação do programa, são tratadas da mesma maneira ִAs classes, que podem ser válidas ou inválidas, são definidas de acordo com as seguintes diretrizes: se a condição de entrada especifica um intervalo, são definidas uma classe válida e duas inválidas se a condição de entrada especifica um membro de um conjunto, são definidas uma classe válida e uma inválida se a condição de entrada for booleana, são definidas uma classe válida e uma inválida 10
  • 11. Particionamento de Equivalência Aplicação: ִde acordo com sua especificação existem, basicamente, quatro entradas: um inteiro positivo (entre 1 e 20 ⇒ 3 partições) uma cadeia de caracteres um caractere a ser procurado a opção por procurar por mais caracteres (duas partições: uma para “s” e outra para “n”) ִo domínio de saída consiste de duas respostas, que levam a outra divisão do domínio de entrada: a posição na qual o caractere foi encontrado na string (caractere de entrada pertencente à string) uma mensagem declarando que ele não foi encontrado (caractere de entrada não pertencente à string) 11
  • 12. Particionamento de Equivalência Dados de teste para o Teste de Particionamento de Equivalência entrada saída esperada x a c resposta 34 entre com um inteiro entre 1 e 20 0 entre com um inteiro entre 1 e 20 3 abc c o caractere c aparece na posição 3 s k o caractere k não ocorre na string fornecida n 12
  • 13. Particionamento de Eqüivalência Observação: ִreduz o tamanho do domínio de entrada ִconcentra-se em criar dados de teste baseados unicamente na especificação ִé especialmente adequado para aplicações em que as variáveis de entrada podem ser facilmente identificadas e podem ter valores distintos ִproblemas: embora a especificação possa sugerir que um grupo de dados seja processado de forma idêntica, isso pode não ocorrer a técnica não fornece um guia para a determinação dos dados de teste 13
  • 14. Análise do Valor Limite Descrição: ִcomplementa o Particionamento de Equivalência ִcoloca sua atenção em uma fonte propícia a erros – os limites de uma classe ou partição de equivalência Partição de Equivalência Limites 14
  • 15. Análise do Valor Limite Aplicação: ִos valores inteiros 0, 1, 20 e 21 ִencontrar o caractere na primeira e na última posição da cadeia de caracteres Dados de teste para o Teste de Análise do Valor Limite entrada saída esperada x a c resposta 21 entre com um inteiro entre 1 e 20 0 entre com um inteiro entre 1 e 20 1 a a o caractere a aparece na posição 1 s x o caractere x não ocorre na string fornecida n 20 abcdefghijklmnopqrst a o caractere a aparece na posição 1 s t o caractere t aparece na posição 20 n 15
  • 16. Teste Estrutural Os requisitos de teste são extraídos de uma implementação em particular Teste dos detalhes procedimentais A maioria dos critérios dessa técnica utiliza uma representação conhecida do programa como grafo de programa ou grafo de fluxo de controle 16
  • 17. Teste Estrutural Teste Baseado em Teste Baseado em Fluxo de Controle Fluxo de Dados Critérios: Critério: ִ Teste de Comandos ִ Todos-usos ִ Teste de Ramos ִ Caminho DD ִ Teste de Condição ִ Teste de Decisão/Condição ִ Teste de Condição Múltipla ִ Teste do Caminho Básico ִ Teste de Caminho 17
  • 18. Teste Estrutural Grafo de Fluxo de Controle ou Grafo de Programa consiste de nós conectados por arcos com setas que mostram sua direção os nós representam blocos de comandos ִbloco de comando: é um conjunto de comandos tal que se o primeiro comando for executado, então todos os comandos subseqüentes também o serão os arcos indicam precedência, ou transferência de controle essa representação permite que o programa seja examinado independentemente de sua função 18
  • 19. Teste Estrutural Construções Básicas do Grafo de Fluxo de Controle seqüência if while repeat case 19
  • 20. Teste Estrutural Exemplo de Construção do Grafo de Fluxo de Controle início leia nro 1 raiz = raiz-quadrada(nro) escreva raiz fim Programa com um caminho 20
  • 21. Teste Estrutural Exemplo de Construção do Grafo de Fluxo de Controle início 1 leia nro 1 se nro > 0 raiz = raiz-quadrada(nro) 2 2 3 escreva raiz senão escreva mensagem de erro 3 4 fim-se 4 fim Programa com dois caminhos 21
  • 22. Teste Estrutural Exemplo de Construção do Grafo de Fluxo de Controle início 1 1 leia nro enquanto nro ≠ 0 2 2 se nro > 0 3 raiz = raiz-quadrada(nro) 4 3 escreva raiz senão 4 5 escreva mensagem de erro 5 fim-se 6 6 leia nro fim-enqto 7 7 fim Programa com loop 22
  • 23. Teste Estrutural 1 program exemplo(input, output); 2 var a: array[1..20] of char; Programa com 3 x, i: integer; 4 c, resposta: char; blocos marcados 5 achou: boolean; 6 begin 7 writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’); 1 8 readln (x); 2 9 while (x < 1) or (x > 20) do 10 begin 11 writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’); 3 12 readln (x) 13 end; 14 writeln (‘digite’, x, ‘caracteres’); 4 15 for i := 1 to x do 5 16 read (a[ i ]); 6 17 readln; 7 18 repeat 19 writeln (‘digite o caracter a ser pesquisado: ‘); 8 20 readln (c); 21 achou := FALSE; 22 i := 1; 23 while (not(achou)) and (i <= x) do 9 24 begin 10 25 if a[ i ] = c then 26 achou := TRUE 11 27 else 12 28 i := i + 1 29 end; 13 30 if achou then 14 31 writeln (‘o caracter ’, c, ‘ aparece na posicao’, i) 15 32 else 33 writeln (‘o caracter ’, c, ‘ não ocorre na string fornecida’); 16 34 writeln; 35 writeln (‘deseja fazer a procura para outro caracter? [s/n]’); 17 36 readln (resposta); 37 until (resposta = ‘n’) or (resposta = ‘N’); 38 end. 18 23
  • 24. Teste Estrutural 1 a 2 1 program exemplo(input, output); b c d 2 var a: array[1..20] of char; Programa com 3 3 x, i: integer; 4 c, resposta: char; blocos marcados 5 achou: boolean; 4 6 begin 1 Grafo de fluxo e 7 writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’); 8 readln (x); 2 de controle 5 9 while (x < 1) or (x > 20) do 10 begin f g 11 writeln (‘entre com um inteiro entre 1 e 20’); 3 12 readln (x) h 6 13 end; 14 writeln (‘digite’, x, ‘caracteres’); 4 15 for i := 1 to x do 5 7 16 read (a[ i ]); 6 i 17 readln; 7 18 repeat 8 19 writeln (‘digite o caracter a ser pesquisado: ‘); 8 j 20 readln (c); 21 achou := FALSE; 9 22 i := 1; 23 while (not(achou)) and (i <= x) do 9 r k 24 begin l 10 m p 10 25 if a[ i ] = c then 26 achou := TRUE 11 11 12 27 else n o 12 13 28 i := i + 1 q 29 end; 13 30 if achou then 14 s 14 t 31 writeln (‘o caracter ’, c, ‘ aparece na posicao’, i) 15 32 else 15 16 33 writeln (‘o caracter ’, c, ‘ não ocorre na string fornecida’); 16 u 17 v 34 writeln; 35 writeln (‘deseja fazer a procura para outro caracter? [s/n]’); w 17 36 readln (resposta); 37 until (resposta = ‘n’) or (resposta = ‘N’); 18 38 end. 18 24
  • 25. Teste de Comandos Descrição: ִEstabelece como requisito de teste que sejam executados todos os comandos do programa ao menos uma vez Aplicação: ִé necessário concentrar-se nos comandos que são controlados por condições ִfornecer um valor para x que esteja fora do intervalo para forçar a execução dos comandos no loop (linhas 11-12) ִquando x está dentro do intervalo, ele será no mínimo 1 e o comando dentro do for (linha 16) será executado 25
  • 26. Teste de Comandos Aplicação (cont.): ִo comando if (linha 25) precisa ser executado, com as alternativas then e else (linhas 26 e 28) ⇒ procurar por um caractere que esteja na cadeia e que force a procura dentro dela ִa entrada no while (linha 23) é garantida ִo comando if (linha 30) precisa ser executado, com as alternativas then e else (linhas 31 e 33) ⇒ um caractere que pertença e outro que não pertença à cadeia (combinando com o if anterior ⇒ uma cadeia de caracteres a, de um caractere e valores para a variável c que ocorra e que não ocorra em a) ִpor fim, é preciso terminar o loop para executar o comando end 26
  • 27. Teste de Comandos Dados de teste para o Teste de Comandos (suíte 1) entrada saída esperada x a c resposta 25 entre com um inteiro entre 1 e 20 3 abc b o caractere b aparece na posição 2 n 25 entre com um inteiro entre 1 e 20 3 abc d o caractere d não ocorre na string fornecida n Observação: ִé o nível mínimo de cobertura esperado no teste estrutural 27
  • 28. Teste de Comandos Dados de teste para o Teste de Comandos (suíte 2) entrada saída esperada x a c resposta 25 entre com um inteiro entre 1 e 20 1 x x o caractere x aparece na posição 1 s a o caractere a não ocorre na string fornecida n Observação: ִA busca de um caractere que não existe pode ser feita na mesma execução do programa 28
  • 29. Teste de Ramos Descrição: ִEstabelece como dados de teste exercitar todas as saídas verdadeiro e falso de todas as decisões Aplicação: ִé conveniente observar o grafo do programa ִobservando o grafo, é necessário gerar dados de teste que causem as duas saídas verdadeiro e falso que ocorrem nos nós 2, 5, 9, 10, 14 e 17 ִpara o nó 2, um valor da variável x menor que 1 ou maior que 20 causa a saída pelo ramo verdadeiro e um valor de x dentro desse intervalo causa a saída pelo ramo falso ִo nó 5, comando for (linha 15), terá as saídas verdadeiro e falso, desde que o valor de x seja ao menos 1 (e terá que ser para chegar nesse ponto) 29
  • 30. Teste de Ramos Aplicação (cont.): ִpara o nó 9, loop while (linha 23), a saída verdadeiro (arco k) é garantida devido aos comandos das linhas 21 e 22; a saída falso (arco q) é garantida ou quando o caractere que está sendo procurado é encontrado ou quando o final da cadeia é encontrado ִo nó 10, if (linha 25), requer uma comparação que encontre o caractere que está sendo procurado (arcos l, n) e uma outra que cause o incremento de i (arcos m, o) ִo nó 14 (linha 30) precisa de um caractere que seja encontrado e um outro que não seja encontrado ִo nó 17 requer pelo menos mais uma iteração do loop repeat (arco r) antes que o final do programa seja encontrado (arco w) 30
  • 31. Teste de Ramos Dados de teste para o Teste de Ramos entrada saída esperada x a c resposta 25 entre com um inteiro entre 1 e 20 1 x x o caractere x aparece na posição 1 s a o caractere a não ocorre na string fornecida n Observação: ִ O conjunto de dados de testes é o mesmo da Suíte 2 do Teste de Comandos ִ Note que suíte 1 do Teste de Comandos não satisfaz o Teste de Ramos ִ No Teste de Ramos, a execução do loop repeat é obrigatória ! 31
  • 32. Teste de Condição Descrição: ִEstabelece os requisitos de teste tal que todas as condições em uma decisão requeiram as duas saídas, verdadeiro e falso, se for possível, ao menos uma vez Aplicação: ִé necessário considerar todos os nós identificados no Teste de Ramos, mas neste caso, devem ser consideradas todas as condições das decisões ִno loop while (linha 9), tem-se uma decisão com duas condições: while (x<1) or (x>20) do valores de x: 0 e 21 obtém-se a cobertura das condições se x=0 então a primeira condição é verdadeira e a segunda é falsa; se x=21 então a primeira condição é falsa e a segunda é verdadeira 32
  • 33. Teste de Condição Aplicação (cont.): ִé necessário gerar um outro valor para x que esteja dentro do intervalo, de forma que seja possível a execução do resto do programa ִesse valor pode ser determinado pelo requisito imposto pela outra condição do programa, que corresponde ao loop for do comando: for i:=1 to x do para uma saída verdadeira a variável i deve ser menor ou igual a x; para uma saída falsa a variável i deve ser maior que x. Como x é pelo menos 1 para se chegar nessa parte do programa, o for é executado até que i seja maior que x 33
  • 34. Teste de Condição Aplicação (cont.): ִloop while, linha 23 (nó 9): while (not(achou))and(i<=x) do as duas condições nessa decisão são verdadeiras quando se entra nesse loop Para torná-las com valor falso, é preciso prever as duas alternativas, ou seja, o caso de um caractere que pertença à string e o caso de um caractere que não pertença ִessas duas alternativas geram também os valores verdadeiro e falso para os comandos if da linha 25 e if da linha 30 ִa última decisão a ser considerada é o comando until da linha 37 (nó 17): until (resposta = ‘n’) or (resposta = ‘N’) quando é fornecido o valor ‘n’, a primeira condição é verdadeira e a segunda é falsa; quando é fornecido o valor ‘N’, a primeira é falsa e a segunda é verdadeira (executar o programa duas vezes) 34
  • 35. Teste de Condição Dados de teste para o Teste de Condição entrada saída esperada x a c resposta 21 entre com um inteiro entre 1 e 20 0 entre com um inteiro entre 1 e 20 1 x x o caractere x aparece na posição 1 n 1 x a o caractere a não ocorre na string fornecida N Observação: ִo Teste de Condição pode não satisfazer o Teste de Ramos ִneste caso, o loop do repeat não é executado 35
  • 36. Teste do Caminho Base Descrição: ִesse critério fornece uma maneira de determinar um conjunto básico de caminhos linearmente independentes, de modo que executando- os garante-se a execução de todos os comandos ao menos uma vez ִEsse número é determinado pela fórmula da Complexidade Ciclomática de Mc’Cabe ִ V(G) = a – n + 2 ou ִ V(G) = P + 1 ou ִ V(G) = no. de regiões ִsendo: G: um grafo direcionado a: arestas (ramos) n: nós P: no. de nós predicativos ִUm caminho linearmente independente é aquele que contém ao menos um novo nó 36
  • 37. Teste do Caminho Base Aplicação: ִV(G) = 23 - 18 + 2 = 7 ִV(G) = 6 +1 = 7 ִV(G) = no. de regiões = 7 ִa partir desse número deve-se escolher 7 caminhos linearmente independentes do grafo: 1. 1-2-4-5-7-8-9-14-15-17-18 2. 1-2-4-5-7-8-9-14-16-17-18 3. 2-3-2 4. 5-6-5 5. 9-10-11-13-9 6. 9-10-12-13-9 7. 8-9-14-15-17-8 37
  • 38. Teste do Caminho Base 1 a Aplicação: 2 b c d ִa partir desse número deve-se 3 escolher 7 caminhos linearmente 4 e independentes do grafo: 5 g 1. 1-2-4-5-7-8-9-14-15-17-18 h f 6 2. 1-2-4-5-7-8-9-14-16-17-18 7 3. 2-3-2 i 4. 5-6-5 8 j 5. 9-10-11-13-9 9 r k 6. 9-10-12-13-9 l 10 m p 7. 8-9-14-15-17-8 11 n o 12 13 q s 14 t 15 16 u 17 v w 18 38
  • 39. Teste do Caminho Base Observação: ִesse conjunto é conhecido como conjunto base a partir do qual qualquer outro caminho pode ser construído ִPor exemplo, o caminho: 1-2-3-2-4-5-6-5-6-5-7-8-9-10-11-13-9-14-15-17-18 ִé uma combinação dos caminhos 1, 3, 4 (2 vezes) e 5 ִneste caso, o conjunto de dados de teste é o mesmo do Teste de Ramos 39
  • 40. Teste de Fluxo de Dados Descrição: ִestabelece requisitos de teste que seguem o modelo de dados usados dentro do programa ִcada ocorrência de uma variável dentro de um programa pode ser classificada como sendo uma das seguintes: def: definição c-use: uso-computacional p-use: uso-predicativo 40
  • 41. Teste de Fluxo de Dados ִ definição: quando uma variável é definida através de uma leitura ou quando ela aparece do lado esquerdo de um comando de atribuição, isto é, é dado um valor à variável ִ uso-computacional: quando a variável é usada na avaliação de uma expressão ou em um comando de saída ִ uso-predicativo: quando a variável ocorre em um predicado e portanto, afeta o fluxo de controle do programa 41
  • 42. Teste de Fluxo de Dados Aplicação: ִseja a aplicação do critério de fluxo de dados: todos-usos (uso inclui c-uso e p-uso) ִa idéia é identificar e classificar todas as ocorrências de variáveis no programa e então gerar, para cada variável, dados de teste de modo que todas as definições e usos (denominado par d-u) sejam exercitados ִas variáveis que precisam ser consideradas são: x, i, c, achou, resposta e o vetor a ִpara cada uma dessas variáveis constrói-se uma tabela de pares d-u 42
  • 43. Teste de Fluxo de Dados Pares d-u da variável x par d-u d u Requisitos de teste: 1 8 9 1) um valor válido de x é fornecido na 2 8 14 primeira entrada (input), e então é 3 8 15 usado dentro do programa 4 8 23 5 12 9 2) um valor inválido de x seguido por 6 12 14 um valor válido, que é usado 7 12 15 subseqüentemente 8 12 23 43
  • 44. Teste de Fluxo de Dados Pares d-u da variável i Requisitos de teste: 1) o par d-u 1 é satisfeito lendo-se pelo par d-u d u menos um valor no vetor 1 15 16 2) os pares 2 e 3 serão cobertos 2 22 23 automaticamente 3 22 25 4 22 28 3) o par 4 é exercitado quando a procura 5 22 31 do caractere não obtém sucesso no 6 28 23 primeiro elemento do vetor 7 28 25 8 28 28 4) o par 5, por outro lado, é o resultado de 9 28 31 uma procura com sucesso no primeiro elemento do vetor 5) os pares 6 a 9 são exercitados por uma futura procura sem sucesso seguida por uma procura com sucesso 44
  • 45. Teste de Fluxo de Dados Pares d-u da variável c Requisitos de teste: par d-u d u para a variável c: 1 20 25 2 20 31 1) encontrando-se com sucesso o 3 20 33 caractere c no vetor 2) não encontrando o caractere c no vetor Pares d-u da variável achou par d-u d u para a variável achou: similar à c 1 21 23 2 21 30 3 26 23 4 26 30 45
  • 46. Teste de Fluxo de Dados Pares d-u da variável resposta Requisitos de teste: par d-u d u para a variável resposta: 1 36 37 1) fornecendo um valor ‘s’ Pares d-u da variável a para a variável a: par d-u d u o vetor é tratado como uma variável 1 16 25 simples ele é exercitado pela execução normal do programa 46
  • 47. Teste de Fluxo de Dados Dados de teste para o Teste de Fluxo de Dados entrada saída esperada x a c resposta 1 D D o caractere D aparece na posição 1 n 21 entre com um inteiro entre 1 e 20 3 XYZ Z o caractere Z aparece na posição 3 y a o caractere a não ocorre na string fornecida n 47
  • 48. Teste Baseado em Erros Os requisitos de teste são estabelecidos com base nos erros típicos e comuns cometidos durante o desenvolvimento do software Critério: ִAnálise de Mutantes 48
  • 49. Análise de Mutantes Descrição: opn P op2 Mutantes op1 operadores Hipóteses: de mutação 1) programador competente T 2) efeito de acoplamento escore de mutação = # mutantes mortos # mutantes gerados não equivalentes 49
  • 50. Análise de Mutantes Garantir a ausência de determinados tipos de defeitos Considerando todos os programas Q, é possível provar a correção de P T P Q t∈T P(t) ≠ Q(t) 50
  • 51. Análise de Mutantes É impraticável executar e comparar todos os programas Q Estabelece-se então uma vizinhança Φ(P) que contém apenas um conjunto finito de programas Esses programas contêm pequenos desvios sintáticos que representam defeitos simples 51
  • 52. Análise de Mutantes Q01 Q02 Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Φ(P) Q... Q... Q... P Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Q... Qn ∃ t ∈ T | ∀ Q, P(t) ≠ Q(t) ⇒ que P não contém os tipos de defeitos representados pelos programas Q 52
  • 53. Análise de Mutantes Hipótese do Programador Competente Programadores experientes escrevem programas corretos ou muito próximos do correto. Efeito de Acoplamento Casos de teste capazes de revelar erros simples são tão sensíveis que, implicitamente, também são capazes de revelar erros mais complexos. 53
  • 54. Análise de Mutantes Os operadores de mutação determinam o tipo de alteração sintática que deve ser feita para a criação dos mutantes ִIntroduzir pequenas alterações semânticas através de pequenas alterações sintáticas que representam defeitos típicos Operadores dependem da linguagem alvo ִFORTRAN (22 operadores) C (71 operadores) 54
  • 55. Análise de Mutantes Exemplos de operadores de mutação ִRetira um comando de cada vez do programa ִTroca operador relacional por operador relacional ִTroca o comando while por do-while ִInterrompe a execução do laço após duas execuções ִTroca constante por constante ִRequer valor negativo, positivo e zero para cada referência escalar 55
  • 56. Análise de Mutantes Dados P e T Passos para a Aplicação da Análise de Mutantes ִP é executado com os casos de teste de T ִMutantes são gerados ִMutantes são executados com os casos de teste de T ִMutantes são analisados 56
  • 57. Análise de Mutantes Aplicação: ִConsidere o trecho do programa e o conjunto de teste obtido para o Teste de Ramos M 21 achou := FALSE; 22 i := 1; 23 while (not(achou)) and (i <= x) do 24 begin 25 if a[ i ] = c then 26 achou := TRUE 27 else 28 i := i + 1 29 end; M entrada saída esperada x a c resposta 25 entre com um inteiro entre 1 e 20 1 x x o caractere x aparece na posição 1 s a o caractere a não ocorre na string fornecida n 57
  • 58. Análise de Mutantes Aplicação: ִMutante 1: alteração na linha 21  de: achou := FALSE para: achou := TRUE • considere agora que o mutante seja re-executado com os dados de teste obtidos para o Teste de Ramos • a saída gerada seria: “o caractere a aparece na posição 1” em vez de: o caractere a não ocorre na string fornecida • mutante seria morto por esse conjunto de dados de teste 58
  • 59. Análise de Mutantes Aplicação: ִMutante 2: alteração na linha 22  de: i := 1 para: x := 1 • considere agora que o mutante seja re-executado com os dados de teste obtidos para o Teste de Ramos • o erro não é revelado; o mutante continua vivo pois a saída gerada por ele é igual à saída gerada pelo programa original, uma vez que a string é de tamanho 1 e o loop while da linha 23 executa exatamente uma vez (somente se o for sair com i=1) • para matar esse mutante deve-se criar um caso de teste que possua uma string de tamanho maior que 1 e assim, qualquer caractere da posição 2 em diante será considerado como não pertencente à string, mesmo que faça parte dela 59
  • 60. Análise de Mutantes Aplicação: ִMutante 2: novos dados de teste para ser morto Dado de teste que mata o mutante 2 entrada saída fornecida pelo mutante x a c resposta 3 xCv x o caractere x aparece na posição 1 y v o caractere v não ocorre na string fornecida y C o caractere C não ocorre na string fornecida n Obs: se o programa original fosse executado com esses dados, os caracteres v e C seriam encontrados nas posições 3 e 2 respectivamente. 60
  • 61. Análise de Mutantes Aplicação: ִMutante 3: alteração na linha 28  de: i := i + 1 para: i := i + 2 • considere agora que o mutante seja re-executado com os dados de teste obtidos para o Teste de Ramos • o erro não é revelado; o mutante continua vivo pois a saída gerada por ele é igual à saída gerada pelo programa original, uma vez que a string é de tamanho 1 e o loop while da linha 23 executa exatamente uma vez (o incremento de 2 não será executado) • para matar esse mutante deve-se criar um caso de teste que possua uma string de tamanho maior que 1 e, além disso, é necessário procurar por um caractere nas posições pares da string 61
  • 62. Análise de Mutantes Aplicação: ִMutante 3: novos dados de teste para ser morto Dado de teste que mata o mutante 3 entrada saída fornecida pelo mutante x a c resposta 3 xCv x o caractere x aparece na posição 1 y v o caractere v aparece na posição 3 y C o caractere C não ocorre na string fornecida n Obs: Se o programa original fosse executado com esse dado de teste, o caractere C seria encontrado na posição 2 62
  • 63. Análise de Mutantes Observação: ִTeste de Mutação consegue mostrar a ausência de erros particulares, pois ao matar os mutantes está sendo mostrado que o programa original não possui aquele erro ִesse critério força o testador a analisar cuidadosamente o programa, uma vez que ele precisa criar dados de teste que exponham os erros introduzidos ִdesvantagem: ele é computacionalmente caro devido ao grande número de mutantes gerados e o tempo e recurso usados para compilar e executar todos eles 63
  • 64. Estratégias de Teste Aspectos genéricos das Estratégias de Teste ִa atividade de teste inicia-se no nível de módulos e caminha na direção da integração de todo o sistema ִdiferentes técnicas de teste são apropriadas para diferentes situações ִa atividade de teste, em geral, é realizada pela equipe de desenvolvimento e, no caso de grandes projetos, por um grupo de teste independente ִas atividades de teste e depuração são atividades diferentes, mas a depuração é necessária em qualquer estratégia de teste 64
  • 65. Estratégias de Teste Relação entre o processo de desenvolvimento e uma estratégia de teste Engenharia de Sistema S Requisitos R Projeto P Código C U Teste de Unidade I Teste de Integração V Teste de Validação TS Teste de Sistema 65