Leitfaden zu Softwaretestmethoden: Ein Überblick auf hoher Ebene

Hochwertige, sichere und zuverlässige Softwaresysteme werden geliefert, weil Entwickler, Ingenieure und Programmierer strenge Softwaretests als Teil einer Markteinführungsstrategie durchführen.

Die Vorteile des Testens sind einfach. Beseitigen Sie Fehler, vermeiden Sie Fehler, reduzieren Sie die Entwicklungskosten, verbessern Sie die Leistung und verhindern Sie Rechtsstreitigkeiten. Als Entwickler von Softwaretests sind wir grundsätzlich der Meinung, dass diese in alle Phasen des Softwareentwicklungsprozesses integriert werden sollten.

In der Vergangenheit haben nur wenige Softwareingenieure, Entwickler oder Ingenieure für Qualitätssicherung den Software-Testprozess ganzheitlich betrachtet. Traditionell wurden Softwaretests vom Rest der Entwicklung getrennt und gegen Ende des Entwicklungszyklus von Qualitätssicherungsingenieuren durchgeführt.

Wenn Fehler gefunden würden, wären die Korrekturen höchstwahrscheinlich kostspielig und die Veröffentlichungstermine würden hinausgeschoben – was die Glaubwürdigkeit des Unternehmens und das Vertrauen der Interessengruppen zunichte machen würde. Die Folge waren erhöhte Kosten und schrumpfende Gewinne.

In diesem allgemeinen Überblick über das Testen fügen wir alle Teile des Softwaretest-Puzzles zusammen.

Was ist Softwaretesten?

Testen kann als Prozess der Analyse eines Softwareelements definiert werden, um die Unterschiede zwischen vorhandenen und erforderlichen Bedingungen zu erkennen und die Merkmale des Softwareelements zu bewerten. In diesem Prozess validieren und verifizieren wir, dass ein Softwareprodukt oder eine Anwendung das tut, was es tun soll. Das System oder seine Komponenten werden getestet, um sicherzustellen, dass die Software alle festgelegten Anforderungen erfüllt.

Durch die Ausführung der in der Entwicklung befindlichen Systeme können wir etwaige Lücken, Fehler oder fehlende Anforderungen im Gegensatz zu den tatsächlichen Anforderungen identifizieren. Niemand möchte sich mit der Behebung von Fehlern, verspäteten Lieferungen, Mängeln oder schwerwiegenden Fehlfunktionen herumschlagen, die zu Schäden oder zum Tod führen.

Wer führt Softwaretests durch?

Die Personen, die Tests durchführen und Testprozesse entwickeln, sind von Organisation zu Organisation sehr unterschiedlich. Unternehmen haben unterschiedliche Bezeichnungen für Personen, die die Software aufgrund ihrer Erfahrung und ihres Wissens testen, es kommt also auf den Prozess und die damit verbundenen Stakeholder eines Projekts an. Titel wie Software Quality Assurance Engineer und Software Developer sind üblich. Dies sind einige allgemeine Titel und ihre Funktionen zum Testen.

QA-Ingenieur/Softwaretester sind für das Ausspülen von Mängeln zuständig. Viele sind Experten für Software- und Systemanalyse, Risikominderung und softwarebezogene Problemprävention. Sie haben möglicherweise nur begrenzte Kenntnisse über das System, studieren jedoch die Anforderungsdokumentation und führen manuelle und automatisierte Tests durch. Sie Testfälle erstellen und ausführen und Fehler melden. Nachdem die Entwicklung die Fehler behoben hat, testen sie erneut.

Softwareentwickler kann das gesamte System kennen – von Anfang bis Ende. Sie sind am Design, der Entwicklung und dem Testen von Systemen beteiligt, sodass sie alle Richtlinien und Anforderungen kennen. Darüber hinaus sind sie hochqualifiziert in der Softwareentwicklung, einschließlich Testautomatisierung.

Projektleitung/Manager sind für das gesamte Projekt verantwortlich – Produktqualität, Lieferzeit und erfolgreicher Abschluss des Entwicklungszyklus. Wenn Produktprobleme auftreten, ist es der Produktmanager, der die Zeitrahmen für die Lösung der Probleme priorisiert.

Endverbraucher sind die Stakeholder oder Kunden. Betatests sind eine Vorabversion der Software, die dazu beiträgt, eine hohe Qualität und Kundenzufriedenheit sicherzustellen. Wer kann am besten feststellen, ob das gelieferte Produkt auf dem richtigen Weg ist, um seine Annahme zu erfüllen?

Systemingenieure Design und Architektur des Systems aus gesammelten Anforderungen und Konzepten. Aufgrund des Wissensschatzes, den sie auf dem System besitzen, definieren sie Testfälle auf Systemebene, die später vom QA-Team und/oder Softwareentwicklern umgesetzt werden. Die Überprüfung der Anforderungen an Testfälle wird ebenfalls durchgeführt. In hochkomplexen Systemen, in denen Modellierung verwendet wird, werden häufig Tests durch Modellausführung des logischen und/oder physikalischen Systemdesigns von Systemingenieuren durchgeführt.

Wann sollte man mit Softwaretests beginnen?

Ein früher Beginn des Testens ist am besten, da er die Kosten sowie die Zeit reduziert, die für die Nachbearbeitung und die Erstellung eines sauberen architektonischen Designs und einer fehlerfreien Software erforderlich ist. Jede Phase des Softwareentwicklungslebenszyklus (SDLC) bietet sich als Gelegenheit zum Testen an, was in unterschiedlichen Formen durchgeführt wird.

Beispielsweise kann im SDLC eine Form des Testens während der Phase der Anforderungserfassung beginnen. Anforderungen müssen klar verstanden werden. Zurück zu den Stakeholdern zu gehen, um die Anforderungen zu klären und auszuhandeln, ist eine Form des Testens der Interpretation der Stakeholder-Anforderungen, um sicherzustellen, dass das richtige System aufgebaut wird. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil des Produkt- und Projektmanagements. Testfälle für Abnahmetests müssen ebenfalls definiert werden.

Es ist wichtig zu verstehen, dass Testfälle, die während der Systementwicklungsphase definiert werden, textbasierte Testfälle sind, die erklären, was und wie das System getestet werden sollte. Diese Testfälle werden später von der Entwicklung und/oder dem QA-Team realisiert, aufgebaut aus dem textbasierten Testfall der Systemingenieure sowie der verknüpften Anforderung. Die Validierung bzw. Ausführung der realisierten Testfälle führt zu den Pass/Fail-Ergebnissen, die den Nachweis der ordnungsgemäßen Funktionalität erbringen und auch für andere verwendet werden können Compliance-Anforderungen.

Die Phase der Anforderungszerlegung und des architektonischen Entwurfs detailliert das System auf einer anderen Abstraktionsebene weiter. Schnittstellen werden definiert, und wenn die Modellierung mit SysML, UML oder einer anderen Sprache durchgeführt wird, ist das Testen der Architektur durch Simulation, um Designfehler zu beseitigen, eine weitere wichtige Aufgabe.

Während dieses Prozesses werden zusätzliche Anforderungen definiert, einschließlich der Testfälle, die jede von ihnen verifizieren und validieren. Eine zusätzliche Zerlegung findet statt, um das detaillierte Design zu erzeugen.

Letztendlich werden Anforderungen auf Systemebene zu Testfällen auf Systemebene, Architekturanforderungen zu Testfällen für Integrationstests und die Detaildesignanforderungen oder Low-Level-Anforderungen zu Unit-Testfällen verfolgt. Die Überprüfung der Anforderungen kann beginnen, um sicherzustellen, dass jede Anforderung auf einen Testfall zurückgeführt werden kann. EIN Anforderungsrückverfolgbarkeitsmatrix generieren ? ist perfekt, um Rückverfolgbarkeitslücken zu finden.

Wenn die Übergabe vom System an die Softwareentwickler erfolgt, beginnen die Entwickler mit der Implementierung basierend auf den Anforderungen. Hier wenden Softwareentwickler Codierungsstandards an oder sollten diese anwenden, um die Codequalität sicherzustellen. Durch die statische Codeanalyse, bei der es sich um eine Form des Testens handelt, werden in den frühesten Phasen der Implementierungsphase, wenn sie auch am kostengünstigsten zu beheben ist, Codierungsfehler sowie Sicherheitsprobleme aufgedeckt. Unit-Test wird folgen, und jeder realisierte Unit-Testfall muss mit den Low-Level-Anforderungen oder dem Testfall, den er realisiert, verknüpft werden.

Während sich die Implementierung des Systems weiterentwickelt, müssen die Testfälle, die früher während des Systems-Engineering-Prozesses definiert wurden, realisiert und gegen das in der Entwicklung befindliche System ausgeführt werden. Beginnend mit Unit-Tests, gefolgt von Integrationstests, Systemtests und Akzeptanztests. Darüber hinaus müssen je nach Art der Dienstqualitätsanforderungen möglicherweise andere Testmethoden durchgeführt werden, wie z API-Tests, Leistungstests, Belastungstests, Portabilitätstests, Usability-Tests und so weiter.

Software-Testmethoden

Softwaretestmethoden sind die Strategien, Prozesse oder Umgebungen, die zum Testen verwendet werden. Die beiden am weitesten verbreiteten SDLC-Methoden sind Agile und Wasserfall, und das Testen ist für diese beiden Umgebungen sehr unterschiedlich.

Wasserfall-Modell

Beim Wasserfallmodell beispielsweise werden formale Tests in der Testphase durchgeführt, die nach Abschluss der Entwicklungsphase beginnt. Das Wasserfallmodell zum Testen eignet sich gut für kleine, weniger komplexe Projekte. Wenn Anforderungen jedoch zu Beginn nicht klar definiert sind, ist es äußerst schwierig, in abgeschlossenen Phasen zurückzugehen und Änderungen vorzunehmen.

Das Wasserfallmodell ist bei kleinen Projekten beliebt, da es weniger Prozesse und Akteure zu betreuen hat, was zu einem schnelleren Projektabschluss führen kann. Fehler werden jedoch später in der Entwicklung gefunden, was ihre Behebung teurer macht.

Agiles Modell

Das Agile-Modell eignet sich am besten für größere Entwicklungsprojekte. Agile Tests sind ein inkrementelles Modell, bei dem Tests am Ende jedes Inkrements oder jeder Iteration durchgeführt werden. Darüber hinaus wird die gesamte Anwendung nach Abschluss des Projekts getestet. Mit dem agilen Modell besteht im Entwicklungsprozess ein geringeres Risiko, da jedes Teammitglied versteht, was abgeschlossen wurde und was nicht. Die Ergebnisse von Entwicklungsprojekten sind mit Agile in der Regel besser, wenn es einen starken, erfahrenen Projektmanager gibt, der schnelle Entscheidungen treffen kann.

Iteratives Modell

Andere SDLC-Modelle umfassen das iterative Modell und das DevOps-Modell. Beim iterativen Modell erstellen Entwickler Basisversionen der Software, überprüfen und verbessern die Anwendung in Iterationen – kleinen Schritten. Dies ist ein guter Ansatz für extrem große Anwendungen, die schnell abgeschlossen werden müssen. Defekte können früher erkannt werden, was bedeutet, dass sie weniger kostspielig zu beheben sind.

DevOps-Ansatz und kontinuierliches Testen

Bei Einnahme eines DevOps-Ansatz zum TestenBeim kontinuierlichen Testen erfolgt eine Zusammenarbeit mit den Betriebsteams über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Durch diesen Ansatz warten Entwicklungsteams nicht mit der Durchführung von Tests, bis sie die Software erfolgreich erstellt haben oder sich ihrer Fertigstellung nähern. Stattdessen testen sie die Software kontinuierlich während des Build-Prozesses.

Kontinuierliches Testen nutzt automatisierte Testmethoden wie statische Analyse, Regressionstests und Code-Coverage-Lösungen als Teil der CI/CD-Softwareentwicklungspipeline, um während des Build-Prozesses sofortiges Feedback zu eventuell bestehenden Geschäftsrisiken zu geben. Dieser Ansatz erkennt Fehler früher, wenn ihre Behebung kostengünstiger ist, und liefert schneller qualitativ hochwertigen Code.

Manuelle vs. automatisierte Softwaretests

Softwaretests können entweder manuell oder durch Automatisierung durchgeführt werden. Beide Ansätze haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und die Wahl zwischen ihnen hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise der Komplexität des Projekts, den verfügbaren Ressourcen und den Testanforderungen.

Beim manuellen Testen sitzt der Mensch am Steuer. Tester durchlaufen vordefinierte Fälle oder erkunden die Software frei und nutzen dabei ihre Intuition, um unerwartete Probleme aufzuspüren. Dies ist ideal für Usability-Tests, bei denen eine menschliche Perspektive entscheidend ist, um die Benutzeroberfläche und das Gesamterlebnis zu bewerten.

Andererseits beinhaltet automatisiertes Testen die Verwendung von Skripten oder Tools, um Testfälle auszuführen und erwartete Ergebnisse zu validieren. Automatisierte Tests sind praktisch für Regressionstests, bei denen dieselben Testfälle nach jeder Codeänderung oder -aktualisierung wiederholt ausgeführt werden müssen.

Insbesondere bei großen und komplexen Projekten kann die Automatisierung erheblich Zeit und Aufwand sparen, da sie es Testern ermöglicht, zahlreiche Testfälle gleichzeitig und konsistent auszuführen.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zwischen manuell und manuell zusammen Automatisierte Softwaretests.

Welche Arten von Softwaretests gibt es?

Zu den häufigsten Arten von Softwaretests gehören:

• Statische Analyse
• Unit-Test
• Integrationstests
• Systemtests
• Abnahmetests

Statische Analyse

Die statische Analyse beinhaltet keine dynamische Ausführung der zu testenden Software und kann mögliche Fehler in einem frühen Stadium erkennen, bevor das Programm ausgeführt wird. Die statische Analyse wird während oder nach der Codierung und vor der Ausführung von Komponententests durchgeführt. Es kann von einer Codeanalyse-Engine ausgeführt werden, um den Quellcode automatisch zu „durchgehen“ und nicht konforme Regeln oder lexikalische, syntaktische und sogar einige semantische Fehler zu erkennen.

Statische Codeanalysetools bewerten, kompilieren und prüfen auf Schwachstellen und Sicherheitslücken, um den zu testenden Code zu analysieren. Die statischen Analysetools von Parasoft helfen Benutzern bei der Verwaltung der Testergebnisse, einschließlich der Priorisierung von Ergebnissen, der Unterdrückung unerwünschter Ergebnisse und der Zuweisung von Ergebnissen an Entwickler. Diese Tools unterstützen eine umfassende Reihe von Entwicklungsökosystemen zur Integration in eine umfangreiche Liste von IDE-Produkten, für die statische Analysen durchgeführt werden können C, C ++, Javac, C# und VB.NET.

Unit Tests

Das Ziel von Unit-Tests ist es, jeden Teil des Programms zu isolieren und zu zeigen, dass einzelne Teile in Bezug auf Anforderungen und Funktionalität korrekt sind.

Diese Art von Tests wird von Entwicklern durchgeführt, bevor das Setup an das Testteam übergeben wird, um die Testfälle formal auszuführen. Unit-Tests werden von den jeweiligen Entwicklern auf den einzelnen Units des Quellcodes zugeordneten Bereichen durchgeführt. Die Entwickler verwenden Testdaten, die sich von den Testdaten des Qualitätssicherungsteams unterscheiden.

Die Verwendung von Parasoft zur Durchführung von Branch-, Statement- und MC/DC-Coverage ist eine Form von Unit-Tests. Die Software wird auf jede Funktion isoliert und diese Einzelteile werden untersucht. Die Einschränkung des Komponententests besteht darin, dass er nicht jeden Fehler in der Anwendung abfangen kann, da er keinen Thread oder Ausführungspfad in der Anwendung auswertet.

Integrationstests

Integrationstests sind definiert als das Testen von kombinierten Teilen einer Anwendung, um festzustellen, ob sie korrekt funktionieren. Integrationstests können auf zwei Arten durchgeführt werden:

1. Bottom-up-Integrationstests. Tester nehmen Unit-Testfälle und kombinieren andere Units, um höhere Funktionalitätsebenen zu erstellen. Diese Arten von integrierten Testfällen werden zur Validierung von Anforderungen auf hoher Ebene verwendet.
2. Top-Down-Integrationstests. Bei diesem Test wird zunächst und schrittweise die Zusammenarbeit zwischen den Modulen der höchsten Ebene getestet. Anschließend wird die Zusammenarbeit zwischen untergeordneten Modulen getestet. Die zum Testen dieser Kooperationen erstellten Testfälle sollten auf übergeordnete Anforderungen zurückgeführt werden.

Systemtest

Systemtests testen das System als Ganzes, wenn es als Blackbox betrachtet wird und es nicht erforderlich ist, das Innenleben des zu testenden Systems zu verstehen. Sobald alle Komponenten integriert sind, werden Systemtests durchgeführt, die Anwendung als Ganzes wird rigoros getestet, um sicherzustellen, dass sie die Anforderungen erfüllt. Diese Art von Tests wird vom Testteam der Qualitätssicherung durchgeführt.

• Beim Systemtest wurde das System oder die Anwendung vollständig implementiert und als Ganzes getestet.
• Die Anwendung wird gründlich getestet, um sicherzustellen, dass sie die funktionalen Anforderungen, die Dienstqualitätsanforderungen und die Geschäftsanforderungen erfüllt.
• Die Anwendung wird in der endgültigen Produktionsumgebung oder einer Umgebung getestet, die der Produktionsumgebung, in der die Anwendung bereitgestellt wird, sehr nahe kommt.
• Durch Systemtests können Unternehmen ein Gefühl für die Markteinführungszeit gewinnen, wenn bestandene Ergebnisse erzielt werden.

Abnahmetests

Dies ist wohl die wichtigste Art der Prüfung, da sie vom Qualitätssicherungsteam durchgeführt wird, das prüft, ob die Anwendung den beabsichtigten Spezifikationen entspricht und die Anforderungen des Kunden erfüllt. Das QA-Team verfügt über eine Reihe vorgefertigter Szenarien und Testfälle, die zum Testen der Anwendung verwendet werden.

Es werden weitere Ideen über die Anwendung ausgetauscht und weitere Tests können durchgeführt werden, um ihre Genauigkeit und die Gründe für die Initiierung des Projekts zu beurteilen. Abnahmetests sollen nicht nur auf einfache Rechtschreibfehler, Schönheitsfehler oder Schnittstellenlücken hinweisen, sondern auch auf Fehler in der Anwendung hinweisen, die zu Systemabstürzen oder schwerwiegenden Fehlern in der Anwendung führen.

Durch die Durchführung von Abnahmetests an einer Anwendung wird das Testteam ableiten, wie sich die Anwendung in der Produktion verhalten wird. Es gibt auch gesetzliche und vertragliche Anforderungen für die Abnahme des Systems.

Wann ist das Testen abgeschlossen und beendet?

Es ist schwierig zu bestimmen, wann man mit dem Testen aufhören sollte, da das Testen ein nie endender Prozess ist und niemand behaupten kann, dass Software zu 100 % getestet ist. Es sind jedoch Kriterien zu beachten, die als Anhaltspunkt für einen Teststopp dienen können.

1. Managemententscheidung. Der vielleicht einfachste und häufigste Weg, um zu wissen, ob das Testen angehalten wurde, ist, wenn das Management beschließt, den Testprozess zu stoppen. Die Entscheidung des Managements kann auf Zeit- oder Budgetbeschränkungen beruhen, die die Qualität beeinträchtigen können. Die Entscheidung kann einfach darin bestehen, dass das Projekt den Umfang der erforderlichen Tests erreicht hat – was bedeutet, dass die Testfristen erreicht wurden.
2. Abschluss der Testfallausführung. Nach Abschluss der Testfälle sollte die Erfolgsquote der Testfälle bei 95 % liegen und alle kritischen Testfälle wurden bestanden. Die 5 %, die fehlschlagen, sollten Testfälle mit niedriger Priorität sein.
3. Vervollständigung der Anforderungen und Robustheitstests. Entwickler und Tester können Daten aus den Testergebnissen analysieren, um sicherzustellen, dass die Anwendung wie erwartet funktioniert und für jede definierte Anforderung ein bestandenes Ergebnis erhält. Darüber hinaus werden alle wichtigen funktionalen Abläufe erfolgreich mit verschiedenen Eingaben ausgeführt und funktionieren gut.
4. Codeabdeckung bis zu einem vordefinierten Prozentsatz. Das Instrumentieren Ihres Codes und das Ausführen aller Ihrer Testfälle liefert nicht nur einen Prozentsatz des getesteten Codes, sondern deckt auch nicht ausgeführten Code auf, der möglicherweise versteckte Fehler enthält. Einige Organisationen können problemlos eine Codeabdeckung von 80 % und mehr erreichen, während andere Organisationen eine 100 %ige Abdeckung von Anweisungs-, Verzweigungs- und geänderten Zustandsentscheidungen benötigen.
5. Die Fehlerrate fällt unter ein bestimmtes Niveau. Wenn Fehlerraten unter ein vorgegebenes Niveau fallen und keine Fehler mit hoher Priorität identifiziert werden, kann das Testen angehalten werden.

Best Practices für Softwaretests

Die Bereitstellung hochwertiger Software hängt von effektiven Tests ab. Um dies zu erreichen, empfehlen wir, diese Best Practices zu befolgen, um einen robusten Testprozess zu erstellen.

Beginnen Sie früh und planen Sie

Integrieren Sie Tests von Anfang an in den gesamten Software Development Life Cycle (SDLC) (Shift-Left-Testing). Dies ermöglicht eine frühzeitige Fehlererkennung und -behebung und spart später Zeit und Ressourcen. Entwickeln Sie außerdem eine umfassende Teststrategie, die auf die Anforderungen, Ziele und Einschränkungen des Projekts abgestimmt ist. In diesem Plan sollten der Testansatz, die erforderlichen Techniken, Tools und Ressourcen dargelegt werden.

Schreiben Sie klare und überprüfbare Anforderungen

Eindeutige und testbare Softwareanforderungen sind von grundlegender Bedeutung. Klare Anforderungen stellen sicher, dass alle auf dem gleichen Stand sind und erleichtern die Erstellung effektiver Testfälle.

Automatisierung für mehr Effizienz

Nutzen Sie Testautomatisierungs-Frameworks wie C/C++test oder Open-Source-Tools wie GoogleTest mit C/C++test CT und anderen Tools, um Tests zu rationalisieren, den manuellen Aufwand zu minimieren und die Testabdeckung und -konsistenz zu verbessern.

Nutzen Sie Tools zur Codeanalyse

Identifizieren Sie potenzielle Mängel, Sicherheitslücken und Verstöße gegen Codierungsstandards frühzeitig bei der Verwendung Statische Codeanalysetools.

Sorgen Sie für die Rückverfolgbarkeit

Stellen Sie die Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen, Testfällen und dem Code her. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Anforderungen gründlich getestet werden und erkannte Fehler bis zum Code zurückverfolgt werden können.

Kontinuierlich verbessern

Überwachen und analysieren Sie ständig Testmetriken wie die Einhaltung von Codierungsstandards, die Testabdeckung und Fehlertrends. Nutzen Sie diese Informationen, um Verbesserungsmöglichkeiten zu ermitteln und die Teststrategie und -prozesse entsprechend anzupassen.

Fördern Sie Zusammenarbeit und Kommunikation

Fördern Sie die Zusammenarbeit und offene Kommunikation zwischen Entwicklern, Testern und allen beteiligten Stakeholdern. Regelmäßige Kommunikation und Wissensaustausch können dazu beitragen, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und sicherzustellen, dass die Tests mit den Projektzielen und den Erwartungen der Stakeholder übereinstimmen.

Wie hilft Parasoft beim Softwaretesten?

Parasoft hilft Ihnen mit automatisierten Testlösungen, die jede Phase des Entwicklungszyklus abdecken, qualitativ hochwertige Software bereitzustellen, die sicher und zuverlässig ist. Die Software-Testautomatisierungslösungen von Parasoft bieten einen einheitlichen Satz von Tools zur Beschleunigung des Testens, indem sie Teams dabei unterstützen, das Testen in die frühen Phasen der Entwicklung zu verlagern, während die Rückverfolgbarkeit, die Aufzeichnung von Testergebnissen, Details zur Codeabdeckung, die Berichterstellung und die Compliance-Dokumentation aufrechterhalten werden.

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