Конспект лекций междисциплинарного курса мдк. 03. 01 Технология разработки программного обеспечения

Тестирование на основе потока данных. Этот вид тестирования направлен на выявление ссылок на неинициализированные переменные и избыточные присваивания (аномалий потока данных). Как основа для стратегии тестирования поток данных впервые был описан в. Предложенная там стратегия требовала тестирования всех взаимосвязей, включающих в себя ссылку (использование) и определение переменной, на которую указывает ссылка (т. е. требуется покрытие дуг информационного графа программы). Недостаток стратегии в том, что она не включает критерий С1 и не гарантирует покрытия решений. Стратегия требуемых пар также тестирует упомянутые взаимосвязи. Использование переменной в предикате дублируется в соответствии с числом выходов решения, и каждая из таких требуемых взаимосвязей должна быть протестирована. К популярным критериям принадлежит критерий СР, заключающийся в покрытии всех таких пар дуг v и w, что из дуги v достижима дуга w, поскольку именно на дуге может произойти потеря значения переменной, которая в дальнейшем уже не должна использоваться. Для покрытия еще одного популярного критерия Cdu достаточно тестировать пары (вершина, дуга), поскольку определение переменной происходит в вершине УГП, а ее использование – на дугах, исходящих из решений, или в вычислительных вершинах. Методы проектирования тестовых путей для достижения заданной степени тестированности в структурном тестировании. Процесс построении набора тестов при структурном тестировании принято делить на три фазы: конструирование УГП; выбор тестовых путей; генерация тестов, соответствующих тестовым путям. Первая фаза соответствует статическому анализу программы, задача которого состоит в получении графа программы и зависящего от него и от критерия тестирования множества элементов, которые необходимо покрыть тестами. На третьей фазе по известным путям тестирования осуществляется поиск подходящих тестов, реализующих прохождение этих путей. Вторая фаза обеспечивает выбор тестовых путей. Выделяют три подхода к построению тестовых путей: статические методы; динамические методы; методы реализуемых путей. Статические методы. Самое простое и легко реализуемое решение — построение каждого пути посредством постепенного его удлинения за счет добавления дут, пока не будет достигнута выходная вершина управляющего графа программы. Эта идея может быть усилена в так называемых адаптивных методах, которые каждый раз добавляют только один тестовый путь (входной тест), используя предыдущие пути (тесты) как руководство для выбора последующих путей в соответствии с некоторой стратегией. Чаще всего адаптивные стратегии применяются по отношению к критерию С1. Основной недостаток статических методов заключается в том, что не учитывается возможная нереализуемость построенных путей тестирования. Динамические методы. Такие методы предполагают построение полной системы тестов, удовлетворяющих заданному критерию, путем одновременного решения задачи построения покрывающего множества путей и тестовых данных. При этом можно автоматически учитывать реализуемость или не реализуемость ранее рассмотренных путей или их частей. Основной идеей динамических методов является подсоединение к начальным реализуемым отрезкам путей дальнейших их частей так, чтобы: не терять при этом реализуемости вновь полученных путей; покрыть требуемые элементы структуры программы. Методы реализуемых путей. Данная методика заключается в выделении из множества путей подмножества всех реализуемых путей. После этого покрывающее множество путей строится из полученного подмножества реализуемых путей. Достоинство статических методов состоит в сравнительно небольшом количестве необходимых ресурсов как при использовании, так и при разработке. Однако их реализация может содержать непредсказуемый процент брака (нереализуемых путей). Кроме того, в этих системах переход от покрывающего множества путей к полной системе тестов пользователь должен осуществить вручную, а эта работа достаточно трудоемкая. Динамические методы требуют значительно больших ресурсов как при разработке, так и при эксплуатации, однако увеличение затрат происходит в основном за счет разработки и эксплуатации аппарата определения реализуемости пути (символический интерпретатор, решатель неравенств). Достоинство этих методов заключается в том, что их продукция имеет некоторый качественный уровень – реализуемость путей. Методы реализуемых путей дают самый лучший результат [33]. Интеграционное тестирование Интеграционное тестирование – это тестирование части системы, состоящей из двух и более модулей. Основная задача интеграционного тестирования – поиск дефектов, связанных с ошибками в реализации и интерпретации интерфейсного взаимодействия между модулями. С технологической точки зрения интеграционное тестирование является количественным развитием модульного, поскольку так же, как и модальное тестирование, оперирует интерфейсами модулей и подсистем и требует создания тестового окружения, включая заглушки (Stub) на месте отсутствующих модулей. Основная разница между модульным и интеграционным тестированием состоит в целях, т. е. в типах обнаруживаемых дефектов, которые, в свою очередь, определяют стратегию выбора входных данных и методов анализа. В частности, на уровне интеграционного тестирования часто применяются методы, связанные с покрытием интерфейсов, например, вызовов функций или методов, или анализ использования интерфейсных объектов, таких как глобальные ресурсы, средства коммуникаций, предоставляемых операционной системой. На рисунке 4.2 приведена структура комплекса программ К, состоящего из оттестированных на этапе модульного тестирования модулей М1, М2 М11 М12, М21, М22. Задача, решаемая методом интеграционного тестирования, — тестирование межмодульных связей, реализующихся при исполнении программного обеспечения комплекса К. Интеграционное тестирование использует модель «белого ящика» на модульном уровне. Поскольку тестировщику текст программы известен с детальностью до вызова всех модулей, входящих в тестируемый комплекс, применение структурных критериев на данном этапе возможно и оправданно. Рисунок 4.2 – Пример структуры комплекса программ Интеграционное тестирование применяется на этапе сборки модульно оттестированных модулей в единый комплекс. Известны два метода сборки модулей; монолитный, характеризующийся одновременным объединением всех модулей в тестируемый комплекс; инкрементальный, характеризующийся пошаговым (помодульным) наращиванием комплекса программ с пошаговым тестированием собираемого комплекса. В инкрементальном методе выделяют две стратегии добавления модулей: «сверху вниз» и соответствующее ему восходящее тестирование; «снизу вверх» и соответственно нисходящее тестирование. Особенности монолитного тестировании заключаются в следующем: для замены не разработанных к моменту тестирования модулей, кроме самого верхнего (К на рис. 5.2), необходимо дополнительно разрабатывать драйверы (test driver) и/или заглушки (stub) [9), замещающие отсутствующие на момент сеанса тестирования модули нижних уровней. Сравнение монолитного и интегрального подходов дает следующие результаты. Монолитное тестирование требует больших трудозатрат, связанных с дополнительной разработкой драйверов и заглушек и со сложностью идентификации ошибок, проявляющихся в пространстве собранного кода. Пошаговое тестирование связано с меньшей трудоемкостью идентификации ошибок за счет постепенного наращивания объема тестируемого кода и соответственно локализации добавленной области тестируемого кода. Монолитное тестирование предоставляет большие возможности распараллеливания работ, особенно на начальной фазе тестирования. Особенности нисходящего тестирования заключаются в следующем: организация среды для исполняемой очередности вызовов оттестированными модулями тестируемых модулей, постоянная разработка и использование заглушек, организация приоритетного тестирования модулей, содержащих операции обмена с окружением, или модулей, критичных для тестируемого алгоритма. Недостатки нисходящего тестирования: проблема разработки достаточно «интеллектуальных» заглушек, т. е. заглушек, способных к использованию при моделировании различных режимов работы комплекса, необходимых для тестирования; сложность организации и разработки среды для реализации исполнения модулей и нужной последовательности; параллельная разработка модулей верхних и нижних уровней приводит к не всегда эффективной реализации модулей из-за подстройки (специализации) еще не тестированных модулей нижних уровней к уже оттестированным модулям верхних уровней. Недостатки восходящего тестирования: запаздывание проверки концептуальных особенностей тес тируемого комплекса; необходимость в разработке и использовании драйверов. Системное тестирование Системное тестирование качественно отличается от интеграционного и модульного уровней. Системное тестирование рассматривает тестируемую систему в целом и оперирует на уровне пользовательских интерфейсов, в отличие от последних фаз интеграционного тестирования, которое оперирует на уровне интерфейсов модулей. Различны и цели этих уровней тестирования. На уровне системы часто сложно и малоэффективно анализировать прохождение тестовых траекторий внутри программы или отслеживать правильность работы конкретных функций. Основная задача системного тестирования – выявления дефектов, связанных с работой системы в целом, таких как неверное использование ресурсов системы, непредусмотренные комбинации данных пользовательского уровня, несовместимость с окружением, непредусмотренные сценарии использования, отсутствующая или неверная функциональность, неудобство в применении Системное тестирование производится над проектом в целом с помощью метода «черного ящика». Структура программы не имеет никакого значения, для проверки доступны только входы и выходы, видимые пользователю. Тестированию подлежат коды и пользовательская документация. Категории тестов системного тестирования: Полнота решения функциональных задач. Стрессовое тестирование – на предельных объемах нагрузки входного потока. Корректность использования ресурсов (утечка памяти, возврат ресурсов). Оценка производительности. Эффективность защиты от искажения данных и некорректных действий. Проверка инсталляции и конфигурации на разных платформах, Корректность документации. Поскольку системное тестирование проводится на пользовательских интерфейсах, создается иллюзия того, что построение специальной системы автоматизации тестирования не всегда необходимо. Однако объемы данных на этом уровне таковы, что обычно более эффективным подходом является полная или частичная автоматизация тестирования, что приводит к созданию тестовой системы, гораздо более сложной, чем система тестирования, применяемая на уровне тестирования модулей или их комбинаций. Эффективность и оптимизация программ Эффективными считаются программы, требующие минимального времени выполнения и/или минимального объема оперативной памяти. Особые требования к эффективности программного обеспечения предъявляют при наличии ограничений (на время реакции системы, на объем оперативной памяти и т. п.). В случаях, когда обеспечение эффективности не требует серьезных временных и трудовых затрат, а также не приводит к существенному ухудшение технологических свойств, необходимо это требование иметь в виду. Разумный подход к обеспечению эффективности разрабатываемого программного обеспечения состоит в том, чтобы в первую очередь оптимизировать те фрагменты программы, которые существенно влияют на характеристики эффективности. Для уменьшения времени выполнения некоторой программы в первую очередь следует проанализировать циклические фрагменты с большим количеством повторений: экономия времени выполнения одной итерации цикла будет умножена на количество итераций. Не следует забывать и о том, что многие способы снижения временных затрат приводят к увеличению емкостных и, наоборот, уменьшение объема памяти может потребовать дополнительного времени на обработку. И тем более не следует «платить» за увеличение эффективности снижением технологичности разрабатываемого программного обеспечения. Исключения возможны лишь при очень жестких требованиях и наличии соответствующего контроля за качеством. Частично проблему эффективности программ решают за программиста компиляторы. Средства оптимизации, используемые компиляторами, делят на две группы: машинно-зависимые, т. е. ориентированные на конкретный машинный язык, выполняют оптимизацию кодов на уровне машинных команд, например, исключение лишних пересылок, использование более эффективных команд и т. п. машинно-независимые выполняют оптимизацию на уровне входного языка, например, вынесение вычислений константных (независящих от индекса цикла) выражений из циклов и т.п. Естественно, нельзя вмешаться в работу компилятора, но существует много возможностей оптимизации программы на уровне команд. Способы экономии памяти. Принятие мер по экономии памяти предполагает, что в каких-то случаях эта память неэкономно использовалась. Учитываю, что анализировать имеет смысл только операции размещения данных, существенно влияющие па характеристику эффективности, следует обращать особое внимание на выделение памяти под данные структурных типов (массивов, записей, объектов и т. п.). Прежде всего при наличии ограничений на использование памяти следует выбирать алгоритмы обработки, не требующие дублирования исходных данных структурных типов в процессе обработки. Примером могут служить, алгоритмы сортировки массивов, выполняющие операцию в заданном массиве, например хорошо известная сортировка методом «пузырька». Если в программе необходимы большие массивы, используемые ограниченное время, то их можно размещать в динамической памяти и удалять при завершении обработки. Также следует помнить, что при передаче структурных данных в подпрограмму «по значению» копии этих данных размещаются в стеке. Избежать копирования иногда удается, если передать данные «по ссылке», но как неизменяемые (описанные const). Способы уменьшения времени выполнения. Как уже упоминалось выше, для уменьшения времени выполнения в первую очередь необходимо анализировать циклические участки программы с большим количеством повторений. При их написании необходимо по возможности: выносить вычисление константных, т. е. не зависящих от параметров цикла, выражений из циклов; избегать «длинных» операций умножения и деления, заменяя их сложением, вычитанием и сдвигами; минимизировать преобразования типов в выражениях; оптимизирован, запись условных выражений — исключать лишние проверки; исключать многократные обращения к элементам массивов по индексам (особенно многомерных, так как при вычислении адреса элемента используются операции умножения на значение индексов), первый раз прочитав из памяти элемент массива, следует запомнить его в скалярной переменной и использовать в нужных местах; избегать использования различных типов в выражении и т. п. Стиль программирования Стиль программирования, под которым понимают стиль оформления программ и их «структурность», также существенно влияет на читаемость программного кода и количество ошибок программирования. Основные принципы форматирования Основная теорема форматирования гласит, что хорошее визуальное форматирование показывает логическую структуру программы. Создание красивого кода – хорошо, а демонстрация структуры кода — лучше. Если одна методика лучше показывает структуру кода, а другая выглядит красивей, следует использовать ту, которая лучше демонстрирует структуру. Форматирование – это ключ к структуре программы. Компьютеру важна исключительно информация о скобках или операторах begin и end, а читатель-человек склонен делать выводы из визуального представления кода.

Похожие:

	Конспект лекций междисциплинарного курса мдк. 03. 01 Технология разработки... Исследовать процессы создания новых технологий и определять их основные тенденции целесообразно, сопоставляя эти технологии с уровнем...		Конспект лекций междисциплинарного курса мдк 01. 02 Прикладное программирование ПМ. 01 Разработка программных модулей программного обеспечения для компьютерных систем
	Учебно-методическое пособие "Управление качеством разработки программного... Отображены специфика в подходах к организации, базовым принципам и выполнению тестирования в зависимости от применяемой модели жизненного...		Конспект лекций Ш 39 Метрология, стандартизация, сертификация: Конспект лекций / О. А. Шейфель; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности....
	Конспект лекций по курсу “Технология лекаственных форм и галеновых... Конспект лекций по курсу “Технология лекаственных форм и галеновых препаратов” для студентов специальности «Технология фармацевтических...		Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности 080110... Налоги и налогообложение: Конспект лекций / Составитель Н. А. Леончик. – Кемерово, 2006. – 80 с
	Конспект лекций по дисциплине «Научные основы производства продуктов питания» Конспект лекций по дисциплине «Научные основы производства продуктов питания» для студентов кафедры «Технология и организация общественного...		Календарно-тематический план учебной дисциплины преподаватель Алексеев Александр Игоревич Наименование междисциплинарного курса мдк. 01. 01 Электрические машины и аппараты
	Технические средства автоматизации конспект лекций Конспект лекций предназначен для студентов дневной, вечерней, заочной и дистанционной форм обучения по специальности 220301 «Автоматизация...		Конспект лекций мдк 02. 02. Электронные средства и методы геодезических измерений ПМ. 02. Выполнение топографических съемок, графического и цифрового оформления их результатов
	Сборник лекций для студентов медицинского колледжа по пм 04/05/07... Сборник лекций для самоподготовки студентов медицинского колледжа по пм 04/05/07 «Выполнение работ по профессии младшая медицинская...		Конспект лекций Владимир 2010 Министерство образования Российской... Автоматизированные системы бухгалтерского и управленческого учета. Часть 1: Конспект лекций / Владим гос ун-т; Сост.: Д. Н. Васильев...
	Конспект лекций лаконично раскрывает содержание и структуру учебной... Безопасность жизнедеятельности : конспект лекций для студентов очной и заочной форм обучения / сост. В. М. Домашко; Южный федеральный...		Конспект лекций содержание тема Предмет и задачи курса Внутренняя и внешняя среда организации (фирмы) и их взаимосвязь. Мировой рынок и его развитие
	Конспект лекций профессионального модуля пм. 02 Разработка и администрирование баз данных Тема 3 Основы разработки клиент-серверных приложений для работы в компьютерной сети		Конспект лекций для студентов специальности 271200 «Технология продуктов общественного питания» Печатается по решению редакционно-издательского совета Кемеровского технологического института пищевой промышленности