Parasoft-Logo

Entdecken Sie das TÜV-zertifizierte GoogleTest mit Agentic AI für C/C++-Tests!
Details ansehen »

Parasoft-Blog

Leitfaden zu Softwaretestmethoden: Ein Überblick auf hoher Ebene

By Richard Camacho 13. Februar 2026 13 min gelesen
13. Februar 2026 | 13 min gelesen
By Richard Camacho
Weißer Text auf marineblauem Hintergrund links: Software Testing Methodologies: A High-Level Overview. Rechts im Vordergrund sind transparenter Code und Grafiken in Anspielung auf den Bildschirm, auf den ein junger Herr in Gedanken versunken blickt. Er

Ein Teil dessen, was die besten Softwareentwicklungsunternehmen von den anderen unterscheidet, ist die Tiefe der Softwaretests, die sie an ihren Softwareprodukten durchführen. Aber wie machen sie das? Erfahren Sie mehr in dieser allgemeinen Übersicht.

Die Entwicklungsteams liefern qualitativ hochwertige, sichere und zuverlässige Embedded-Software durch strenge Tests, die häufig durch regulatorische und normenkonforme Anforderungen bedingt sind.

Die Vorteile von Tests liegen auf der Hand: Fehler frühzeitig erkennen und beheben, Entwicklungskosten senken, die Performance verbessern und rechtliche Risiken minimieren. Wir bei Parasoft sind überzeugt, dass Tests in jede Phase des Entwicklungsprozesses integriert werden sollten.

Historisch gesehen war dies nicht der Fall. Das Testen wurde als separate Phase behandelt, die erst spät im Zyklus von spezialisierten Mitarbeitern durchgeführt wurde. QA-TeamsWenn Fehler entdeckt wurden, waren die Behebungen kostspielig, die Veröffentlichungen verzögerten sich und das Vertrauen der Stakeholder schwand.

Diese Übersicht bietet einen umfassenden Einblick in das Softwaretesting und verbindet die einzelnen Elemente über den gesamten Entwicklungslebenszyklus hinweg.

Wichtige Erkenntnisse

Modernes Testen eingebetteter Software ist nicht länger ein abschließender Prüfpunkt. Es ist eine kontinuierliche Disziplin, die sich durch alle Entwicklungsphasen zieht. Diese sechs Handlungspunkte fassen zusammen, wie führende Teams frühzeitig mit dem Testen beginnen, Automatisierung und Erkenntnisse in Einklang bringen und sicheren, konformen Code liefern, ohne dabei an Geschwindigkeit einzubüßen.

  • Nach links verschieben. Testen Sie ab den Anforderungen. Frühe Fehlererkennung senkt die Kosten und beschleunigt die Lieferung.
  • Funktionalität und Eignung testen. Überprüfen Sie sowohl die Korrektheit der Funktionen als auch deren Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit im realen Einsatz.
  • Automatisierung mit Zielsetzung. Setzen Sie Automatisierung für Regressionstests, statische Analysen und Unit-Tests ein. Manuelle Tests sollten für Usability- und explorative Tests reserviert werden.
  • KI verstärkt, ersetzt aber nicht. Nutzen Sie KI zur Testgenerierung und Priorisierung, überprüfen und verfolgen Sie die Ergebnisse aber stets, insbesondere in sicherheitskritischen Umgebungen.
  • Kontinuierlich testen. Integrieren Sie Tests in agile, DevOps- und iterative Zyklen. Warten Sie nicht auf eine separate QA-Phase.
  • Austrittskriterien definieren. Stoppen Sie, wenn die Anforderungen erfüllt, die Abdeckung erreicht, kritische Fehler behoben und die Fehlerraten gesunken sind – nicht, wenn das Budget ausgeht.

Was ist Softwaretesten?

Softwaretests sind der Prozess der Analyse eines Softwaresystems, um Abweichungen zwischen erwartetem und tatsächlichem Verhalten zu identifizieren. Anschließend wird bewertet, ob das System die festgelegten Anforderungen erfüllt. Durch die Ausführung des Systems werden Fehler, fehlende Funktionen und unbeabsichtigtes Verhalten aufgedeckt.

Effektive Tests gewährleisten, dass die Software ihre Funktion erfüllt und verhindern so kostspielige Nacharbeiten, Lieferverzögerungen und in sicherheitskritischen Bereichen potenziell schwerwiegende Folgen.

Software-Testmethoden

Softwaretestmethoden sind die Strategien, Prozesse oder Umgebungen, die zum Testen von Software eingesetzt werden. Die beiden am weitesten verbreiteten SDLC-Methoden sind Agile und Wasserfall. Das Testen unterscheidet sich in diesen beiden Umgebungen erheblich.

Wasserfall-Modell

Das Wasserfallmodell ist eine lineare, sequentielle Entwicklungsmethodik, bei der Anforderungen, Design, Implementierung, Test und Bereitstellung in getrennten Phasen mit minimaler Überlappung erfolgen.

Im Wasserfallmodell beispielsweise werden formale Tests in der Testphase durchgeführt, die nach Abschluss der Entwicklungsphase beginnt. Dieses Modell eignet sich gut für kleine, weniger komplexe Projekte, bei denen die Anforderungen von Anfang an klar definiert sind. Da das Wasserfallmodell weniger Prozesse und zu koordinierende Stakeholder erfordert, lassen sich Projekte mitunter schneller abschließen als komplexe agile Initiativen.

Die Starrheit des Modells birgt jedoch erhebliche Risiken. Sind die Anforderungen unklar oder ändern sie sich, ist es äußerst schwierig und kostspielig, bereits abgeschlossene Phasen nachträglich zu ändern. Da Fehler typischerweise erst in der Testphase, also spät im Lebenszyklus, entdeckt werden, sind ihre Behebungskosten deutlich höher, als wenn sie früher erkannt worden wären. Änderungen in abgeschlossenen Phasen sind daher äußerst schwierig.

Agiles Modell

Das agile Modell ist eine adaptive, inkrementelle Methodik, die Software in kleinen, iterativen Zyklen entwickelt. Es legt Wert auf Zusammenarbeit, Kundenfeedback und schnelle Reaktion auf Änderungen. Agile eignet sich am besten für komplexe Projekte, bei denen sich die Anforderungen voraussichtlich weiterentwickeln, und weniger für Projekte mit festem Leistungsumfang.

In agilen Projekten ist das Testen ein kontinuierlicher Prozess. Die Teams führen in jeder Iteration eine Qualitätssicherung durch, um sicherzustellen, dass jedes Inkrement die Definition of Done (DoD) erfüllt.

Durch die Integration von Tests in den gesamten Entwicklungszyklus, anstatt sie bis zum Schluss aufzuschieben, reduzieren Teams technische Schulden und erkennen Fehler frühzeitig. Dieser Ansatz senkt das Projektrisiko erheblich, da regelmäßig funktionierende Software ausgeliefert wird und Stakeholder so umgehend Feedback geben können, anstatt auf den endgültigen Liefertermin warten zu müssen.

Agile Teams sind zwar selbstorganisiert, ihr Erfolg hängt jedoch oft von einer starken Produktverantwortung ab, um schnelle Priorisierungsentscheidungen treffen zu können, sowie von einem kompetenten Agile Coach oder Scrum Master, der Hindernisse beseitigt.

Iteratives Modell

Das iterative Modell ist ein Softwareentwicklungsansatz, der ein System durch wiederholte Zyklen, sogenannte Iterationen, aufbaut. Anstatt das gesamte Produkt auf einmal auszuliefern, gehen die Entwickler wie folgt vor:

  1. Erstelle eine Basisversion.
  2. Überprüfen.
  3. Verfeinern.
  4. Mit jeder weiteren Iteration wird die Funktionalität erweitert.

Da funktionierende Software frühzeitig erstellt und schrittweise verbessert wird, ermöglicht dieses Modell die frühzeitige Erkennung und Behebung von Fehlern und reduziert so die Kosten für deren Behebung. Der iterative Ansatz ist besonders nützlich für große, komplexe Projekte, bei denen die Anforderungen zu Beginn nicht vollständig geklärt sind, da er Anpassungen auf Basis von Feedback ermöglicht, ohne das gesamte Projekt neu starten zu müssen.

Das iterative Modell unterscheidet sich vom agilen Modell, das zwar ebenfalls Iterationen nutzt, aber die Zusammenarbeit mit dem Kunden und funktionsübergreifende Teams in den Vordergrund stellt. Es unterscheidet sich auch von DevOps, das die Integration von Entwicklung und Betrieb durch Automatisierung und kontinuierliche Bereitstellung in den Mittelpunkt stellt.

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.

V Modellvalidierung

Funktionale vs. nichtfunktionale Arten von Softwaretests

In der Entwicklung eingebetteter Software werden Teststrategien typischerweise in funktionale und nichtfunktionale Methoden unterteilt.

Funktionsprüfung Es überprüft, ob das System die in den Anforderungen definierten Verhaltensweisen ausführt, wie z. B. Steuerungsalgorithmen, Kommunikationsprotokolle, Sensorverarbeitung oder Zustandsübergänge. Es beantwortet die Frage: Erfüllt das System seine Aufgaben?

Nicht funktionierende PrüfungIm Gegensatz dazu bewertet sie, wie gut das System unter realen Bedingungen funktioniert, einschließlich zeitlicher Beschränkungen, Speichernutzung, Cybersicherheitsresilienz, Fehlertoleranz und Langzeitstabilität. Sie beantwortet die Frage: Wie gut funktioniert das System unter erwarteten und unerwarteten Bedingungen?

Beide sind in eingebetteten Systemen unerlässlich, da ein Ausfall Auswirkungen auf die Sicherheit, Zuverlässigkeit oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften haben kann.

Funktionale Testmethoden

Funktionale Testmethoden validieren spezifische Merkmale und Verhaltensweisen der eingebetteten Anwendung anhand definierter Anforderungen. Diese Methoden konzentrieren sich auf die Steuerlogik, die Ein-/Ausgabeverarbeitung, die Kommunikationsschnittstellen, die Zustandsverwaltung und die Datenverarbeitung innerhalb des Systems.

  • Einheit truhen Überprüft einzelne Komponenten (Funktionen, Klassen, Module) isoliert. In eingebettetem C/C++ ersetzen Mocks oder Stubs Hardwareabhängigkeiten, um Logik ohne physische Hardware zu validieren.
  • Integration testing Überprüft, ob die kombinierten Module korrekt interagieren. In eingebetteten Systemen umfasst dies die Kommunikation zwischen Treiber, Middleware, Betriebssystem und Anwendungsschicht, um einen ordnungsgemäßen Datenaustausch und ein korrektes Schnittstellenverhalten sicherzustellen.
  • System testing Validiert die gesamte eingebettete Anwendung von Anfang bis Ende, häufig auf der Zielhardware oder in HIL-Umgebungen. Bestätigt die funktionalen Anforderungen, das Echtzeitverhalten und die Interaktion mit externen Geräten.
  • Annahme der Datenschutzbestimmungen testing Gewährleistet, dass das System die Anforderungen von Interessengruppen oder Aufsichtsbehörden erfüllt. In sicherheitskritischen Branchen entspricht dies Konformitätsstandards wie ISO 26262, DO-178C oder IEC 62304.
  • Regression testing Bestätigt, dass neue Codeänderungen das zuvor validierte Verhalten nicht beeinträchtigen. Automatisierte Regressionstests in CI/CD-Pipelines sind entscheidend für die Stabilität über verschiedene Releases hinweg.

Nichtfunktionale Testmethoden

Nichtfunktionale Testmethoden bewerten die Qualitätsmerkmale und Betriebseigenschaften eingebetteter Systeme unter verschiedenen Bedingungen, anstatt spezifische Funktionen zu validieren.

  • Leistung truhen Bewertet Laufzeit, Durchsatz, CPU-/Speichernutzung und Echtzeit-Reaktionsfähigkeit. Beinhaltet die Validierung der Worst-Case-Ausführungszeit (WCET) und das deterministische Verhalten unter Last.
  • Sicherheit truhen Identifiziert Schwachstellen wie Pufferüberläufe, unsichere Kanäle, schwache Authentifizierung oder fest codierte Anmeldeinformationen. Entscheidend für die Einhaltung der Cybersicherheitsbestimmungen in vernetzten eingebetteten Systemen wie Automotive Ethernet und IoT.
  • Intuitive Bedienung truhen Bewertet, wie effektiv Benutzer mit HMIs, Bedienfeldern oder Konfigurationstools interagieren. Beeinflusst die Bedienereffizienz bei industriellen und medizinischen Geräten.
  • Kompatibilität truhen Überprüft Softwarefunktionen über verschiedene Hardwarevarianten, Firmwareversionen, Betriebssysteme, Kommunikationsstacks und Peripheriegeräte hinweg. Unverzichtbar für Produktfamilien und Plattformen mit langen Lebenszyklen.
  • Zuverlässigkeit truhen Validiert die Stabilität im Langzeitbetrieb mittels Stresstests, Fehlereinspeisung, Stromzyklustests und Wiederherstellungsvalidierung. Gewährleistet, dass die Geräte Umwelteinflüssen standhalten und sich sicher von Fehlern erholen.

Welche Arten von Softwaretests gibt es?

Zu den häufigsten Arten von Softwaretests gehören:

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

Statische Analyse

Die statische Codeanalyse identifiziert Fehler im Quellcode, ohne das Programm auszuführen. Teams führen sie typischerweise während oder nach der Programmierung, vor den Unit-Tests, durch. Tools scannen den Code automatisch, um Verstöße gegen Programmierrichtlinien und verschiedene lexikalische, syntaktische und semantische Fehler, einschließlich Sicherheitslücken, zu erkennen.

Die statischen Analysetools von Parasoft erweitern diese Funktionalität um Ergebnismanagementfunktionen, mit denen Benutzer Ergebnisse priorisieren, unerwünschte Ergebnisse unterdrücken und Probleme Entwicklern zuweisen können. Diese Tools lassen sich in eine Vielzahl von IDEs integrieren und unterstützen C, C ++, Javac, C# und VB.NET.

Unit Tests

Beim Unit-Testing wird jeder Teil des Programms isoliert und überprüft, ob einzelne Einheiten, wie z. B. Funktionen oder Methoden, sich gemäß den Anforderungen korrekt verhalten.

Entwickler führen Unit-Tests üblicherweise während der Programmierung durch. Mit Parasoft können sie die Testabdeckung auf Anweisungs-, Zweig- und MC/DC-Ebene messen, um die Vollständigkeit der Tests direkt in ihrer Entwicklungsumgebung zu beurteilen.

Allerdings können Unit-Tests nicht alle Fehler aufdecken. Sie überprüfen weder die Interaktionen zwischen den Einheiten noch decken sie Threading-Probleme, Integrationsfehler oder Systemausfälle auf.

Integrationstests

Integrationstests überprüfen, ob die kombinierten Softwaremodule korrekt zusammenarbeiten, wobei der Fokus auf Schnittstellen, Datenaustausch und Interaktion zwischen den Komponenten liegt.

Zwei gängige Ansätze sind:

  1. Bottom-up-Integration. Die Einheiten der unteren Ebene werden zuerst getestet und dann schrittweise kombiniert, um Funktionen höherer Ebene zu erstellen. Die Testfälle werden aus den Anforderungen der oberen Ebene abgeleitet.
  2. Top-down-Integration. Zuerst werden Module höherer Ebene getestet, wobei Stubs verwendet werden, um Komponenten niedrigerer Ebenen zu simulieren. Interaktionen auf niedrigerer Ebene werden schrittweise integriert und getestet. Testfälle lassen sich auf Anforderungen höherer Ebene zurückführen.

Systemtest

Systemtests validieren die vollständige, integrierte Anwendung anhand funktionaler, qualitativer und geschäftlicher Anforderungen. Das System wird als Blackbox behandelt, bei der Tester das Verhalten von außen überprüfen, ohne die interne Implementierung zu untersuchen.

Diese Phase wird vom QA-Team in einer produktionsähnlichen Umgebung durchgeführt, nachdem alle Komponenten integriert wurden. Erfolgreiche Systemtests zeigen an, dass die Anwendung bereit für die Veröffentlichung ist und schaffen Vertrauen in die Liefertermine.

Abnahmetests

Die Abnahmeprüfung bestätigt, dass die Anwendung ihre Geschäftsziele, vertraglichen Verpflichtungen und die Erwartungen der Stakeholder erfüllt. Sie ist typischerweise die letzte Testphase vor der Veröffentlichung.

Das QA-Team führt vordefinierte Szenarien und Testfälle aus, die auf den Benutzeranforderungen basieren. Der Fokus liegt nicht auf kosmetischen Fehlern oder kleineren Bugs – diese sollten bereits behoben sein –, sondern darauf, ob das System zweckmäßig und bereit für den Einsatz ist.

Die Abnahmeprüfung dient auch der Überprüfung der Einhaltung gesetzlicher und behördlicher Vorgaben und hilft den Beteiligten, die Produktionsbereitschaft und den Gesamterfolg des Projekts zu beurteilen.

Sicherheitstests

Sicherheitstests sind der systematische Prozess der Identifizierung von Schwachstellen, Bedrohungen und Risiken innerhalb eines Softwaresystems, um:

  • Sorgen Sie für Datenschutz.
  • Unbefugten Zugriff verhindern.
  • Die Systemintegrität gegen böswillige Angriffe gewährleisten.

Bei eingebetteten und vernetzten Systemen ist die Sicherheitsprüfung besonders wichtig, da Schwachstellen physische Geräte, Sicherheitsfunktionen und ganze Netzwerke angreifbar machen können.

Zu den wichtigsten Ansätzen für Sicherheitstests gehören:

  • Scannen von Schwachstellen. Automatisierte Tools erkennen bekannte Sicherheitslücken wie Pufferüberläufe, unsichere Konfigurationen, veraltete Bibliotheken oder fehlerhafte Eingabevalidierung. In eingebetteten Systemen umfasst dies häufig das Scannen von Anwendungscode und Komponenten von Drittanbietern.
  • Penetrationstests. Penetrationstests simulieren Angriffe aus der realen Welt, um festzustellen, ob Schwachstellen ausgenutzt werden können. Dies kann den Versuch beinhalten, Kommunikationsprotokolle zu umgehen, schädlichen Code einzuschleusen, Berechtigungen zu erweitern oder die Geräte-Firmware zu kompromittieren, um die tatsächliche Angriffsfläche zu bewerten.
  • Überprüfung des Sicherheitscodes. Die manuelle oder automatisierte Analyse von Quellcode deckt Sicherheitslücken wie fehlerhafte Speicherverwaltung, Race Conditions, Injection-Risiken oder unsichere API-Nutzung auf. Bei eingebettetem C und C++ spielt die statische Analyse eine entscheidende Rolle bei der frühzeitigen Erkennung von Sicherheitsdefekten in der Entwicklung.
  • Authentifizierungs- und Autorisierungstests. Mit diesem Test wird überprüft, ob die Zugriffskontrollmechanismen ordnungsgemäß funktionieren und sichergestellt wird, dass nur autorisierte Benutzer, Geräte oder Prozesse auf geschützte Ressourcen zugreifen oder privilegierte Operationen ausführen können.
  • Verschlüsselungsvalidierung. Die Verschlüsselungsvalidierung bestätigt, dass die Datenschutzmechanismen, einschließlich Secure Boot, verschlüsselter Kommunikationskanäle und Schutz ruhender Daten, korrekt implementiert sind und nicht durch fehlerhafte Konfiguration umgangen oder geschwächt werden können.

Zusammengenommen gewährleisten diese Praktiken, dass eingebettete Systeme gegenüber sich ständig weiterentwickelnden Cybersicherheitsbedrohungen widerstandsfähig bleiben und gleichzeitig Daten und Gerätefunktionalität geschützt werden.

Anforderungsprüfung

Die Konformitätsprüfung stellt sicher, dass die Software den Branchenstandards, regulatorischen Anforderungen, gesetzlichen Vorgaben und den für den jeweiligen Anwendungsbereich spezifischen Organisationsrichtlinien entspricht.

In regulierten Branchen sind Konformitätsprüfungen nicht optional. Es handelt sich um einen strukturierten, auditierbaren Prozess, der die Einhaltung definierter Sicherheits-, Schutz- und Qualitätsstandards nachweist.
Zu den wichtigsten Compliance-Bereichen gehören:

  • Automobilkonformität. ISO 26262-Konformitätsprüfung Die Einhaltung der Vorschriften gewährleistet die funktionale Sicherheit, und ASPICE sichert die Prozessqualität. Es validiert, dass die Sicherheitsanforderungen implementiert, nachvollziehbar und in allen Komponententests, Integrationstests und Systemtests verifiziert werden.
  • Konformität mit der Luft- und Raumfahrt. DO-178C-Konformitätsprüfung Bestätigt, dass die Software die an die Kritikalitätsstufen (DAL A–E) gebundenen Ziele erfüllt. Erfordert objektive Nachweise dafür, dass die Verifizierungsaktivitäten ein sicheres und deterministisches Verhalten gewährleisten.

Konformitätsprüfungen umfassen typischerweise die Rückverfolgbarkeit von Anforderungen, strukturierte Verifizierungsaktivitäten, Abdeckungsanalysen, dokumentierte Prüfprozesse und auditfähige Berichte. In sicherheitskritischen eingebetteten Systemen liefern sie die objektiven Nachweise, die erforderlich sind, um zu belegen, dass die Software nicht nur korrekt funktioniert, sondern auch die regulatorischen Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Risikominderung erfüllt.

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.

Auf der anderen Seite, automatisierte Tests Dabei werden Skripte oder Tools verwendet, um Testfälle auszuführen und die erwarteten Ergebnisse zu validieren. Automatisierte Tests sind besonders nützlich für Best Practices für Regressionstests, wobei die gleichen 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.

EigenschaftenManuelle PrüfungAutomatisiertes Testen
TestabdeckungBegrenzte Testabdeckung aufgrund menschlicher EinschränkungenPotenzial für eine hohe Testabdeckung durch die gleichzeitige Ausführung zahlreicher Testfälle
KonsistenzAnfällig für menschliche Fehler und Inkonsistenzen bei der TestausführungKonsistente Testausführung, um wiederholbare Ergebnisse sicherzustellen
WartungTestfälle und Dokumentation müssen manuell aktualisiert werdenTestskripte müssen aktualisiert werden, können aber bis zu einem gewissen Grad automatisiert werden
ErstinvestitionGeringere Anfangsinvestitionen, vor allem für die Schulung von TesternHöhere Anfangsinvestitionen für die Einrichtung des Automatisierungsframeworks und das Schreiben von Skripten
Eignung für RegressionstestsIneffizient für umfangreiche RegressionstestsIdeal für Regressionstests und ermöglicht eine effiziente Wiederholung von Tests
Audit Trail und ReportingManuelle Protokollierung und Berichterstellung können zeitaufwändig seinAutomatisierte Protokollierungs- und Berichtsfunktionen ermöglichen eine bessere Rückverfolgbarkeit

Die Rolle der KI beim Testen eingebetteter Software

KI im Softwaretest Es revolutioniert die Entwicklung eingebetteter Systeme, indem es als menschlicher Verstärker fungiert und die Erstellung, Auswahl und Behebung von Tests beschleunigt, während die Ingenieure die Aufsicht und die Verantwortung für die Einhaltung von Standards wie MISRA, AUTOSAR C++14, ISO 26262 und DO-178C behalten. Es steigert die Produktivität, reduziert den manuellen Aufwand und gibt den Teams Zeit für wertschöpfendere technische Entscheidungen.

KI als Verstärker des Menschen

KI im Testen eingebetteter Software Für eingebettete Umgebungen mit strengen Deterministik-, Speicher- und Sicherheitsbeschränkungen hilft es Teams:

  • Schnellere Generierung von Unit-Tests.
  • Wählen Sie die relevanten Tests basierend auf den Codeänderungen aus.
  • Vorschläge zur Behebung der Ergebnisse der statischen Analyse.
  • Die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen verbessern.
  • Reduzieren Sie wiederkehrende Überprüfungsaufgaben.

Die Ergebnisse der KI bleiben überprüfbar, validierbar und nachvollziehbar und entsprechen den Zertifizierungszielen.

Wesentliche Vorteile

  • Schnellere Erstellung von Unit-Tests. KI generiert Testgerüste; Ingenieure validieren die Aussagen.
  • Änderungsbasierte Testauswahl. Die KI wählt relevante Regressionstests durch die Analyse von Codeänderungen aus.
  • Von der KI vorgeschlagene Lösungen. Statische Analysetools schlagen Korrekturen vor. Ingenieure genehmigen die Einhaltung der Vorschriften.
  • Verbesserte Rückverfolgbarkeit. KI korreliert Tests, Code und Anforderungen, die für ISO 26262- und DO-178C-Audits von entscheidender Bedeutung sind.

Praktische Anwendungen

KI liefert bereits messbaren Mehrwert in eingebetteten Toolchains durch:

  • KI-gestützte Generierung von Unit-Tests, die die Testentwicklung beschleunigt und gleichzeitig die Validierung durch die Ingenieure beibehält.
  • Automatisierte Erstellung von Testfällen aus den Anforderungen, wodurch die Konsistenz der Testabdeckung verbessert wird.
  • Erweiterte statische Analyse mit maschinellem Lernen zur Priorisierung, um falsch positive Ergebnisse zu reduzieren.
  • Strukturierte Unterstützung für Sicherheitsargumente, Organisation von Beweismitteln und Artefakten zur Unterstützung der Zertifizierungsdokumentation.

Organisationen, die integrierte KI/ML-Lösungen Sie erzielen eine gesteigerte Produktivität, ohne dabei Kompromisse bei der Strenge der Überprüfung einzugehen.

Häufige Fehler

  • Die Testabdeckung erhöht sich, während gleichzeitig die Fehlerquote steigt, wenn die generierten Tests keine aussagekräftigen Aussagen enthalten.
  • Leere oder oberflächliche Tests, die zwar die Kennzahlen aufblähen, aber das Verhalten nicht validieren.
  • Übermäßiges Vertrauen auf Schein-Kennzahlen, wie z. B. hohe Abdeckungsprozentsätze ohne Übereinstimmung mit den Anforderungen.
  • Blindes Akzeptieren von KI-generierten Korrekturen ohne technische Überprüfung.

Die Ergebnisse von KI-Systemen müssen stets überprüft, validiert und dokumentiert werden.

KI in der Werkzeugkette versus KI im eingebetteten System

Es ist wichtig, zwischen zwei sehr unterschiedlichen Anwendungsbereichen von KI zu unterscheiden.

1. KI in Entwicklungswerkzeugketten

Hier zeigt KI ihre Reife und Produktivität. Bei der Unterstützung von statischen Analysen, Testgenerierung, Regressionsoptimierung und Rückverfolgbarkeit arbeitet KI in einer kontrollierten Entwicklungsumgebung unter menschlicher Aufsicht und mit dokumentierten Ergebnissen.

2. KI-Einsatz in eingebetteten Systemen

Die direkte Integration von KI in eingebettete Laufzeitanwendungen, wie beispielsweise Wahrnehmungssysteme oder adaptive Steuerungssysteme, bringt zusätzliche Herausforderungen mit sich:

  • Determinismus betrifft
  • Erklärbarkeitsgrenzen
  • Validierungskomplexität
  • Neue und unvollständige Standards

Während KI in Entwicklungsumgebungen gut mit bestehenden Compliance-Rahmenwerken abgestimmt ist, steht KI in sicherheitskritischen eingebetteten Systemen weiterhin vor sich entwickelnden regulatorischen Vorgaben und Verifizierungsherausforderungen.

Wann sollte man mit Softwaretests beginnen?

Das Testen sollte so früh wie möglich im Softwareentwicklungszyklus beginnen. Je früher ein Fehler gefunden wird, desto kostengünstiger und schneller lässt er sich beheben. Jede Phase des Softwareentwicklungszyklus bietet Testmöglichkeiten – nicht nur für die Ausführung, sondern auch für Überprüfung, Analyse und Validierung.

Anforderungsphase

Die Testphase beginnt hier mit der Klärung und Abstimmung der Anforderungen mit den Beteiligten. Dadurch wird sichergestellt, dass das richtige System entwickelt wird. Abnahme Testfälle werden ebenfalls in dieser Phase definiert, zunächst als textbasierte Beschreibungen dessen, was und wie getestet werden soll.

Design-Phase

Mit der Entwicklung der Architektur werden Schnittstellen definiert. Bei Verwendung von Modellierungssprachen wie SysML oder UML kann die Simulation den Entwurf validieren und Fehler frühzeitig aufdecken. Sobald sich detaillierte Anforderungen herauskristallisieren, werden diese jeweils mit entsprechenden Unit-Testfällen verknüpft.

Implementierungsphase

Entwickler wenden Codierungsstandards an und führen statische Analysen durch, um Sicherheits-, Schutz- und Stilfehler so früh wie möglich im Lebenszyklus und mit dem geringsten Kostenaufwand zu erkennen. Unit-Tests schreiben und ausführen gegen Anforderungen auf niedrigem Niveau.

Integration und darüber hinaus

Beim Zusammenfügen der Komponenten werden Integrations-, System- und Abnahmetests anhand der in früheren Phasen ermittelten Anforderungen durchgeführt. Anforderungsrückverfolgbarkeitsmatrix generieren ? deckt Lücken auf und stellt sicher, dass jede Anforderung überprüft wird.

Je nach den angestrebten Servicequalitätszielen können zusätzliche Testarten wie Leistungs-, Stress-, Usability-, API-Tests und andere erforderlich sein.

Das Prinzip bleibt bestehen: Kontinuierliches Testen von der Anforderungserstellung bis zur Veröffentlichung.

Wer führt Softwaretests durch?

Softwaretests umfassen eine Reihe von Rollen, die jeweils in unterschiedlichen Phasen des Entwicklungszyklus ihren Beitrag leisten.

QA-Ingenieure / Softwaretester

Sie sind verantwortlich für die Identifizierung von Fehlern, die Risikominderung und die Vermeidung von Softwareproblemen. Sie analysieren Anforderungen, entwerfen und führen manuelle und automatisierte Testfälle durch, melden Fehler und überprüfen deren Behebung.

Softwareentwickler

Sie sind in Design, Entwicklung und Test eingebunden. Entwickler wenden Codierungsstandards an, schreiben Unit-Tests und sind häufig auch für die Entwicklung und Wartung zuständig. TestautomatisierungslösungenSie besitzen fundierte Kenntnisse in der Systemimplementierung und den Systemanforderungen.

Projekt-/Produktmanager

Sie überwachen Liefertermine, Qualität und den erfolgreichen Abschluss des Entwicklungszyklus. Bei Problemen priorisieren die Produktmanager die Fehlerbehebung und gleichen die technische Verschuldung mit den Release-Zielen ab.

Systemingenieure

Sie entwerfen und architektonisch gestalten das System auf Basis übergeordneter Anforderungen. Sie definieren Testfälle auf Systemebene, gewährleisten die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen und validieren Entwürfe häufig durch Simulation oder Modellausführung, beispielsweise mit SysML oder UML.

Endnutzer / Kunden

Nehmen Sie an Betatests teil, um die Software vor der Veröffentlichung zu bewerten. Ihr Feedback bestätigt, ob das Produkt die Erwartungen erfüllt und auf dem richtigen Weg zur Akzeptanz ist.

Andere Rollen

Je nach Organisation können auch Scrum Master, SDETs, DevOps-Ingenieure und Compliance-Spezialisten Testaktivitäten durchführen oder ermöglichen.

Wann ist das Testen abgeschlossen und beendet?

Tests können zwar nicht die Abwesenheit aller Fehler beweisen, aber sie können beendet werden, sobald vordefinierte Abschlusskriterien erfüllt sind. Im Folgenden sind gängige Indikatoren aufgeführt.

Managemententscheidung

Die Testphase wird oft abgebrochen, wenn Zeitrahmen oder Budget ausgeschöpft sind. Dies kann auf die Erreichung der Testziele hindeuten oder, in manchen Fällen, auf Qualitätseinbußen aufgrund von Ressourcenengpässen.

Abschluss der Testfallausführung

Alle geplanten Testfälle wurden ausgeführt, die kritischen Tests wurden bestanden und die Gesamterfolgsquote erfüllt den für das Projekt festgelegten Schwellenwert, beispielsweise 100 %. Verbleibende Fehler beschränken sich auf Probleme mit niedriger Priorität.

Abschluss der Anforderungs- und Robustheitstests

Alle funktionalen Anforderungen wurden getestet und erfüllt. Wichtige Arbeitsabläufe werden bei allen gültigen Eingabevarianten korrekt ausgeführt.

Codeabdeckung bis zu einem vordefinierten Prozentsatz

Mithilfe von Instrumenten zur Messung der Abdeckung wird bestätigt, dass die Ziele für Aussagen, Zweigstellen oder MC/DC erreicht wurden, beispielsweise 100 %.

Die Schädlingsrate sinkt unter ein bestimmtes Niveau

Es sind keine Fehler mit hoher Priorität mehr offen, und die Rate neu entdeckter Fehler ist unter ein vorher festgelegtes akzeptables Niveau gesunken.

Best Practices für Softwaretests

Effektives Testen erfordert Disziplin, Strategie und kontinuierliche Verbesserung. Die folgenden Vorgehensweisen helfen Teams dabei, Qualität in jeder Entwicklungsphase sicherzustellen.

Schichttest nach links

Integrieren Sie Tests frühzeitig und während des gesamten Softwareentwicklungszyklus. Das frühzeitige Erkennen von Fehlern reduziert Kosten, Nacharbeiten und Terminrisiken.

Eine Teststrategie definieren

Richten Sie Testansatz, -techniken, -werkzeuge und -ressourcen an den Projektzielen und -beschränkungen aus. Eine klare Strategie verhindert ad-hoc- und reaktives Testen.

Schreiben Sie klare und überprüfbare Anforderungen

Klare und eindeutige Anforderungen ermöglichen eine effektive Testfallgestaltung und stellen sicher, dass jeder die Funktionalität auf die gleiche Weise interpretiert.

Automatisierung für mehr Effizienz

Nutzen Sie Automatisierung, um Regressionstests zu beschleunigen und Ihre Mitarbeiter für explorative Arbeiten freizustellen. Leichtgewichtige Frameworks wie GoogleTest ermöglichen frühe und häufige Unit-Tests. In Kombination mit C/C++testCT können Teams Standards durchsetzen, die Testabdeckung messen und die Ausführung direkt in CI/CD optimieren, ohne dabei an Genauigkeit einzubüßen.

Code frühzeitig analysieren

Wenden Sie während der Implementierung eine statische Analyse an, um Verstöße gegen Codierungsstandards, Sicherheitslücken und Logikfehler aufzudecken, bevor mit dem dynamischen Testen begonnen wird.

Rückverfolgungsanforderungen zu Tests

Gewährleisten Sie die bidirektionale Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen, Testfällen und Code. Dies belegt die Testabdeckung und beschleunigt die Auswirkungsanalyse bei Änderungen.

Messen, worauf es ankommt

Verfolgen Sie die Einhaltung von Codierungsstandards, die Abdeckungstiefe, die Fehlerrate und die Lösungsgeschwindigkeit. Nutzen Sie Trends zur Prozessoptimierung, nicht als oberflächliche Kennzahlen.

Kontinuierliche Zusammenarbeit fördern

Entwickler, Tester und Produktverantwortliche sollten frühzeitig den Kontext austauschen. Regelmäßige Kommunikation reduziert Missverständnisse und sorgt dafür, dass die Tests am Geschäftswert ausgerichtet bleiben.

Wie hilft Parasoft beim Softwaretesten?

bietet automatisierte Testlösungen, die Teams dabei unterstützen, sichere und zuverlässige Software in großem Umfang bereitzustellen. Automobile, Flugzeug, Medizinprodukte, Eisenbahn und Industrieautomation Domains.

Das einheitliche Toolset von Parasoft beschleunigt Tests, indem es Teams ermöglicht, frühzeitig mit der Entwicklung zu beginnen, ohne dabei Abstriche bei Rückverfolgbarkeit, Testabdeckung, Konformitätsdokumentation oder Auditbereitschaft zu machen. Von Unit-Tests bis zur Systemvalidierung automatisiert Parasoft wiederkehrende Aufgaben und gewährleistet die für die Zertifizierung sicherheitskritischer Systeme erforderliche Rückverfolgbarkeit der Testartefakte.

Maximieren Sie Qualität, Compliance und Sicherheit mit der intelligenten Software-Testautomatisierung von Parasoft.

Demo anfordern