GPA777 Introduction au génie logiciel

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1 Université du Québec École de technologie supérieure Département de génie de la production automatisée GPA777 Introduction au génie logiciel Chapitre 6 Validation des logiciels Copyright, 2000 Tony Wong, Ph.D., ing. 1 Techniques de tests (1) Il existe essentiellement 4 étapes dans les stratégies de tests: Tests d unité Tests centrés sur les composants ou soussystèmes de façon individuelle Les techniques de tests d unité sont souvent de type «boîte blanche» (white-box) Le but est de détecter le maximum d erreur ou fautes logiques 2

2 Techniques de tests (2) Tests d intégration Les composants ou sous-systèmes doivent être assemblés pour produire le logiciel Adressent les problèmes reliés à la vérification et à la construction du programme Savoir si le logiciel est construit correctement Les techniques utilisées sont souvent de type «boîte noire» (Black-box) Quoique les techniques de boîte blanche sont aussi employées en conjonction avec celles de boîte noire 3 Techniques de tests (3) Tests de validation Après l intégration des composants ou soussystèmes, c est la phase de validation Les critères de validation sont contenus dans le document SRS Les techniques de validation sont souvent de type boîte noire Les tests de validation tentent d assurer que le logiciel rencontre les exigences spécifiées dans le SRS (fonctionnalité, performance, etc.) 4

3 Techniques de tests (4) Tests de système Le logiciel est normalement utilisé dans un environnement donné Les tests de système impliquent: Les opérateurs Le matériel électronique (ou autre) L interconnexion à d autres systèmes informatiques Ces tests vérifient le fonctionnement global du système dans son ensemble 5 Technique boîte blanche (1) L idée générale: Nous avons le code source en main. Les chemins logiques du code sont examinés. Les cas de test sont créés pour exercer un ensemble spécifique de conditions. Autrement dit, le code est testé en divers points et on compare les résultats obtenus avec les résultats attendus. Malheureusement, il est très difficile si non impossible d effectuer des comparaisons d une manière exhaustive. 6

4 Technique boîte blanche (2) Pourquoi pas tester exhaustivement? Le programme contient deux boucles imbriquées. Les indices varient de 1 à 20. for (i=0; i<20; i++) for (j=0; j<20; j++) Dans la boucle intérieure, quatre conditions if-then-else sont appliquées. if (cond1) else { } if (cond2) else { } if (cond3) else { } if (cond4) else { } Il y aura approximativement 6400 chemins logiques possibles dans le code! Donc, il ne faut pas tester tous les chemins possibles. 7 Technique boîte blanche (3) Technique des chemins de base: Permet l établissement d une mesure de complexité logique. Utilise cette mesure pour établir les chemins d exécution de base du code. Les cas de test dérivés de ces chemins de base sont garantis d exécuter tous les énoncés du code au moins une fois durant les tests. 8

5 Technique boîte blanche (4) La technique des chemins de base utilise le concept des graphes de fluence pour représenter la structure de contrôle d un code. Voici les symboles d un graphe de fluence Séquence while if until case 9 Technique boîte blanche (5) Voici un exemple de correspondance entre un ordinogramme et un graphe de fluence noeud A arête A Région B B,C C F R2 D,E F D G R3 H R1 G H E I I J J K K R4 10

6 Technique boîte blanche (6) Lorsque qu il existe des énoncés composés: Énoncé composé (a b) && (b && c) if (a b) { x(); } else { y(); } x b y a x Nœuds de prédicats: plus d une arête sortante 11 Technique boîte blanche (7) À l aide du graphe de fluence, déduire la complexité cyclomatique. La complexité cyclomatique est une métrique logicielle qui donne une valeur quantitative sur la «complexité» d un programme. Lorsque utilisée dans le contexte de la technique des chemins de base, la complexité cyclomatique donne la borne supérieure sur le nombre de tests à effectuer de sorte que tous les énoncés seront exécutés au moins 1 fois. 12

7 Technique boîte blanche (8) Un chemin indépendant est un chemin traversant le programme qui introduit un nouveau ensemble d énoncés ou à une nouvelle condition. Dans un graphe de fluence, un chemin indépendant doit introduire au moins une arête du graphe qui n a jamais été traversée auparavant. 13 Technique boîte blanche (9) Chemins indépendants: 1. A-K 2. A-B-C-D-E-J-A-K 3. A-B-C-F-H-I-J-A-K 4. A-B-C-F-G-I-J-A-K F A B,C D,E Le chemin suivant n est pas un chemin indépendant: A-B-C-D-E-J-A-B-C-F-H-I-J- A-K puisque aucune nouvelle arête dans ce chemin. G I K H J 14

8 Technique boîte blanche (10) Les chemins 1, 2, 3 et 4 forment l ensemble de base (chemins de base). En créant des cas de test qui forcent le programme à exécuter dans ces chemins, on aura tester tous les énoncés du programme au moins 1 fois. Noter que l ensemble de base n est pas un ensemble unique. Pour connaître a priori le nombre de chemins dans l ensemble de base, utiliser la valeur de la complexité cyclomatique. 15 Technique boîte blanche (11) La valeur de complexité cyclomatique est calculée selon 3 façons: 1. Le nombre de régions dans le graphe de fluence correspondent à la complexité cyclomatique. 2. La valeur cyclomatique V(G) d un graphe G est: V(G) = E - N + 2 où E = nb. arêtes, N = nb. nœuds 3. La valeur cyclomatique V(G) est aussi: V(G) = P + 1 où P est le nb. de nœuds de prédicat 16

9 Technique boîte blanche (12) Dans notre exemple: 4 régions. Noeuds de prédicat V(G) = 11 arêtes - 9 nœuds + 2 = 4 A B,C V(G) = 3 nœuds de prédicat + 1 = 4 F R2 D,E Donc, il nous faut au maximum 4 chemins indépendants dans l ensemble de base. Par extension, il nous faut 4 cas de test pour ce programme. G R3 I K H R4 J R1 17 Technique boîte blanche (13) Établissement des cas de test par la technique des chemins de base: À l aide du code source créer le graphe de fluence correspondant. Déterminer la complexité cyclomatique du graphe de fluence. Obtenir l ensemble des chemins indépendants (le nombre de chemins est indiqué par la valeur de la complexité cyclomatique). Préparer les cas de test qui exécuteront chacun des chemins indépendants. 18

10 PROCEDURE Moyenne; ENTREE: min, max, valeur SORTIE: moyenne, nb_entree, nb_valide TYPE valeur[1:100]:tableau DOUBLE; // tableau de 100 nombres TYPE moyenne, nb_entree, nb_valide, min, max, som : DOUBLE; TYPE i : ENTIER; nb_entree = nb_valide = 0; 1 i = 1; som = 0; 2 3 DO WHILE (valeur[i]!= -999) && (nb_entree < 100) nb_entree++; 4 IF (valeur[i] >= min) && (valeur[i] <= max) nb_valide++; som = som + valeur[i]; ENDIF i++; ENDO 9 10 IF (nb_valide > 0) moyenne = som / nb_total; ELSE moyenne = -999; ENDIF ENDPROCEDURE Vous pouvez également transformer le code en ordinogramme avant de tracer le diagramme de fluence 19 Le diagramme de fluence résultant R R2 R6 R R4 9 R1 7 Nœuds 2, 3, 5, 6 et 10 sont des nœuds de prédicat. 13 nœuds au total. 17 arêtes au total 6 régions au total V(G) = 6 régions V(G) = 17 arêtes - 13 nœuds + 2 = 6 V(G) = 5 nœuds de prédicat + 1 = 6 Nous devons spécifier 6 chemins indépendants 20

11 Technique boîte blanche (14) Les chemins indépendants choisis sont: (1) (2) (3) (4) * (5) * (6) * * signifie n importe quel chemin à partir du nœud Technique boîte blanche (15) Déterminer les cas de test qui forceront l exécution du code suivant les chemins indépendants. Tenir compte de la signification du code dans la préparation des cas de test. Cas de test pour le chemin (1) Le chemin (1) contient: L assignation initiale des variables Le test valeur[i]!= -999 dans la boucle WHILE Le test IF nb_valide > 0 après le ENDO Le calcul de la moyenne lorsque nb_valide > 0 22

12 Technique boîte blanche (16) Cas de test pour le chemin (1) Procédure de test: valeur[k] = entrée valide où k < i, 2 i 100 valeur[i] = -999 où 2 i 100 Résultat attendu: la valeur moyenne des k valeurs Note: ce chemin ne peut être testé seul. Conditions de test 23 Technique boîte blanche (17) Cas de test pour le chemin (2) Le chemin (2) contient: L assignation initiale des variables Le test valeur[i]!= -999 dans la boucle WHILE Le test IF nb_valide > 0 après le ENDO La moyenne est égale à -999 lorsque nb_valide <= 0 Procédure de test: valeur[1] = -999 Résultat attendu: la valeur moyenne est

13 Technique boîte blanche (18) Cas de test pour le chemin (3) Le chemin (3) contient: L assignation initiale des variables Le test valeur[i]!= -999 dans la boucle WHILE Le test nb_entree < 100 dans la boucle WHILE Le test IF nb_valide > 0 après le ENDO Le calcul de la moyenne lorsque nb_valide > 0 Procédure de test: Tenter de traiter 101 entrées Les 100 premières entrées valides Résultat attendu: la valeur moyenne des entrées 25 Technique boîte blanche (19) Cas de test pour le chemin (4) Le chemin (4) contient: L assignation initiale des variables Le test valeur[i]!= -999 dans la boucle WHILE Le test nb_entree < 100 dans la boucle WHILE nb_entree++ Le test IF valeur[i] >= min i++ La fin de la boucle WHILE 26

14 Technique boîte blanche (20) Cas de test pour le chemin (4) Procédure de test: valeur[i] = entrée valide, i < 100 valeur[k] < min, k < i Résultat attendu: la valeur moyenne des k entrées Créer les cas de test pour les chemins (5) et (6). Il est clair que la compréhension du code est primordiale pour le test boîte blanche. 27 Technique boîte blanche (21) Test des boucles Permet d établir l exactitude de la construction des boucles. Définissons quatre classes de boucles: Boucles simples Boucles en cascade Boucles imbriquées Boucles non structurées 28

15 Technique boîte blanche (22) Boucles imbriquées Boucles cascadées Boucles non structurées Boucle simple 29 Technique boîte blanche (23) Pour tester les boucles simples où n est le nombre maximal d itérations: Seulement une itération. Boucler m fois où m < n Boucler n - 1, n, n + 1 fois Pour tester les boucles imbriquées: Tester la boucle la plus «profonde» par des valeurs limites (sur l indice) et régler les autres boucles à leur valeur minimale Tester la boucle immédiatement supérieure. Maintenir les boucles inférieures à des valeurs typiques (d indice). Régler les autres boucles à leur valeur minimale. 30

16 Technique boîte blanche (24) Pour tester les boucles imbriquées: (suite) Commencer avec la boucle la plus intérieure. Régler l indice des boucles extérieurs à leur valeur minimale. Progresser vers les boucles extérieures une à une. Maintenir l indice des boucles intérieures à des valeurs typiques. Maintenir l indice des boucles extérieures à leur valeur minimale. 31 Technique boîte blanche (25) Pour tester des boucles en cascade: Boucles en cascade indépendantes les indices ne sont pas partagés. Tester comme des boucles simples séparément. Boucles en cascade dépendantes l indice d une (ou plusieurs boucles) est utilisé dans le calcul de l indice d une (ou plusieurs) autres boucles. Tester comme des boucles imbriquées. 32

17 Technique boîte blanche (26) Pour tester des boucles sans structure: Il ne doit pas exister de boucles sans structure dans le code! Éliminer ces boucles au plus vite! Danger! Des boucles sans structure est un signe de programme sans structure. 33 Technique de boîte noire (1) L approche boîte noire est complémentaire à l approche boîte blanche. Dans l approche boîte noire, le code source n est pas accessible ou disponible. Les tests sont centrés sur l établissement des conditions d entrée afin de vérifier le fonctionnalité du logiciel. 34

18 Technique de boîte noire (2) Les fautes recherchées sont: Fonctionnalités erronées ou manquantes. Erreur d assignation initiale et de terminaison. Erreurs d interface. Erreurs dans les structures de données. Problèmes dans la performance. Nous présenterons une seule technique boîte noire: Analyse des valeurs frontières. 35 Technique de boîte noire (3) L analyse des valeurs frontières est basée sur l observation selon laquelle les fautes apparaissent très souvent aux bornes limites du domaine d entrée. Cette technique utilise les cas de test qui vérifient les valeurs limites de l ensemble des valeurs d entrée. Ainsi, au lieu de tester toutes les valeurs possibles de l entrée, on teste seulement celles qui sont près des valeurs min et max. 36

19 Technique de boîte noire (4) Si la condition d entrée spécifique que la plage des entrées doit être située entre la valeur a et la valeur b: On teste l entrée avec a, b, a±ε, b±ε où ε est une petite valeur positive. Si la condition d entrée spécifique un nombre d éléments [min, max]: On teste l entrée avec un nombre d éléments min, max, max±i, max±i où i est un petit entier positif. 37 Technique de boîte noire (5) Appliquer la même procédure pour les conditions de sortie: Par exemple, un logiciel de conversion pixels en valeurs RGB. Concevoir des cas de test pour produire des triplets RGB de valeurs maximales et minimales. De même pour des structures de données. Par exemple, une zone d édition accepte un nom de fichier. Créer des cas de test pour tester un nom de longueur nul et des noms de longueur supérieure à la spécification. 38

20 Technique de boîte noire (6) Fin du chapitre 6 39