Testes baseados na especifica o modelos de estado
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Testes baseados na especificação - modelos de estado-. Criado: abril 2001 Últ. atualiz.: out / 2011. Referências. R.Binder. Testing OO Systems , 2000. A.P.Mathur. Foundations of Software Testing . Pearson Education Editora, 2008, cap. 3.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Testes baseados na especifica o modelos de estado

Testes baseados na especificação - modelos de estado-

Criado: abril 2001

Últ. atualiz.: out / 2011


Refer ncias

Referências

R.Binder. Testing OO Systems, 2000.

A.P.Mathur. Foundations of Software Testing. Pearson Education Editora, 2008, cap. 3.

H.Robinson. “Graph Theory in Model-based Testing”. Obtido em set/20010 em http://www.harryrobinson.net/ http://www.geocities.com/harry_robinson_testing/graph_theory.htm

M. Utting, B. Legeard. Practical Model-Based Testing.Morgan Kaufmann Publishers, 2007.

C.Nagle. “Test Automation Frameworks”, 2000. Obtido em set/2009 em: http://testpro.com.au/whitepapers/Test-Automation-Frameworks-by-Carl-Nagle.pdf


T picos

Tópicos

  • Motivação

  • Máquina estendida

  • Estratégia N+


Testes caixa preta

Testes caixa preta

Especificação:

Requisitos

Projeto

Independente de notação

Partição de equivalência

Valores Limite

Grafo causa-efeito

Tabela de decisão

Dependente de notação

Baseada em modelo

Baseada em linguagem de especificação


Testes caixa preta1

Testes caixa preta

Especificação:

Requisitos

Projeto

Independente de notação

Partição de equivalência

Valores Limite

Grafo causa-efeito

Tabela de decisão

Dependente de notação

Baseada em modelo

Baseada em linguagem de especificação


Testes de transi es de estados varia es

Testes de Transições de Estados - Variações

  • Nem todo sistema pode ser representado por modelos de estado do tipo clássico:

    • eventos de entrada têm parâmetros

    • existem guardas associadas às transições

      modelo estendido

      como gerar testes para esse tipo de modelo?


Exemplo classe conta

Exemplo: classe conta

  • O usuário pode ficar com saldo negativo:

    • Suas transações ficam limitadas a consulta e crédito

  • Conta não movimentada por mais de 5 anos é considerada inativa

    • Só consultas podem ser realizadas


Diagrama de estados da classe conta

Diagrama de estados da classe Conta

evento com parâmetro

guarda


Tabela de transi o de estados

Tabela de transição de estados


Gera o de testes

Geração de testes

  • Existem diversas abordagens:

    • Uso de técnicas para a parte de controle somente

    • Descompactar: MFEE  MFE

    • Testes baseados em fluxo de dados

    • Testes aleatórios

    • Testes baseados em execução simbólica

    • ...


Gera o de testes1

Geração de testes

  • Existem diversas abordagens:

    • Uso de técnicas para a parte de controle somente

    • Descompactar: MFEE  MFE

    • Testes baseados em fluxo de dados

    • Testes aleatórios

    • Testes baseados em execução simbólica

    • ...

  • Gera caminhos usando técnicas para MFE

  • Gera dados que satisfaçam às condições de guarda no caminho

  • Criação de caminhos infactíveis


Exemplo de caminho infact vel

Exemplo de caminho infactível

extent

add

conjunto

vazio

IntSet

add

is_empty

extent

is_member

~ IntSet

is_empty

clear

conjunto

não

vazio

[size = = 1] remove

[1< size < M] remove


Gera o de testes2

Geração de testes

  • Existem diversas abordagens:

    • Uso de técnicas para a parte de controle somente

    • Descompactar: MFEE  MFE

    • Testes baseados em fluxo de dados

    • Testes aleatórios

    • Testes baseados em execução simbólica

    • ...

  • se cada variável tem um número finito de valores possíveis (ex.: variáveis do tipo boolean)  nº combinações: variável X estado é finito  MFEE é uma representação compacta de uma MFE

  • técnicas para MFE são aplicáveis

  • explosão de estados


Exemplo

Exemplo

extent

add

conjunto

vazio

IntSet

add

is_empty

extent

is_member

~ IntSet

is_empty

clear

conjunto

não

vazio

Supor que M=2

[size = = 1] remove

[1< size < M] remove


Exemplo1

Exemplo

Se M >> 2, quantos estados?

Nem todos os predicados podem ser tratados dessa forma

extent

add

conjunto

vazio: size=0

IntSet

add

is_empty

extent

is_member

add

~ IntSet

remove

clear

conjunto

vazio: size=1

is_empty

conjunto

nãovazio: size=2

remove

clear


Uma outra t cnica de gera o dos testes

Uma outra técnica de geração dos testes

  • Pode-se usar o método T ou uma variante:

    cobertura de circuitos (round-trip path):

    • caminho simples: seqüência de transições t1-t2-t3 ... contendo somente uma repetição de cada ciclo (loop)

    • circuito: caminho começando e terminando no mesmo estado

    • critério: cobertura de circuitos começando no estado inicial e de caminhos simples começando no estado inicial e terminando em um estado final

  • Usa árvore de alcançabilidade (ou de transições) para facilitar a identificação dos casos de teste


Rvore de alcan abilidade

Árvore de Alcançabilidade

A árvore de alcançabilidade é construída a partir do diagrama de estados:

O estado inicial é a raiz da árvore.

Examine cada estado não-terminal e cada transição que sai desse estado. No mínimo uma nova aresta é criada para cada transição. Essa aresta liga o estado atual ao próximo estado:

se a transição não tem guarda, crie uma nova aresta;

se a transição tem guarda composta de um único predicado ou de expressão lógica contendo unicamente operadores E, crie uma nova aresta;

Ex.: [x==0]

[a<b] && [c<d]

 só cria 1 aresta

[Binder00, 7.4]

18


Rvore de alcan abilidade1

Árvore de alcançabilidade

Examine cada estado não-terminal e cada transição que sai desse estado. ..:

se a transição tem guarda composta de expressão lógica com operadores OU, crie uma nova aresta para cada combinação de valores para os quais a guarda é verdadeira.

Ex.: [x !=1} || [a>b]  2 arestas V:

Se a guarda especifica um laço, marque a transição com um *.

Para cada nova aresta e cada novo nó adicionado no passo 2:

anote o evento, bem como a condição de guarda na nova aresta

se o novo nó corresponde a um estado já representado por um outro nó da árvore ou a um estado final, marque esse nó como terminal (nenhuma aresta será criada a partir desse nó)

Repita os passos  e  até que todos os nós tenham sido marcados como terminais.

x!=1 e a b

x=1 e a>b

[Binder00, 7.4]

19


Rvore de alcan abilidade da classe conta

1- abre()9- credita() [saldo>0]

2- credita()10-credita()[saldo<0]

3- fecha()11- consulta()

4- debita() [quantia<=saldo]12- [data_ult_movto>=5]

5- consulta()13- fecha()

6- credita()14- consulta()

7- debita()[quantia>saldo]15- fecha()

8- [data_ult_movto>=5]

1

S1

2

3

S2

9

8

5

6

7

*4

S2

S3

S4

S2

S2

14

*10

12

9

11

15

13

S3

S2

S3

S4

S4

Árvore de alcançabilidade da classe Conta


Derivando cen rios de teste

Derivando cenários de teste

  • A partir da árvore:

    • Caminho começando na raiz e chegando em nó terminal (folha)

  • Testes sempre começam com nova instância do objeto

  • Após aplicar a seqüência de eventos correspondente ao caminho na árvore:

    • Verificar a saída esperada

    • Determinar se o estado atingido é o esperado


Exemplo de um caminho de teste

1

S1

2

3

S2

9

8

5

6

7

*4

S2

S3

S4

S2

S2

14

*10

12

9

11

15

13

S3

S2

S3

S4

S4

Exemplo de um caminho de teste

  • Cenário para o caminho de teste gerado:

  • Abre( )

  • Credita(quantia)

  • Consulta()

  • 4. Verifica se saldo mostrado = quantia

  • 5. Verifica se está no estado 2.

  • 6. termina

caminho de teste


Derivando casos de teste

Derivando casos de teste

  • A partir de um caminho de teste:

    • Determinar valores de entrada para os eventos  vários casos de teste para um mesmo cenário

    • Se há condições de guarda  gerar dados que satisfaçam às condições existentes no caminho

    • Existem dados que satisfaçam ao caminho?


Gera o de dados

Geração de dados

  • Se um caminho de teste exercita transições com guardas  encontrar dados que satisfaçam às guardas

    • O que fazer quando a saída de uma transição é usada na guarda de uma outra transição ?

    • O que fazer quando a guarda depende de variáveis de contexto ?


Testes baseados na especifica o modelos de estado

X(nb) nro = 0;

Y P(nro);

nro = nro + 1;

X(nb) nro = 0;

Y P(nro);

nro = nro + 1;

a

W [nro == nb] Q;

W [nro < nb] R(nb);

W [nro == nb] Q;

W [nro < nb] R(nb);

a

b

b

c

c

Qual o valor de nb que satisfaz a condição de caminho?


Testes baseados na especifica o modelos de estado

a

b

c

X(nb) nro = 0;

Y P(nro);

nro = nro + 1;

X(nb) nro = 0;

Y P(nro);

nro = nro + 1;

W [nro == nb] Q;

W [nro < nb] R(nb);

W [nro == nb] Q;

W [nro < nb] R(nb);

a

b

c

Qual o valor de nb que satisfaz às condições dos caminhos abaixo?


Ativa o de caminhos

Ativação de caminhos

  • Processo de determinar valores de parâmetros que façam com que um caminho seja executado pela implementação

    Problema indecidível: não existe algoritmo que implemente uma solução para todos os casos !

     uso de heurísticas para resolver o problema


Diretrizes para ativa o de caminhos

Diretrizes para ativação de caminhos

  • Selecionar valores usando uma das técnicas independentes de modelo (classes de equivalência, valores-limites, grafo causa-efeito)

  • Verificar se todos os caminhos requeridos foram cobertos.

  • Se falta algum caminho, tente encontrar um caso de teste que cubra parte desse caminho.

    • Identifique as transições críticas, i.e, transições para as quais o caminho pode divergir do caminho de teste escolhido

    • Ajuste os parâmetros de forma a passar por essa transição.

    • Prossiga até chegar ao final do caminho.

[Binder00, 10.2.3]


Exemplo de transi o cr tica

X(nb) nro = 0;

Y P(nro);

nro = nro + 1;

W [nro == nb] Q;

W [nro < nb] R(nb);

Exemplo de transição crítica

a

b

c

Caminho de teste

transição crítica


Derivando casos de teste a partir do cen rio

Derivando casos de teste a partir do cenário

  • Cenário :

  • Abre( )

  • Credita(quantia)

  • Debita(quantia) [quantia > saldo]

  • Fecha( )

1+ casos de teste


Diretrizes para ativa o de caminhos1

Diretrizes para ativação de caminhos

  • Se nenhum caso de teste serviu, liste os predicados do caminho que falta.

  • Comece pela última transição com guardas no caminho. Tente achar valores que satisfaçam essas guardas. Repita essa análise, ajustando os valores de entrada para atender às guardas das demais transições até atingir a primeira transição do caminho.

    (pode-se também começar pela primeira transição)

  • No processo pode-se descobrir caminhos não-executáveis !

     falha no modelo (será?)

[Binder00, 10.2.3]


Comportamento impl cito

Comportamento implícito

  • Os métodos anteriores só testam a conformidade com relação ao comportamento explícito descrito pelo modelo de estados

  • Se o modelo não é completo

    • as transições ausentes podem não ser tratadas corretamente pela implementação

      • caminhos furtivos

      • alçapões

      • ...


Testes de caminhos furtivos sneak path

Testes de caminhos furtivos (sneak path)

  • Para cada estado:

    • aplicar um evento ilegal (não especificado para o estado)

      • Se esse evento puder ser produzido pelo ambiente em que reside a implementação (uso de stubs?)

    • determinar se a resposta obtida está de acordo com o esperado

    • determinar se o estado final é válido:

      • consta na especificação

      • não consta na especificação mas é aceitável

[Binder00, 7]


Exemplo testes para intset

Exemplo – testes para IntSet

Cobertura de estados

CT1: IntSet • add • clear • ~IntSet

Cobertura de transições

CT1: IntSet • add • clear • ~IntSet

CT2: IntSet • extent • is_empty • add • add • remove • clear • ~IntSet

...

extent

add

conjunto

vazio

IntSet

add

is_empty

extent

is_member

~ IntSet

is_empty

clear

conjunto

não

vazio

[size = = 1] remove

[size > 1] remove

34


Estrat gia de teste n

Estratégia de teste N+

Estratégia proposta por R.Binder. Contém os seguintes passos:

Desenvolver o modelo de estados e a matriz de transições.

Construir árvore de alcançabilidade

Criar casos de testes: caminhos da raiz até uma folha

Criar testes que cubram caminhos furtivos

Para modelos incompletos: testes que exercitem eventos inoportunos

Determinar condições para ativação das transições do caminho (condições de teste)

Identificar as condições para satisfazer às guardas das transições dos caminhos percorridos

35


Testes baseados na especifica o modelos de estado

eventos inoportunos?

36


Respostas para eventos inoportunos

Respostas para eventos inoportunos

Existem várias possibilidades para completar a tabela. R.Binder propõe o uso dos seguintes códigos de respostas possíveis:

 evento impossível

1 evento inoportuno é colocado em fila para avaliação ulterior e ignorado

2  nenhuma ação ou mudança de estado; simplesmente ignore

3  retorne um código de erro diferente de zero

4  lançar exceção: IllegalEventException

5 desabilita a fonte que criou o evento e ignore

6 término anormal dos serviços; aborta o processo

37


Testes baseados na especifica o modelos de estado

completar ...

38


Verifica o do estado destino

Verificação do estado destino

  • Testes de comportamento explícito ou implícito exigem que estado destino seja válido. Como determinar isso?

    • Implementar método que reporte o estado

    • Repetir os testes e comparar se as saídas produzidas são as mesmas. Se não forem, pode ser devido a existência de estado inválido

    • Obter seqüências de assinatura de estados:

      • esforço extra para determinar tais seqüências

      • aumento dos casos de teste

      • não garante que todos os estados inválidos serão detectados


Outros modelos

Outros modelos

  • Máquinas indeterministas

  • Máquinas comunicantes

  • Máquinas para tempo real

  • Statecharts


Sum rio

Sumário

  • Testes caixa preta são baseados na especificação do sistema, ignorando seu código fonte

  • Partições de equivalência são úteis para testar entradas isoladamente

  • Análise de valores-limite testa entradas isoladamente, nos limites, sendo portanto indispensáveis

  • Grafo causa-efeito/tabela de decisões são úteis para testar combinações de entradas

  • Máquinas de estado são úteis para testar seqüências válidas de entradas. Devem ser verificadas.

  • Abordagem recomendada: combinar técnicas.


Exerc cios

Exercícios

  • Gere casos de testes para os problemas a seguir, considerando os critérios:

    • Cobertura de estados

    • Cobertura de transições


Exerc cio 1

Exercício 1

Especifique o comando “login” usando modelo de estados. Os requisitos funcionais para esse comando são dados a seguir:

  • o sistema solicita o nome do usuário (user name)

  • se o nome não é reconhecido pelo sistema, este solicita ao usuário que o forneça novamente, até que um nome válido seja fornecido

  • o sistema solicita a senha

  • se a senha é incorreta, o usuário tem uma chance a mais para fornece-la. Se ambas as tentativas falharem, o usuário deve recomeçar todo o processo

  • se a senha é válida, o sistema solicita o nível de segurança da sessão a ser iniciada

  • se o nível de segurança fornecido for maior que o nível de segurança permitido para o usuário, o sistema emite um aviso e termina a sessão. Senão, a sessão é iniciada.

[Alagar e Periyasamy 98]


Exemplo2

Exemplo

extent

add

conjunto

vazio

IntSet

add

is_empty

extent

is_member

~ IntSet

is_empty

clear

conjunto

não

vazio

Supor que M=2

[size = = 1] remove

[1< size < M] remove


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