My OperaTổng quan về kiểm thử phần mềm
Thursday, September 3, 2009 3:04:22 PM
4 cấp độ test như sau:
+ Acceptance Test
+ System Test
+ Integration Test
+ Unit Test
1) Unit Test – Kiểm thử mức đơn vị
Một Unit là một thành phần PM nhỏ nhất mà ta có thể kiểm thử được.
Ví dụ: các hàm (Function), thủ tục (Procedure), lớp (Class), hoặc các phương thức (Method)
Vì Unit được chọn để kiểm tra thường có kích thước nhỏ và chức năng hoạt động đơn giản, chúng ta không khó khăn gì trong việc tổ chức, kiểm thử, ghi nhận và phân tích kết quả kiểm thử. Nếu phát hiện lỗi, việc xác định nguyên nhân và khắc phục cũng tương đối dễ dàng vì chỉ khoanh vùng trong một đơn thể Unit đang kiểm tra. Một nguyên lý đúc kết từ thực tiễn: thời gian tốn cho Unit Test sẽ được đền bù bằng việc tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí cho việc kiểm thử và sửa lỗi ở các mức kiểm thử sau đó.
Unit Test thường do lập trình viên thực hiện. Công đoạn này cần được thực hiện càng sớm càng tốt trong giai đoạn viết code và xuyên suốt chu kỳ PTPM. Thông thường, Unit Test đòi hỏi kiểm thử viên có kiến thức về thiết kế và code của chương trình. Mục đích của Unit Test là bảo đảm thông tin được xử lý và xuất (khỏi Unit) là chính xác, trong mối tương quan với dữ liệu nhập và chức năng của Unit. Điều này thường đòi hỏi tất cả các nhánh bên trong Unit đều phải được kiểm tra để phát hiện nhánh phát sinh lỗi. Một nhánh thường là một chuỗi các lệnh được thực thi trong một Unit, ví dụ: chuỗi các lệnh sau điều kiện If và nằm giữa then ... else là một nhánh. Thực tế việc chọn lựa các nhánh để đơn giản hóa việc kiểm thử và quét hết Unit đòi hỏi phải có kỹ thuật, đôi khi phải dùng thuật toán để chọn lựa.
Conga he các much kiểm thử khác, Unit Test cũng đòi hỏi phải chuẩn bị trước các tình huống (test case) hoặc kịch bản (script), trong đó chỉ định rõ dữ liệu vào, các bước thực hiện và dữ liệu mong chờ sẽ xuất ra. Các test case và script này nên được giữ lại để tái sử dụng.
2) Itergration Test – Kiểm thư tích hợp
Integration test kết hợp các thành phần của một ứng dụng và kiểm thử như một ứng dụng đã hoàn thành. Trong khi Unit Test kiểm tra các thành phần và Unit riêng lẻ thì Intgration Test kết hợp chúng lại với nhau và kiểm tra sự giao tiếp giữa chúng.
Integration Test có 2 mục tiêu chính:
• Phát hiện lỗi giao tiếp xảy ra giữa các Unit.
• Tích hợp các Unit đơn lẻ thành các hệ thống nhỏ (subsystem) và cuối cùng là nguyên hệ thống hoàn chỉnh (system) chuẩn bị cho kiểm thử ở mức hệ thống (System Test).
Trong Unit Test, lập trình viên cố gắng phát hiện lỗi liên quan đến chức năng và cấu trúc nội tại của Unit. Có một số phép kiểm thử đơn giản trên giao tiếp giữa Unit với các thành phần liên quan khác, tuy nhiên mọi giao tiếp liên quan đến Unit thật sự được kiểm tra đầy đủ khi các Unit tích hợp với nhau trong khi thực hiện Integration Test.
Trừ một số ít ngoại lệ, Integration Test chỉ nên thực hiện trên những Unit đã được kiểm tra cẩn thận trước đó bằng Unit Test, và tất cả các lỗi mức Unit đã được sửa chữa. Một số người hiểu sai rằng Unit một khi đã qua giai đoạn Unit Test với các giao tiếp giả lập thì không cần phải thực hiện Integration Test nữa. Thực tế việc tích hợp giữa các Unit dẫn đến những tình huống hoàn toàn khác.
Một chiến lược cần quan tâm trong Integration Test là nên tích hợp dần từng Unit. Một Unit tại một thời điểm được tích hợp vào một nhóm các Unit khác đã tích hợp trước đó và đã hoàn tất (passed) các đợt Integration Test trước đó. Lúc này, ta chỉ cần kiểm thử giao tiếp của Unit mới thêm vào với hệ thống các Unit đã tích hợp trước đó, điều này làm cho số lượng kiểm thử sẽ giảm đi rất nhiều, sai sót sẽ giảm đáng kể.
Có 4 loại kiểm thử trong Integration Test:
• Kiểm thử cấu trúc (Structure Test): Tương tự White Box Test (kiểm thử nhằm bảo đảm các thành phần bên trong của một chương trình chạy đúng), chú trọng đến hoạt động của các thành phần cấu trúc nội tại của chương trình chẳng hạn các lệnh và nhánh bên trong.
• Kiểm thử chức năng (Functional Test): Tương tự Black Box Test (kiểm thử chỉ chú trọng đến chức năng của chương trình, không quan tâm đến cấu trúc bên trong), chỉ khảo sát chức năng của chương trình theo yêu cầu kỹ thuật.
• Kiểm thử hiệu năng (Performance Test): kiểm thử việc vận hành của hệ thống.
• Kiểm thử khả năng chịu tải (Stress Test): kiểm thử các giới hạn của hệ thống.
3) System Test – Kiểm thử mức hệ thống
Mục đích System Test là kiểm thử thiết kế và toàn bộ hệ thống (sau khi tích hợp) có thỏa mãn yêu cầu đặt ra hay không.
System Test bắt đầu khi tất cả các bộ phận của PM đã được tích hợp thành công. Thông thường loại kiểm thử này tốn rất nhiều công sức và thời gian. Trong nhiều trường hợp, việc kiểm thử đòi hỏi một số thiết bị phụ trợ, phần mềm hoặc phần cứng đặc thù, đặc biệt là các ứng dụng thời gian thực, hệ thống phân bố, hoặc hệ thống nhúng. Ở mức độ hệ thống, người kiểm thử cũng tìm kiếm các lỗi, nhưng trọng tâm là đánh giá về hoạt động, thao tác, sự tin cậy và các yêu cầu khác liên quan đến chất lượng của toàn hệ thống.
Điểm khác nhau then chốt giữa Integration Test và System Test là System Test chú trọng các hành vi và lỗi trên toàn hệ thống, còn Integration Test chú trọng sự giao tiếp giữa các đơn thể hoặc đối tượng khi chúng làm việc cùng nhau. Thông thường ta phải thực hiện Unit Test và Integration Test để bảo đảm mọi Unit và sự tương tác giữa chúng hoạt động chính xác trước khi thực hiện System Test.
Sau khi hoàn thành Integration Test, một hệ thống PM đã được hình thành cùng với các thành phần đã được kiểm tra đầy đủ. Tại thời điểm này, lập trình viên hoặc kiểm thử viên (Tester) bắt đầu kiểm thử PM như một hệ thống hoàn chỉnh. Việc lập kế hoạch cho System Test nên bắt đầu từ giai đoạn hình thành và phân tích các yêu cầu. Phần sau ta sẽ nói rõ hơn về một quy trình System Test cơ bản và điển hình.
System Test kiểm thử cả các hành vi chức năng của phần mềm lẫn các yêu cầu về chất lượng như độ tin cậy, tính tiện lợi khi sử dụng, hiệu năng và bảo mật. Mức kiểm thử này đặc biệt thích hợp cho việc phát hiện lỗi giao tiếp với PM hoặc phần cứng bên ngoài, chẳng hạn các lỗi "tắc nghẽn" (deadlock) hoặc chiếm dụng bộ nhớ. Sau giai đoạn System Test, PM thường đã sẵn sàng cho khách hàng hoặc người dùng cuối cùng kiểm thử để chấp nhận (Acceptance Test) hoặc dùng thử (Alpha/Beta Test).
Đòi hỏi nhiều công sức, thời gian và tính chính xác, khách quan, System Test thường được thực hiện bởi một nhóm kiểm thử viên hoàn toàn độc lập với nhóm phát triển dự án. Bản thân System Test lại gồm nhiều loại kiểm thử khác nhau (xem hình 3), phổ biến nhất gồm:
• Kiểm thử chức năng (Functional Test): bảo đảm các hành vi của hệ thống thỏa mãn đúng yêu cầu thiết kế.
• Kiểm thử khả năng vận hành (Performance Test): bảo đảm tối ưu việc phân bổ tài nguyên hệ thống (ví dụ bộ nhớ) nhằm đạt các chỉ tiêu như thời gian xử lý hay đáp ứng câu truy vấn...
• Kiểm thử khả năng chịu tải (Stress Test hay Load Test): bảo đảm hệ thống vận hành đúng dưới áp lực cao (ví dụ nhiều người truy xuất cùng lúc). Stress Test tập trung vào các trạng thái tới hạn, các "điểm chết", các tình huống bất thường như đang giao dịch thì ngắt kết nối (xuất hiện nhiều trong test thiết bị như POS, ATM...)...
• Kiểm thử cấu hình (Configuration Test)
• Kiểm thử khả năng bảo mật (Security Test): bảo đảm tính toàn vẹn, bảo mật của dữ liệu và của hệ thống.
• Kiểm thử khả năng phục hồi (Recovery Test): bảo đảm hệ thống có khả năng khôi phục trạng thái ổn định trước đó trong tình huống mất tài nguyên hoặc dữ liệu; đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống giao dịch như ngân hàng trực tuyến...
Nhìn từ quan điểm người dùng, các cấp độ kiểm thử trên rất quan trọng: bảo đảm hệ thống đủ khả năng làm việc trong môi trường thực.
Lưu ý không nhất thiết phải thực hiện tất cả các loại kiểm thử nêu trên. Tùy yêu cầu và đặc trưng của từng hệ thống, tuỳ khả năng và thời gian cho phép của dự án, khi lập kế hoạch, người Quản lý dự án sẽ quyết định áp dụng những loại kiểm thử nào.
4) Acceptance Test – Kiểm thử chấp nhận sản phẩm
Thông thường, sau giai đoạn System Test là Acceptance Test, được khách hàng thực hiện (hoặc ủy quyền cho một nhóm thứ ba thực hiện). Mục đích của Acceptance Test là để chứng minh PM thỏa mãn tất cả yêu cầu của khách hàng và khách hàng chấp nhận sản phẩm (và trả tiền thanh toán hợp đồng).
Acceptance Test có ý nghĩa hết sức quan trọng, mặc dù trong hầu hết mọi trường hợp, các phép kiểm thử của System Test và Accepatnce Test gần như tương tự, nhưng bản chất và cách thức thực hiện lại rất khác biệt.
Đối với những sản phẩm dành bán rộng rãi trên thị trường cho nhiều người sử dụng, thông thường sẽ thông qua hai loại kiểm thử gọi là Alpha Test và Beta Test. Với Alpha Test, người dùng (user) kiểm thử PM ngay tại nơi PTPM, lập trình viên sẽ ghi nhận các lỗi hoặc phản hồi, và lên kế hoạch sửa chữa. Với Beta Test, PM sẽ được gửi tới cho người dùng (user) để kiểm thử ngay trong môi trường thực, lỗi hoặc phản hồi cũng sẽ gửi ngược lại cho lập trình viên để sửa chữa.
Thực tế cho thấy, nếu khách hàng không quan tâm và không tham gia vào quá trình PTPM thì kết quả Acceptance Test sẽ sai lệch rất lớn, mặc dù PM đã trải qua tất cả các kiểm thử trước đó. Sự sai lệch này liên quan đến việc hiểu sai yêu cầu cũng như sự mong chờ của khách hàng. Ví dụ đôi khi một PM xuất sắc vượt qua các phép kiểm thử về chức năng thực hiện bởi nhóm thực hiện dự án, nhưng khách hàng khi kiểm thử sau cùng vẫn thất vọng vì bố cục màn hình nghèo nàn, thao tác không tự nhiên, không theo tập quán sử dụng của khách hàng v.v...
Gắn liền với giai đoạn Acceptance Test thường là một nhóm những dịch vụ và tài liệu đi kèm, phổ biến như hướng dẫn cài đặt, sử dụng v.v... Tất cả tài liệu đi kèm phải được cập nhật và kiểm thử chặt chẽ.
+ Acceptance Test
+ System Test
+ Integration Test
+ Unit Test
1) Unit Test – Kiểm thử mức đơn vị
Một Unit là một thành phần PM nhỏ nhất mà ta có thể kiểm thử được.
Ví dụ: các hàm (Function), thủ tục (Procedure), lớp (Class), hoặc các phương thức (Method)
Vì Unit được chọn để kiểm tra thường có kích thước nhỏ và chức năng hoạt động đơn giản, chúng ta không khó khăn gì trong việc tổ chức, kiểm thử, ghi nhận và phân tích kết quả kiểm thử. Nếu phát hiện lỗi, việc xác định nguyên nhân và khắc phục cũng tương đối dễ dàng vì chỉ khoanh vùng trong một đơn thể Unit đang kiểm tra. Một nguyên lý đúc kết từ thực tiễn: thời gian tốn cho Unit Test sẽ được đền bù bằng việc tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí cho việc kiểm thử và sửa lỗi ở các mức kiểm thử sau đó.
Unit Test thường do lập trình viên thực hiện. Công đoạn này cần được thực hiện càng sớm càng tốt trong giai đoạn viết code và xuyên suốt chu kỳ PTPM. Thông thường, Unit Test đòi hỏi kiểm thử viên có kiến thức về thiết kế và code của chương trình. Mục đích của Unit Test là bảo đảm thông tin được xử lý và xuất (khỏi Unit) là chính xác, trong mối tương quan với dữ liệu nhập và chức năng của Unit. Điều này thường đòi hỏi tất cả các nhánh bên trong Unit đều phải được kiểm tra để phát hiện nhánh phát sinh lỗi. Một nhánh thường là một chuỗi các lệnh được thực thi trong một Unit, ví dụ: chuỗi các lệnh sau điều kiện If và nằm giữa then ... else là một nhánh. Thực tế việc chọn lựa các nhánh để đơn giản hóa việc kiểm thử và quét hết Unit đòi hỏi phải có kỹ thuật, đôi khi phải dùng thuật toán để chọn lựa.
Conga he các much kiểm thử khác, Unit Test cũng đòi hỏi phải chuẩn bị trước các tình huống (test case) hoặc kịch bản (script), trong đó chỉ định rõ dữ liệu vào, các bước thực hiện và dữ liệu mong chờ sẽ xuất ra. Các test case và script này nên được giữ lại để tái sử dụng.
2) Itergration Test – Kiểm thư tích hợp
Integration test kết hợp các thành phần của một ứng dụng và kiểm thử như một ứng dụng đã hoàn thành. Trong khi Unit Test kiểm tra các thành phần và Unit riêng lẻ thì Intgration Test kết hợp chúng lại với nhau và kiểm tra sự giao tiếp giữa chúng.
Integration Test có 2 mục tiêu chính:
• Phát hiện lỗi giao tiếp xảy ra giữa các Unit.
• Tích hợp các Unit đơn lẻ thành các hệ thống nhỏ (subsystem) và cuối cùng là nguyên hệ thống hoàn chỉnh (system) chuẩn bị cho kiểm thử ở mức hệ thống (System Test).
Trong Unit Test, lập trình viên cố gắng phát hiện lỗi liên quan đến chức năng và cấu trúc nội tại của Unit. Có một số phép kiểm thử đơn giản trên giao tiếp giữa Unit với các thành phần liên quan khác, tuy nhiên mọi giao tiếp liên quan đến Unit thật sự được kiểm tra đầy đủ khi các Unit tích hợp với nhau trong khi thực hiện Integration Test.
Trừ một số ít ngoại lệ, Integration Test chỉ nên thực hiện trên những Unit đã được kiểm tra cẩn thận trước đó bằng Unit Test, và tất cả các lỗi mức Unit đã được sửa chữa. Một số người hiểu sai rằng Unit một khi đã qua giai đoạn Unit Test với các giao tiếp giả lập thì không cần phải thực hiện Integration Test nữa. Thực tế việc tích hợp giữa các Unit dẫn đến những tình huống hoàn toàn khác.
Một chiến lược cần quan tâm trong Integration Test là nên tích hợp dần từng Unit. Một Unit tại một thời điểm được tích hợp vào một nhóm các Unit khác đã tích hợp trước đó và đã hoàn tất (passed) các đợt Integration Test trước đó. Lúc này, ta chỉ cần kiểm thử giao tiếp của Unit mới thêm vào với hệ thống các Unit đã tích hợp trước đó, điều này làm cho số lượng kiểm thử sẽ giảm đi rất nhiều, sai sót sẽ giảm đáng kể.
Có 4 loại kiểm thử trong Integration Test:
• Kiểm thử cấu trúc (Structure Test): Tương tự White Box Test (kiểm thử nhằm bảo đảm các thành phần bên trong của một chương trình chạy đúng), chú trọng đến hoạt động của các thành phần cấu trúc nội tại của chương trình chẳng hạn các lệnh và nhánh bên trong.
• Kiểm thử chức năng (Functional Test): Tương tự Black Box Test (kiểm thử chỉ chú trọng đến chức năng của chương trình, không quan tâm đến cấu trúc bên trong), chỉ khảo sát chức năng của chương trình theo yêu cầu kỹ thuật.
• Kiểm thử hiệu năng (Performance Test): kiểm thử việc vận hành của hệ thống.
• Kiểm thử khả năng chịu tải (Stress Test): kiểm thử các giới hạn của hệ thống.
3) System Test – Kiểm thử mức hệ thống
Mục đích System Test là kiểm thử thiết kế và toàn bộ hệ thống (sau khi tích hợp) có thỏa mãn yêu cầu đặt ra hay không.
System Test bắt đầu khi tất cả các bộ phận của PM đã được tích hợp thành công. Thông thường loại kiểm thử này tốn rất nhiều công sức và thời gian. Trong nhiều trường hợp, việc kiểm thử đòi hỏi một số thiết bị phụ trợ, phần mềm hoặc phần cứng đặc thù, đặc biệt là các ứng dụng thời gian thực, hệ thống phân bố, hoặc hệ thống nhúng. Ở mức độ hệ thống, người kiểm thử cũng tìm kiếm các lỗi, nhưng trọng tâm là đánh giá về hoạt động, thao tác, sự tin cậy và các yêu cầu khác liên quan đến chất lượng của toàn hệ thống.
Điểm khác nhau then chốt giữa Integration Test và System Test là System Test chú trọng các hành vi và lỗi trên toàn hệ thống, còn Integration Test chú trọng sự giao tiếp giữa các đơn thể hoặc đối tượng khi chúng làm việc cùng nhau. Thông thường ta phải thực hiện Unit Test và Integration Test để bảo đảm mọi Unit và sự tương tác giữa chúng hoạt động chính xác trước khi thực hiện System Test.
Sau khi hoàn thành Integration Test, một hệ thống PM đã được hình thành cùng với các thành phần đã được kiểm tra đầy đủ. Tại thời điểm này, lập trình viên hoặc kiểm thử viên (Tester) bắt đầu kiểm thử PM như một hệ thống hoàn chỉnh. Việc lập kế hoạch cho System Test nên bắt đầu từ giai đoạn hình thành và phân tích các yêu cầu. Phần sau ta sẽ nói rõ hơn về một quy trình System Test cơ bản và điển hình.
System Test kiểm thử cả các hành vi chức năng của phần mềm lẫn các yêu cầu về chất lượng như độ tin cậy, tính tiện lợi khi sử dụng, hiệu năng và bảo mật. Mức kiểm thử này đặc biệt thích hợp cho việc phát hiện lỗi giao tiếp với PM hoặc phần cứng bên ngoài, chẳng hạn các lỗi "tắc nghẽn" (deadlock) hoặc chiếm dụng bộ nhớ. Sau giai đoạn System Test, PM thường đã sẵn sàng cho khách hàng hoặc người dùng cuối cùng kiểm thử để chấp nhận (Acceptance Test) hoặc dùng thử (Alpha/Beta Test).
Đòi hỏi nhiều công sức, thời gian và tính chính xác, khách quan, System Test thường được thực hiện bởi một nhóm kiểm thử viên hoàn toàn độc lập với nhóm phát triển dự án. Bản thân System Test lại gồm nhiều loại kiểm thử khác nhau (xem hình 3), phổ biến nhất gồm:
• Kiểm thử chức năng (Functional Test): bảo đảm các hành vi của hệ thống thỏa mãn đúng yêu cầu thiết kế.
• Kiểm thử khả năng vận hành (Performance Test): bảo đảm tối ưu việc phân bổ tài nguyên hệ thống (ví dụ bộ nhớ) nhằm đạt các chỉ tiêu như thời gian xử lý hay đáp ứng câu truy vấn...
• Kiểm thử khả năng chịu tải (Stress Test hay Load Test): bảo đảm hệ thống vận hành đúng dưới áp lực cao (ví dụ nhiều người truy xuất cùng lúc). Stress Test tập trung vào các trạng thái tới hạn, các "điểm chết", các tình huống bất thường như đang giao dịch thì ngắt kết nối (xuất hiện nhiều trong test thiết bị như POS, ATM...)...
• Kiểm thử cấu hình (Configuration Test)
• Kiểm thử khả năng bảo mật (Security Test): bảo đảm tính toàn vẹn, bảo mật của dữ liệu và của hệ thống.
• Kiểm thử khả năng phục hồi (Recovery Test): bảo đảm hệ thống có khả năng khôi phục trạng thái ổn định trước đó trong tình huống mất tài nguyên hoặc dữ liệu; đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống giao dịch như ngân hàng trực tuyến...
Nhìn từ quan điểm người dùng, các cấp độ kiểm thử trên rất quan trọng: bảo đảm hệ thống đủ khả năng làm việc trong môi trường thực.
Lưu ý không nhất thiết phải thực hiện tất cả các loại kiểm thử nêu trên. Tùy yêu cầu và đặc trưng của từng hệ thống, tuỳ khả năng và thời gian cho phép của dự án, khi lập kế hoạch, người Quản lý dự án sẽ quyết định áp dụng những loại kiểm thử nào.
4) Acceptance Test – Kiểm thử chấp nhận sản phẩm
Thông thường, sau giai đoạn System Test là Acceptance Test, được khách hàng thực hiện (hoặc ủy quyền cho một nhóm thứ ba thực hiện). Mục đích của Acceptance Test là để chứng minh PM thỏa mãn tất cả yêu cầu của khách hàng và khách hàng chấp nhận sản phẩm (và trả tiền thanh toán hợp đồng).
Acceptance Test có ý nghĩa hết sức quan trọng, mặc dù trong hầu hết mọi trường hợp, các phép kiểm thử của System Test và Accepatnce Test gần như tương tự, nhưng bản chất và cách thức thực hiện lại rất khác biệt.
Đối với những sản phẩm dành bán rộng rãi trên thị trường cho nhiều người sử dụng, thông thường sẽ thông qua hai loại kiểm thử gọi là Alpha Test và Beta Test. Với Alpha Test, người dùng (user) kiểm thử PM ngay tại nơi PTPM, lập trình viên sẽ ghi nhận các lỗi hoặc phản hồi, và lên kế hoạch sửa chữa. Với Beta Test, PM sẽ được gửi tới cho người dùng (user) để kiểm thử ngay trong môi trường thực, lỗi hoặc phản hồi cũng sẽ gửi ngược lại cho lập trình viên để sửa chữa.
Thực tế cho thấy, nếu khách hàng không quan tâm và không tham gia vào quá trình PTPM thì kết quả Acceptance Test sẽ sai lệch rất lớn, mặc dù PM đã trải qua tất cả các kiểm thử trước đó. Sự sai lệch này liên quan đến việc hiểu sai yêu cầu cũng như sự mong chờ của khách hàng. Ví dụ đôi khi một PM xuất sắc vượt qua các phép kiểm thử về chức năng thực hiện bởi nhóm thực hiện dự án, nhưng khách hàng khi kiểm thử sau cùng vẫn thất vọng vì bố cục màn hình nghèo nàn, thao tác không tự nhiên, không theo tập quán sử dụng của khách hàng v.v...
Gắn liền với giai đoạn Acceptance Test thường là một nhóm những dịch vụ và tài liệu đi kèm, phổ biến như hướng dẫn cài đặt, sử dụng v.v... Tất cả tài liệu đi kèm phải được cập nhật và kiểm thử chặt chẽ.
