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Tests et Validation du logiciel

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  1. Tests et Validation du logiciel 02/2007 – 06/2007

  2. Test structurel • Tests structurels statiques • Revue de codes • Estimation de la complexité

  3. Test structurel statique • Introduction • Regroupe les méthodes qui ne nécessitent pas l’exécution du code binaire. • Intérêt de ce type de tests : caractère absolu de son approche • Inconvénient : pas d’exécution du programme avec des « vrai » DT.

  4. Revue de code • Revue de Code • REVUE ou iNSPECTION (REVIEW OR iNSPECTION), IEEE 729: • Examen détaillé d’une spécification, d’une conception ou d’une implémentation par une personne ou un groupe de personnes, afin de déceler des fautes, des violations de normes de développement ou d'autres problèmes. • Technique de contrôle plutôt que de test • Auto-correction (Desk-checking) / Lectures croisées (Author-reader cycle)

  5. Commentaires Taux Intérêt du commentaire Instructions de tracing d’exécution Structure du code Goto… Références aux données Variables non initialisées Pointers fantômes Gestions de indices de tableaux Libération de allocations Calculs Conversions de types Overflow Division par zéro Précédence des opérateurs Forme des décisions Complexité des conditions Utilisation de comparaison <> dans une boucle Définition de constantes Comparaisons Entre types consistants Vérifier opérateurs < <= et > >= Contrôle Terminaison des boucles Sortie des procédures et fonctions conditions initiales Une itération en trop (ou en moins) Toutes les possibilités d’un case testées Taille des modules Mesures de complexité Le plan qualité prévoit en général l’utilisation de règles de programmation qui doivent également être vérifiées. Revue de codeExemple de check liste

  6. Mesures de complexité • Statistiquement, la complexité d’un programme est corrélée avec le nombre de ses défauts. Plusieurs modèles mathématiques proposent une définition de cette complexité

  7. Métriques d’Halstead • Complexité liée à la distribution des variables et instructions. • Métrique textuelle pour évaluer la taille d'un programme. • Alternative au calcul du nombre de lignes de code source. • Calcul a posteriori qui ne peut donc en aucun cas supplanter COCOMO ou la méthode des points de fonction.

  8. Métriques d’Halstead • La base des mesures est fournie par le vocabulaire utilisé. On évalue le nombre d’opérateurs et d’opérandes. • n1 = nombre d’opérateurs uniques • n2 = nombre d'opérandes uniques (termes, constantes , variables) • N1 = nombre total d’apparition de ces opérateurs • N2 = nombre total d’apparition de ces opérandes.

  9. Métriques d’Halstead • Exemple : a := a + 1; • 3 opérateurs  + := ; • 2 opérandes  a 1

  10. Métriques d’Halstead • Mise en œuvre : « Une fois que le code a été écrit, cette mesure peut être appliquée pour prédire la difficulté d’un programme et d’autres quantités, en employant les équations de Halstead : • l = n1 + n2 Vocabulaire du programmeL = N1 + N2                             Taille observée du programme Mais aussi • Le = n1(Log2 n1) + n2 (Log2 n2)   Taille estimée du programmeV = L Log2 (n1 + n2)                       Volume du programmeD = (n1/2) (N2/n2)                           Difficulté du programmeL1 = 1/D                                           Niveau du programmeE = V/L1                                           EffortB = V/3000                                       Nombre d’erreursT = E/S                                             Temps • NB log2=logarithme en base 2

  11. Métriques d’Halstead • Calculez les mesures de Halstead pour le pseudo-code suivant : read x , y , z; type=’’scalène’’; i f ( x==y or x==z or y==z ) type=”isocèle”; i f ( x==y and x==z ) type=”équilatéral”; i f ( x>=y+z or y>x+z or z>=x+z ) type=”pas un triangle”; i f ( x<=0 or y<=0 or z<=0) type=”données erronées”; print type;

  12. Métriques de Mc Cabe • Mac Cabe étudier le logiciel en analysant le graphe de contrôle du programme et calcule la complexité structurelle ou nombre cyclomatique de ce graphe • Soit • n = Nombre de noeuds (blocs d’instructions séquentielles) • e = Nombre d’arcs (branches suivies par le programme) • v = nombre cyclomatique

  13. Métriques de Mc Cabe • Le nombre cyclomatique donne une évaluation du nombre des chemins indépendants dans le graphe et donc une indication sur le nombre de tests nécessaires • Cette métrique indique la borne supérieure du nombre de tests à effectuer pour que tous les arcs soient couverts au moins une fois.

  14. Métriques de Mc Cabe • Calcul du nombre cyclomatique: • Cas n° 1: 1 point d’entrée; 1 point de sortie • v= e-n +2 • Cas n° 2 i points d’entrée; s points de sortie • v = e - n + i + s • Rappel • v = nombre cyclomatique • n = Nombre de noeuds • e = Nombre d’arcs

  15. Métriques de Mc Cabe • Dans la pratique il semble que la limite supérieure du nombre cyclomatique soit de 30 environ. • La valeur maximum du nombre cyclomatique peut être définie comme un critère de qualité dans le plan qualité. • Rq : Le ‘selon’(switch) peut donner un nombre cyclomatiquecatastrophique avec une compréhension fort simple du code !!!

  16. Métriques de Mc Cabe Exercice : soit le programme « recherche dichotomique » en langage C: void recherche_dico (elem cle, elem t[], int taille, boolean &trouv, int &A) { int d, g, m; g=0; d=taille -1; A (d+g) /2; if (t[A]= =cle) trouv=true; else trouv=false; while (g <=d && !trouv) { m= (d+g) /2; if (t[m]= =cle) { trouv=true; A=m; } else if (t[m]> cle) g=m+1; else d=m-1; } } Calculer le nombre cyclomatique de cette procédure.

  17. Tests structurels dynamiques • Basés sur le graphe de flot de contrôle (couverture de toutes les instructions, toutes les branches, tous les chemins, …) • Basés sur la couverture du flot de données(toutes les définitions de variable, toutes les utilisations, …)

  18. Tests structurels dynamiques • Objectif : • Produire les dt qui exécuteront un certain ensemble de comportements (chemins dans le graphe de contrôle) du programme.

  19. Chemins dans un graphe de contrôle • Graphe de contrôle • 1 seul sommet • 1 seule sortie • Nœuds = blocs d’instructions • Arcs=possibilité de transfert d’un nœud à un autre • Chemin de contrôle : chemin qui part de l’entrée pour rejoindre la sortie du graphe

  20. Graphe de contrôle

  21. Expression des chemins Exemple : soit P le programme suivant If x <= 0 then x:=-x Else x:=1-x; If x=-1 then x:=1; Else x:=x+1; Writeln(x); P admet le graphe ci contre

  22. Expression des chemins • Le graphe G1 est un graphe de contrôle qui admet une entrée -le noeud a -, une sortie -le noeud g. • le chemin [a, c, d, e, g]est un chemin de contrôle, • le chemin [b, d, f, g]n’est pas un chemin de contrôle.

  23. Expression des chemins • Le graphe G1 peut-être exprimé sous forme algébrique sous la forme suivante : • G1 = abdfg+ abdeg+ acdfg+ acdeg • le signe + désigne le «ou» logique entre chemins. • Simplification de l’expression de chemins • G1 = a (bdf+ bde+ cdf+ cde) g • G1 = a (b + c) d (e + f) g • Cette expression s’appelle l’expression des chemins du graphe.

  24. Expression des chemins • Facilité de construction en se basant sur un graphe structuré. •  Association d’opération (+ ou *) aux structures primitives d’un graphe structuré

  25. Expression des chemins

  26. Soit le programme P2 suivant : if n <= 0 then n := 1-n end; if not 2 div n Then n := n / 2 Else n := 3*n + 1 end ; write(n); Fournir le graphe de contrôle Calculez l’expression des chemins Expression des chemins

  27. Soit le programme P3 suivant : i := 1; found:= false; while(not found) do begin if (a[i] = E) then begin found:= true; s := i; end; i := i + 1; end; Fournir le graphe de contrôle Calculez l’expression des chemins Expression des chemins

  28. Soit le programme P4 suivant : For (i=1 to 10) for (j=1 to 10) print i*j next next Expression des chemins

  29. Chemins exécutables et non exécutables Reprenons le graphe ci contre Trouver une DT permettant de couvrir le chemin [a,b,d,f,g] On dit que ce chemin est non exécutable.

  30. Chemins exécutables et non exécutables • Trouver une DT permettant d’exécuter le chemin • [a,c,d,e,f,g,h] • De nouveau… expression de chemin !

  31. Chemin non exécutable : bug systématique ? P le programme suivant : Read (choix); If choix=1 then x:=x+1; If choix=2 then x:=x-1; Fournir le graphe de contrôle Fournir une DT pour traiter chaque chemin Chemins exécutables et non exécutables

  32. P le programme suivant : Read (choix); If choix=1 then x:=x+1; If choix=2 then x:=x-1; Restructurer le programme Fournir le nouveau graphe de contrôle Fournir une DT pour traiter chaque chemin Fournir l’expression de chemin. Chemins exécutables et non exécutables

  33. Expression et nombre de chemins • Exemples d’expressions déjà traitée: • ab(c(1 + d)eb)*f • a (1+b)c(e+d)f • a ( 1+b c (1 + de (1 + fg (1 + i) ) ) h • Lien direct entre expression et nombre de chemins de contrôle maximum • Remplacer chaque nœud par « 1 » et effectuer l’operation arithmétique. • 1*1(1(1+1)1*1)*1=2 • 1(1+1)1(1+1)1=4 • Le dernier ….