Testes de Software - Caixa Branca e Caixa Preta

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TESTES DE SOFTWARE – AULA 3
Rio de Janeiro, 21 de agosto de 2011
TESTE NO PROGRAMA
TESTE CAIXA BRANCA E
TESTE CAIXA PRETA 
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Compreender os testes de interior do programa;
Definir testes para o interior do programa;
Implementar testes para o interior do programa;
Avaliar testes realizados no interior do programa.
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OBJETIVOS DESTA AULA
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 Uma vez gerado o código-fonte, o software deve ser testado para descobrir (e corrigir) tantos erros quanto possível antes de fornecê-lo ao cliente.
O objetivo do teste é encontrar erros, e um bom teste é aquele que tem alta probabilidade de encontrar um erro. 
Devem ter uma serie de características que permitam atingir o objetivo de encontrar o maior número de erros com o mínimo de esforços.
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INTRODUÇÃO
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Testes podem ser usados para descobrir a presença de erros, mas não para mostrar a sua ausência.
Testes de software é o processo de executar o software de uma maneira controlada com o objetivo de descobrir diferenças entre o comportamento previsto e o comportamento observado.
Um teste bem-sucedido é aquele que revela um erro ainda não descoberto.
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INTRODUÇÃO
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 Devemos projetar testes que tenham a mais alta probabilidade de descobrir a maioria dos erros com uma quantidade mínima de tempo e esforço;
Os métodos de projeto de casos de teste oferecem ao desenvolvedor uma abordagem sistemática ao teste.
Oferecem ainda um mecanismo que ajuda a garantir a integridade do teste e proporciona a mais alta probabilidade de revelar erros no software.
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INTRODUÇÃO
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Qualquer produto trabalhado por engenharia pode ser testado de duas maneiras:
1 - Conhecendo-se a função específica que um produto projetado deve executar, testes podem ser realizados para demonstrar que cada função é totalmente operacional;
Abordagem: Teste de Caixa Preta
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PROJETOS DE CASOS TESTE
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2 - Conhecendo-se o funcionamento interno de um produto, testes podem ser realizados para garantir que a operação interna do mesmo tenha desempenho de acordo com as especificações e que os componentes internos foram postos à prova.
Abordagem: Teste de Caixa Branca
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PROJETOS DE CASOS TESTE
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Teste de caixa branca é uma abordagem de projeto de casos de teste que usa a estrutura de controle do projeto procedimental para derivar casos de teste.
Baseia-se num minucioso exame dos detalhes procedimentais.
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TESTE CAIXA BRANCA
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Os caminhos lógicos através do software são testados, fornecendo-se casos de teste que põem à prova conjuntos específicos de condições e/ou laços.
O status do programa pode ser examinado em vários pontos para determinar se o esperado corresponde ao real.
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TESTE CAIXA BRANCA
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Com este método nós podemos projetar casos de teste que:
Garantam que todos os caminhos independentes dentro de um módulo tenham sido exercitados pelo menos uma vez;
Exercitem todas as decisões lógicas para valores falsos ou verdadeiros;
Executem todos os laços em suas fronteiras e dentro de seus limites operacionais;
Exercitem as estruturas de dados internas para garantir a sua validade.
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TESTE CAIXA BRANCA
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Tipos de Teste Caixa Branca:
Teste de Caminho Básico
Teste de Condição
Teste de Fluxo de Dados
Teste de Ciclo
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TESTE CAIXA BRANCA
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TESTE DO CAMINHO BÁSICO
Técnica de teste de caixa branca inicialmente proposta por Tom McCabe.
Permite ao projetista do caso de teste derivar uma medida da complexidade lógica de um projeto procedimental e usá-la para definir um conjunto básico de caminhos de execução;
A Complexidade Ciclomática é uma métrica que proporciona uma medida quantitativa da complexidade lógica de um programa.
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TESTE DO CAMINHO BÁSICO
Os casos de teste projetados para exercitarem este conjunto básico têm garantia de executar cada instrução do programa pelo menos uma vez durante a atividade de teste.
Os seguintes passos devem ser aplicados:
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TESTE DO CAMINHO BÁSICO
Usando o projeto ou o código como base, desenhar o grafo de fluxo correspondente;
Determinar a complexidade ciclomática do diagrama de fluxo resultante.
Determinar um conjunto base de caminhos linearmente independentes. 
Preparar casos de teste que vão forçar a execução de cada caminho do conjunto base.
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TESTE DO CAMINHO BÁSICO
Exemplo: Segmento de programa fonte e seu correspondente grafo de fluxo.
 procedure:sort
1: do while records remain
 read record;		
2: if record field1 = 0 
3: then process record;					 store in buffer;
	 increment counter;
4: else if record field2 = 0
5: then reset counter;
6: else process record;
 store in file;
7: endif
 endif
8: enddo
9: end 		 			
1
2
4
6
5
7
3
8
9
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TESTE DO CAMINHO BÁSICO
 
 Caminho 1: 1-11
 Caminho 2: 1-2-3-8-1 ...
 Caminho 3: 1-2-4-5-7-8-1 ...
 Caminho 4: 1-2-4-6-7-8-1 ... 			
1
2
4
6
5
7
3
8
9
R3
R2
R1
R4
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TESTE DE CONDIÇÃO
Método de Projeto de casos de teste que põe à prova as condições lógicas contidas em um módulo de programa.
 Condição Simples: variável booleana ou expressão relacional, precedida ou não por um operador NOT (‘)
 Condição Composta: duas ou mais condições simples, operadores booleanos e parênteses.
Tipos de Erros de uma Condição: erro de operador booleano, erro de variável booleana, erro de parênteses booleano, erro de operador relacional, erro de expressão aritmética.
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Teste de Ramos: Para uma condição C composta, os ramos verdadeiro e falso de C e todas as condições simples em C precisam ser executadas pelo menos uma vez.
Teste de Domínio: requer 3 ou 4 testes sejam derivados para uma expressão relacional.
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TESTE DE CONDIÇÃO
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Para uma expressão E1 <operador relacional> E2
3 testes são exigidos para tornar o valor de E1 >, = ou < que o de E2.
Se <operador relacional> estiver incorreto e E1,E2 corretos, esses 3 testes garantem a detecção de erro de operador relacional.
Para detectar erros em E1 e E2, basta executar um teste que faça o valor de E1 > ou < que o de E2, com uma diferença menor possível.
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TESTE DE DOMÍNIO
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TESTE DE CICLO (LAÇOS)
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Fundamental para a grande maioria de todos os algoritmos implementados no software. Técnica que concentra na validade das construções de laços.
Laços Simples: deve ser aplicado o seguinte conjunto de teste:
 	
Pule o laço inteiramente;
Somente uma passagem através do laço;
Duas passagens através do laço;
m passagens através do laço, onde m < n;
n-1, n, n+1 passagens através do laço.
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TESTE DE CICLO (LAÇOS)
Laços Aninhados:
Inicie pelo laço mais interno. Fixe os outros laços para valores mínimos.
Realize testes de laços simples para o laço mais interno.
Trabalhe para fora, realizando testes para o laço seguinte, mas mantendo todos os ciclos externos nos valores mínimos
Continue até que todos os laços tenham sido testados. 
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Laços Concatenados: 
1. Se laços independentes dos demais:
  usar abordagem de laços simples.
2. Se contador de laços para o laço 1 for usado como valor inicial para o laço 2:
  usar abordagem de laços aninhados. 
TESTE DE CICLO (LAÇOS)
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Laços não estruturados:
Sempre que possível, esta classe deve ser reprojetada para refletir o uso das construções de programação estruturada. 
TESTE DE CICLO (LAÇOS)
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TESTE CAIXA PRETA
 Foco: requisitos funcionais do software
Possibilita a derivação de conjuntos de condições de entrada que exercitem todos os requisitos funcionais para um programa.
O Teste de Caixa Preta desconsidera a estrutura de controle.
A atenção é voltada ao domínio da informação.
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O Teste de Caixa Preta não é uma alternativa às técnicas Caixa Branca, mas ao contrário, é uma abordagem
complementar, que mais provavelmente descobrirá uma classe diferente de erros.
TESTE CAIXA PRETA
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São realizados para responder as seguintes perguntas:
Como a validade funcional é testada?
Como o comportamento e o desempenho é testado?
Que classes de entrada farão bons casos de teste?
O sistema é particularmente sensível a certos valores?
Como as fronteiras de uma classe de dados é isolada?
Que taxas e volumes de dados o sistema pode tolerar?
Que efeito combinações específicas de dados terão sobre a operação do sistema?
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TESTE CAIXA PRETA
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Desta forma o teste de caixa preta tenta encontrar erros nas seguintes categorias:
 
Funções incorretas ou faltando;
Erros de interface;
Erros em estruturas de dados ou acesso a bases de dados externas;
Erros de comportamento ou de desempenho;
Erros de inicialização e término.
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TESTE CAIXA PRETA
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Existem diferentes métodos de testes de caixa preta que podem ser subdivididos em:
 
Particionamento em Equivalência
Análise do Valor Limite
Teste de Matriz Ortogonal
Baseado em Grafo
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TESTE CAIXA PRETA
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TESTE CAIXA PRETA
Particionamento de Equivalência
Método de teste de caixa preta que divide o domínio de entrada de um programa em classes de dados a partir das quais os casos de testes podem ser derivados.
Um caso de teste ideal descobre sozinho uma classe de erros que, de outro modo, poderia exigir que muitos casos fossem executados antes que o erro geral fosse observado.
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TESTE CAIXA PRETA
Particionamento de Equivalência
As classes de equivalência podem ser definidas, conforme as seguintes diretrizes:
1. Se uma condição de entrada especificar um intervalo, uma classe de equivalência válida e duas classes de equivalência inválidas são definidas.
2. Se uma condição de entrada exigir um valor específico, uma classe de equivalência válida e duas inválidas são definidas.
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TESTE CAIXA PRETA
Particionamento de Equivalência
As classes de equivalência podem ser definidas, conforme as seguintes diretrizes:
3. Se uma condição de entrada especificar um membro de um conjunto, uma classe de equivalência válida e uma inválida são definidas.
4. Se uma condição de entrada for booleana, uma classe de equivalência válida e uma inválida são definidas.
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TESTE CAIXA PRETA
Análise do Valor Limite
 Percebe-se que um número maior de erros tende a ocorrer mais nas fronteiras do domínio de entrada do que no “centro”. A análise de valor de limite leva à escolha de casos de teste que põem à prova os valores fronteiriços.
É uma técnica que complementa o particionamento de equivalência: em vez de selecionar qualquer elemento de uma classe de equivalência, a BVA leva à seleção de casos de teste nas “extremidades”da classe.
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A análise do valor limite leva a novos casos de teste referentes a valores adjacentes aos limites. A seleção de tais casos adicionais, aumentam a probabilidade de se detectar uma falha.
Qualquer número
(neste intervalo)
TESTE CAIXA PRETA
Análise do Valor Limite
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 Teste de matriz ortogonal
 
O teste de matriz ortogonal pode ser aplicado a problemas nos quais o domínio de entrada é relativamente pequeno, mas muito grande para acomodar um teste exaustivo.
O objetivo do teste é a construção de caso de teste com uma visualização geométrica associada aos valores de entrada de uma aplicação.
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TESTE CAIXA PRETA
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Para ilustrar, vamos considerar a função envie para uma aplicação de fax. Neste exemplo, são passados quatro parâmetros: P1, P2, P3 e P4. Cada parâmetro assume três valores discretos. P1 assume, por exemplo, os valores:
P1=1, enviar agora;
P1=2, enviar após 1 hora;
P1=3, enviar depois da meia-noite;
P2, P3 e P4 também assumiriam valores, 1, 2 e 3, significando outras funções de envio.
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TESTE CAIXA PRETA
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Matriz ortogonal para a função envie da aplicação de fax:
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TESTE CAIXA PRETA
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Baseado em grafo
O teste baseado em grafos leva em consideração os objetos modelados no software e as relações que os unem.
A ideia é definir uma série de testes que verificam se os objetos têm a relação esperada uns com outros. 
Um grafo é uma coleção de nós que representam objetos, ligações que representam as relações entre objetos, peso de nó que descreve as propriedades de um nó e pesos de ligação que descrevem uma característica de uma ligação.
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TESTE CAIXA PRETA
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TESTE CAIXA PRETA
Baseado
em grafo
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