--Séance 5 -- Test des exigences

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1 --Séance 5 -- Test des exigences Objectifs: Comprendre l importance des tests et leurs différents types Comprendre les pratiques du Test Driven Development (TDD) Être en mesure de réaliser des tests fonctionnels Explorer les méthodes et outils désignés pour les tests fonctionnels Découvrir une approche structurée pour un projet de test 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 1

2 Sommaire Mise en contexte Concepts de la pratique Test Driven Development (TDD) et Test Driven Requirement (TDR) Définition des exigences des tests Positionnement des exigences des tests dans le processus de test Organisation et décomposition des exigences des tests Mesure de la couverture des tests 2

3 Rappel: Validation & Vérification Qualité du logiciel = Conformité aux spécifications + Fiabilité + Robustesse Méthodes de V & V Validation: Est-ce que le logiciel réalise les fonctions attendues? Vérification: Est-ce que le logiciel fonctionne correctement? Concrètement Test statique: Relecture du code, spécifications, design, etc; Test dynamique: Exécution du code pour s assurer de son bon fonctionnement; Vérification symbolique: Run-time checking, execution symbolique,etc; Vérification formelle: Preuve ou model-checking d un modèle formel, raffinement et génération de code Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 3

4 Perspective du testeur: Vue traditionnelle Qu'est-ce que ce système est censé faire exactement et dans quel ordre? Quelles sont les choses qui risquent de ne pas fonctionner correctement et comment le système doit se comporter? Comment créer et enregistrer un ensemble de scénarios de test pour mettre à l épreuve le système? Comment savoir si tout le système a été correctement testé? Y a-t-il autre chose que le système doit faire ou ne pas faire et qu on doit savoir? Est-ce qu on peut commencer tôt les activités liées au test et éviter ainsi de découvrir des erreurs trop tard??? 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 4

5 Perspective du testeur: Vue cas d utilisation Ensemble de cas d utilisation qui documente des séquences ordonnées d événements et la façon dont le système interagit avec l utilisateur. Description des pré-conditions et des post-conditions. Cahier de spécification supplémentaire contenant les ENF (performance, utilisabilité, fiabilité, etc.). Différence entre un cas d utilisation et un cas de test? 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 5

6 Rappel du vocabulaire lié au test Plan de test Cas de test Procédure de test Script de test Couverture du test Résultats du test Plan de test Contient Cas de test Procédure de test Cas d utilisation Fournit des instruction pour Exécution automatique Script de test Résultats du test 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 6

7 Définition du test [ Le test est l exécution ou l évaluation d un système ou d un composant par des moyens automatiques ou manuels, pour vérifier qu il répond à ses spécifications ou identifier les différences entre les résultats attendus et les résultats obtenus]. IEEE (Standard Glossary of Software Engineering Terminology) Tester c est réaliser l exécution du programme Oracle: résultats attendus d une exécution du logiciel Coût du test: 30 % à 60 % du coût de développement total Deux grandes familles de tests: Test fonctionnel (ou test boîte noire) Test structurel (ou test boîte blanche) 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 7

8 Difficultés du test Le test exhaustif est en général impossible à réaliser: En test fonctionnel, l ensemble des données d entrée est en général infini ou de très grande taille. la qualité du test dépend de la pertinence du choix des données de test. Difficultés d ordre psychologique ou «culturel» Le test est un processus destructif: un bon test est un test qui trouve une erreur. Alors que l activité de programmation est un processus constructif Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 8

9 Concepts de la pratique TTD Exigences Spécifications Approche Test-Driven Development: 1. Écrire un test et s assurer qu il échoue 2. Écrire le minimum de code pour faire passer le test 3. Re-factoriser le code en s assurant que le test continu de passer Caractéristiques: Tests d acceptation Tests fonctionnels S inspire de l organisation des chaînes de production «Lean-Thinking» 1. L étape de codage ne produit que ce qui est demandé par l étape de test 2. Pas de gâchis causé par des étapes intermédiaires 3. Tout est juste à temps (JIT) Les tests unitaires (TU) dérivent directement de la spécification L équipe agile mise sur l émergence de la conception donc les TU permettent de vérifier la bonne adéquation du code à la conception Est-ce qu on peut faire la même chose pour les tests fonctionnels? TDD 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 9

10 Du TDD au TDR (Test-Driven Requirements) Avec les tests unitaires du TDD, les jeux de données sont peu représentatifs sur le plan fonctionnel. Les mêmes principes du TDD peuvent être appliqués au niveau fonctionnel TDR Caractéristiques du TDR Tirer les tests fonctionnels des exigences sans avoir à attendre leur réalisation pour faire les tests. Déléguer les tests fonctionnels aux clients. Intéressant pour des équipes réparties géographiquement. Possibilité d avoir dans le même wiki les exigences et les tests qui les vérifient. Le codage devient la dernière activité avant la livraison du logiciel. Supportée par des outils - FIT (http://fit.c2.com) - Fitnesse (http://www.fitnesse.org) - Greenpepper (http://www.greenpeppersoftware.com/) - Microsoft Test & Lab Manager 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 10

11 Bases de l approche TDR Décrire des tests sous une forme tabulaire dans un Wiki ou une page Web Accompagner ce tableau d un bout de code, appelé fixture, qui fait le lien entre les tests et les API de l application Le moteur FIT utilise la fixture pour lire le tableau et appeler les API de l application avec les paramètres adéquats Le moteur FIT retourne le résultat du test dans le même tableau en mettant en couleur les cases du tableau selon le résultat du test Plusieurs catégories de tableaux sont disponibles: ColumnFixture : pour spécifier des données en entrée et des résultats attendus. ActionFixture : pour spécifier un enchainement d actions (décrire des scénarios de tests) RowFixture : pour spécifier des lignes de résultats. Généralement utilisé pour faire des initialisations ou pour vérifier des résultats de recherches Tableau personnalisé: pour une adaptation spécifique 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 11

12 Exemple: très simple Ex. Tester le calcul de division pour voir s il est acceptable Partie 1: la spécification Nous voulons que la division fonctionne à la fois avec les nombres positifs et négatifs. Ex. Division = numéra Dénomin quotient Partie 2: les fixtures Exécution c: java FileRunner input.html results.html 7 right, 0 wrong, 0 ignored, 0 exceptions 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 12

13 Approche MBT (Model-based Testing): alternative au TDR Principe: Élaborer un modèle à partir duquel on dérive automatiquement les scripts des tests La profondeur des tests que l on peut générer dépend de la précision du modèle L effort est considérable pour les activités de modélisation Exemple d outil Smartesting (http://www.smartesting.com/) Exigences Générateur de Cas de test Générateur de Script Modèle Cas de test Scripts de test Adaptateur Système 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 13

14 Qu est ce que exactement les exigences des tests (ET)? Identifient quoi tester: (traditionnellement le plan de test) qu'est-ce qui doit être testé et qu'est-ce qui doit être validé? Comprend à la fois les situations normales et celles avec erreurs Couvre les règles de gestion, les fonctionnalités et les ENF NE dispose PAS de données pour les assigner aux cas de test Ces données apparaissent dans les cas de test (le «comment» des tests) 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 14

15 Exemple 1: Tester l insertion d un enregistrement dans une table Les exigences des tests identifiées (entre autres) : Valider qu il est possible d insérer une nouvelle entrée Valider que l'insertion échoue si l'entrée existe déjà Valider que l'insertion échoue si la table atteint son maximum Valider qu il est possible d insérer une entrée dans une table vide (initial) Valider que l insertion échoue si la table est pleine o Ce sont des exigences de test et NON PAS des tests parce qu ils ne décrivent pas les données à insérer. Les données ne sont pas pertinentes à ce niveau, ils vont apparaitre dans les cas de test. Valider que vous pouvez insérer Mat Lavallée est un cas de test et non une exigence de test. 15

16 Pourquoi identifier les exigences de tests? L équipe d assurance qualité est propriétaire de ses besoins fonctionnels de test C est la base pour établir des tests complets Contribue à déterminer l'ampleur de l'effort de test Justifie les types de ressources nécessaires Sert à identifier les stratégies d automatisation à utiliser Sert de carte pour guider les efforts de test Sert de base pour la communication entre les analystes et les testeurs L équipe de développement peut les adopter pour la vérification 16

17 D où proviennent les exigences des tests Traditionnellement : Exigences d affaires, fonctionnelles, logique interne Specs marketing, specs fonctionnelles, specs techniques En réalité : Entrevues d analyse, checklists des ENF, Use Cases (scenarios), découverts pendant les tests, autres livrables (conception, etc.) 17

18 Comment les exigences des tests sont elles liées au plan de test? Traditionnellement, le plan de test représente le «quoi» doit être testés, y compris même les cas de test. Un plan de test clarifie l approche de test pour renforcer la confiance. Un plan de test peut inclure les exigences des tests (ET). Toutefois, si les ET sont trop longues, ils devraient être séparées: document nommé «Test Requirements Hierarchy». 18

19 Progression vers le bas niveau Exigences d affaires 1 Génère M Exigences des tests 1 Génère M Cas de test/ scénario M M Execute 1 Procédure de test/script 19

20 Naviguer vers le bas Exigences d affaires Premièrement, regardons cette relation: Qu'est-ce qui est au sein de notre processus de tests Exigences des tests Ensuite, nous allons examiner cette relation: Génération des exigences des tests qui nourrit notre processus de tests Cas de test/ scénario M Procédure de test/script 20

21 Exemple de guichet automatique (GA) pour pratiquer les ET Exigences d affaires Groupe d exercice! Le GA doit permettre des retraits. 1. Limiter le champ d'application à ces 3 exigences. Les retraits sont entre 20$ et 300 $. 2. Qu est ce qu il faut valider? (test de)? Les retraits sont des multiple de 20 $. 3. Existe- t- il des exigences implicites dont on a omis l écriture? 21

22 Exemple 2: Tester les retraits d un GA o Valider qu'une option de retrait est disponible o "Valider que le retrait se fait par multiple de 20 $, entre 20 $ $" o o o o "Valider qu un retrait <$20 n est pas permis" "Valider qu un retrait >$300 n est pas permis" Valider que le retrait reçue est égale au montant demandé "Valider le fait qu un montant de retrait valide ne doit pas dépasser le solde du compte o Ce sont des exigences de test et NON des test pas parce qu'ils ne décrivent pas les données à utiliser (comme 20 $, 40 $, 60 $, 1 $) 22

23 Exemple: Cas de test/scénario Valider qu on peut faire un retrait d argent entre 20$ et 300$ en billet de 20$ Cas# P/F $ entrée Résultat attendu Résultat actuel Retrait 01 Pass 20 Retrait de 20$ Retrait 02 Pass 40 Retrait de 40$ Retrait 03 Pass 60 Retrait de 60 $ Retrait 04 Pass 80 Retrait de 80$ Retrait 05 Pass 100 Retrait de 100 $ : : : : Retrait 13 Pass 260 Retrait de 260 $ Retrait 14 Pass 280 Retrait de 280$ Retrait 15 Pass 300 Retrait de 300$ 23

24 Exemple de procédure de test Procédure Étape 1: Insérer la carte Étape 2: Enter le PIN Étape 3: Sélectionnez l'option Retirer Étape 4: Entrez le montant en dollars Étape 5: Valider le montant reçu 24

25 Positionnement des ET dans le processus de test Utiliser un verbe d action - Valider que - Vérifier le - Tester que Utiliser la traçabilité vers les exigences d affaires Rappelez-vous que différentes applications nécessitent # approches - batch, web, GUI, etc. Garder votre document d exigences des tests vivant 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 25

26 Suite Maintenir un équilibre entre les niveaux d abstraction (beaucoup vs peu) Trop haut niveau: ne sera pas utile, trop vague pour générer des scénarios de test. Trop faible niveau: dépasse le processus et la documentation, il n assure pas la productivité. Règle générale: 5-7 niveaux de profondeur pour chaque niveau Organiser le document des ET Souligner un format hiérarchique Voir comment les analystes découpent le projet Voir comment les architectes découpent le projet Organiser par fonctionnalité 26

27 Décomposition Exigences d affaires Business Function Tasks within the Function Transactions to perform a task Exigences des tests Data Entry Types for transactions Field Validation Gardez la perspective fonctionnelle en tête! Cas de test/ scénario M Procédure de test/script 27

28 Exemple: location de voiture 1. Valider qu'une location peut se produire. 1.4 Ouvrez un billet de location Task Valider qu'une fiche client peut être entrée Valider qu'un nouveau client peut être ajouté à la table des clients Valider que le nom est toujours alpha Valider que l âge est > Valider que le numéro de téléphone est numérique Valider que le code régional est un numéro existant Valider qu on peut modifier la fiche d un client existant 28

29 Exemple: location de voiture 1. Valider qu'une location peut se produire. 1.4 Ouvrez un billet de location Valider que l'approbation de carte de crédit est obtenue Valider que la date d expiration est valide Valider que la date d'expiration > 1 mois Valider que le CC est de 12 chiffres Valider que la somme $ est <= solde de crédit disponible Valider que l'autorisation est reçue. 29

30 Mesures de la couverture des tests Les exigences des tests (ET) sont le «quoi» tester et sont à la base pour l'établissement de la complétude des tests Les ET fournissent le point de mesure de la couverture des tests Chaque ET devrait avoir des attributs: priorité, risque, et poids Chaque ET devrait être suivie pour vérification () et validation (%) 30

31 Distinguer entre les # types de test Tests fonctionnels Tests des Interfaces Usager Tests de sécurité Tests de l installation Tests de configuration Tests de performance (Temps de Réponse) Tests de charge (utilisateurs simultanés, plusieurs petites transactions) Tests de volume (grandes transactions) Tests de stress (mémoire, CPU) Tests des ressource usager Tests de la documentation Tests de compatibility Tests de récupération Tests de maintenabilité Autres Communication avec les autres systèmes 31

32 Les trois dimension pour les tests Cycle de vie Système Intégration Module unitaire Caractéristiques Boite blanche Boite noire Niveau 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 32

33 Complémentarité test fonctionnel -structurel Les techniques fonctionnelles et structurelles sont utilisées de façon complémentaire. Exemple : Soit le programme suivant censé calculer la somme de deux entiers: Function sum(x,y : integer) : integer; begin if (x = 600) and (y = 500) then sum:= x-y Else sum:= x+y; End Une approche fonctionnelle détectera difficilement le défaut alors qu une approche par analyse de code pourra produire la DT : x = 600, y = 500 Les approches structurellesdétectent plus facilement les erreurs commises. Les approches fonctionnelles détectent plus facilement les erreurs d omission et de spécification 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 33

34 Méthodes de test fonctionnel Le test fonctionnel vise à examiner le comportement fonctionnel du logiciel et sa conformité avec la spécification du logiciel Sélection des Données de Tests ( DT) Méthodes du test fonctionnel 1. Analyse partitionnelle des domaines des données d entrée et test aux limites (test déterministe) 2. Test combinatoire: Algorithmes Pairwise 3. Test aléatoire 4. Génération automatique de tests à partir d une spécification (TDR) Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 34

35 1. Analyse partitionnelle des domaines des données d entrée et test aux limites (test déterministe) Une classe d équivalence correspond à un ensemble de données de tests supposées tester le même comportement, c est-à-dire activer le même défaut Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 35

36 Partitionnement de domaines : exemple Soit le programme suivant : Un programme lit trois nombres réels qui correspondent à la longueur des cotés d un triangle. Si ces trois nombres ne correspondent pas à un triangle, imprimer le message approprié. Dans le cas d un triangle, le programme examine s il s agit d un triangle isocèle, équilatéral ou scalène et si son plus grand angle est aigu, droit ou obtus (< 90, = 90, > 90 ) et renvoie la réponse correspondante. Classes d équivalence et Données de Test 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 36

37 Analyse partitionnelle - Méthode Trois phases : Pour chaque donnée d entrée, calcul de classes d équivalence sur les domaines de valeurs, Choix d un représentant de chaque classe d équivalence, Composition par produit cartésien sur l ensemble des données d entrée pour établir les DT Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 37

38 Test aux limites Principe : on s intéresse aux bornes des intervalles partitionnant les domaines des variables d entrées : pour chaque intervalle, on garde les 2 valeurs correspondant aux 2 limites, et les 4 valeurs correspondant aux valeurs des limites ± le plus petit delta possible n v1 = 3, v2 = 15, v3 = 2, v4 = 4, v5 = 14, v6 = 16 si la variable appartient à un ensemble ordonnés de valeurs, on choisit le premier, le second, l avant dernier et le dernier n {-7, 2, 3, 157, 200} v1 = -7, v2 = 2, v3 = 157, v4 = 200 si une condition d entrée spécifie un nombre de valeurs, définir les cas de test à partir du nombre minimum et maximum de valeurs, et des test pour des nombres de valeurs hors limites invalides. Un fichier d entrée contient records, produire un cas de test pour 0, 1, 255 et Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 38

39 Test aux limites -Exemple Calcul des limites sur l exemple du programme de classification des triangles 1, 1, 2 0, 0, 0 4, 0, 3 1, 2, , 0.001, , 99999, , 3, , 3, 4 3, 4, , 4, 5, 6 3-3, -3, 5 Non triangle Un seul point Une des longueurs est nulle Presque un triangle sans en être un Très petit triangle Très grand triangle Presque équilatéral Presque isocèle Presque droit Quatre données Une seule donnée Entrée vide Entrée négative 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 39

40 Test aux limites -Evaluation Méthode de test fonctionnel très productive : le comportement du programme aux valeurs limites est souvent pas ou insuffisamment examiné Couvre l ensemble des phases de test (unitaires, d intégration, de conformité et de régression) Inconvénient : caractère parfois intuitif ou subjectif de la notion de limite Difficulté pour caractériser la couverture de test Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 40

41 Méthodes de test fonctionnel -Exercice 1 Supposons que nous élaborions un compilateur pour le langage BASIC. Un extrait des spécifications précise : «L instruction FOR n accepte qu un seul paramètre en tant que variable auxiliaire. Son nom ne doit pas dépasser deux caractères non blancs; Après le signe = est précisée aussi une borne supérieure et une borne inférieure. Les bornes sont des entiers positifs et on place entre eux le mot-clé TO.» Déterminer par analyse partitionnelledes domaines des données d entrée les cas de test à produire pour l instruction FOR Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 41

42 Méthodes de test fonctionnel -Correction Exercice 1 DT obtenues par analyse partitionnelle pour l instruction FOR: FOR A=1 TO 10 cas nominal FOR A=10 TO 10 égalité des bornes FOR AA=2 TO 7 deux caractères pour la variable FOR A, B=1 TO 8 Erreur -deux variables FOR ABC=1 TO 10 Erreur -trois caractères pour la variable FOR I=10 TO 5 Erreur -Borne sup < Borne inf FOR =1 TO 5 Erreur -variable manquante FOR I=0.5 TO 2 Erreur -Borne inf décimale FOR I=1 TO 10.5 Erreur -Borne sup décimale FOR I=7 10 Erreur -TO manquant 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 42

43 Méthodes de test fonctionnel-exercice 2 Considérons les spécifications suivantes : «Écrire un programme statistique analysant un fichier comprenant les noms et les notes des étudiants d une année universitaire. Ce fichier se compose au maximum de 100 champs. Chaque champ comprend le nom de l étudiant (20 caractères), son sexe (1 caractère) et ses notes dans 5 matières (entiers compris entre 0 et 20). Le but du programme est de : calculer la moyenne pour chaque étudiant, calculer la moyenne générale (par sexe et par matière), calculer le nombre d étudiants qui ont réussi (moyenne supérieure à10) Déterminer par une approche aux limites les cas de test à produire pour cette spécification 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 43

44 Méthodes de test fonctionnel -Correction Exercice 2 DT obtenues par test aux limites pour l exemple étudiants : passage d un fichier vide, puis comprenant 1 champ, 99, 100 et 101 ( 5 tests différents, la valeur -1 n ayant pas de sens dans ce cas); inclure un nom d étudiant vide, un nom avec des caractères de contrôle, un nom avec 19, puis 20, puis 21 caractères; inclure un code sexe vide, puis avec un caractère faux (C par exemple); avoir un étudiant sans aucune note et un avec plus de 5 notes; pour certains champs, les notes ne doivent pas être des nombres entiers, mais des caractères, des réels avec plusieurs décimales, des nombres négatifs ou des nombres entiers supérieurs à20. Les DT aux limites doivent être passées indépendamment : les erreurs peuvent se compenser Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 44

45 2. Test combinatoire: Algorithmes Pairwise Les combinaisons de valeurs de domaines d entrée donne lieu a une explosion combinatoire Exemple : Options d une boite de dialogue MS Word 2 12 * 3 (nombre d item dans le menu déroulant) = Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 45

46 Test combinatoire: Approche Pairwise Tester un fragment des combinaisons de valeurs qui garantissent que chaque combinaison de 2 variables est testée Exemple : 4 variables avec 3 valeurs possibles chacune 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 46

47 Pairwise 9 cas de test : chaque combinaison de 2 valeurs est testée La majorité des fautes sont détectées par des combinaisons de 2 valeurs de variables 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 47

48 3. Test aléatoire ou statistique Principe : utilisation d une fonction de calcul pour sélectionner les DT : fonction aléatoire : choix aléatoire dans le domaine de la donnée d entrée, utilisation d une loi statistique sur le domaine. Exemples : Échantillonnage de 5 en 5 pour une donnée d entrée représentant une distance, Utilisation d une distribution gaussienne pour une donnée représentant la taille des individus Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 48

49 Test combinatoire - Evaluation L approche Pairwise se décline avec des triplets, des quadruplets,. mais le nombre de tests augmente exponentiellement Une dizaine d outils permet de calculer les combinaisons en Pairwise (ou n-valeurs) : Prise en charge des exclusions entre valeurs des domaines et des combinaisons déjà testées. Exemple : outil Pro Test Problème du Pairwise: Le choix de la combinaison de valeurs n est peut-être pas celui qui détecte le bogue Les résultats attendus de chaque test doivent être fournis manuellement 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 49

50 Conclusion Tout démarre d une bonne spécification. Elle doit être testable Les approches TDD et TDR valorisent les activités de test. À long terme, les rôles Analyste et Testeur fusionneront, car il n existera plus de besoin d avoir des ressources spécialisées sur les exigences et sur les tests (pratiques: Exigences, TDD, TDR). Les exigences des tests sont la base pour établir des tests complets Quatre grandes méthodes pour les tests fonctionnels 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 50

51 Annexe: Microsoft Test & Lab Manager (MTLM) 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 51

52 Ajout d un élément de travail pour un cas de test 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 52

53 Exécution d un cas de test dans MTLM (Microsoft Test Runner) 2010 Exigences et spécifications du logiciel, N.Kerzazi 53

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