2.7 Отладка и общие принципы тестирования программ

Начинающий программист, как правило, переоценивает свои возможности и, проводя разработку программы, исходит из того, что в его программе ошибок не будет. Исходя из такого представления о своих способностях, этот программист и строит свою работу над программой, и каждый неверный результат, каждая найденная ошибка вызывают у него изумление и считаются, конечно, последними. Вследствие такого подхода получение надежных результатов откладываются на неопределенный срок. Только приобретя достаточный опыт, программист понимает справедливость древнего высказывания: “Человеку свойственно ошибаться”. Оказывается, что практически невозможно составить реальную программу без ошибок, и почти невозможно для достаточно сложной программы быстро найти и устранить все имеющиеся в ней ошибки. Трудности программирования и отладки программы подчеркивает следующий афоризм: “В любой программе есть по крайней мере одна ошибка”. Таким образом, можно сказать, что наличие ошибок в только что разработанной программе это вполне нормальное явление.

Одним из самых сложных и трудоемких этапов технологического процесса разработки программ является их тестирование и отладка. Как известно, при создании типичного программного проекта около 50% общего времени и более 50% общей стоимости расходуется на проверку (тестирование) разрабатываемой системы и ее отладку.

Под тестированием следует понимать процесс исполнения программы с целью обнаружения ошибок , в качестве которых принимается любое отклонение от эталонов. Хорошим считается тест, который имеет высокую вероятность обнаружения еще не выявленных ошибок.

Под отладкой понимается процесс, позволяющий получить программу, функционирующую с требуемыми характеристиками в заданной области входных данных. Таким образом, в результате отладки программа должна соответствовать некоторой фиксированной совокупности правил и показателей качества, принимаемой за эталонную для данной программы.

Эффективность тестирования является важнейшим фактором, определяющим стоимость и длительность разработки сложных комплексов программ с заданным качеством. Вследствие этого создаются различные методы тестирования, обеспечивающие наилучшее использование ресурсов проектирования.

Существует два основных подхода к тестированию:

Рис. 2.3. Технология отладки программ.

1. Тестирование программы как “черного ящика”. Программа рассматривается как черный ящик. Тестовые данные используются только в соответствии со спецификацией программы, т.е. без учета знаний о ее внутренней структуре. При таком подходе обнаружение всех ошибок в программе является критерием исчерпывающего входного тестирования. Последнее может быть достигнуто, если в качестве тестовых наборов использовать все возможные наборы входных данных. В этом случае для исчерпывающего тестирования требуются бесконечные наборы тестов. Однако существуют определенные методологии тестирования, позволяющие из всех возможных тестовых наборов выделить некоторое подмножество тестов, имеющих наивысшую вероятность обнаружения большинства ошибок.

2. Тестирование программы как “белого ящика”. Стратегия белого ящика, или стратегия тестирования, управляемого логикой программы, позволяет использовать внутреннюю структуру программы. В этом случае программист получает тестовые данные путем анализа логики программы. Основной алгоритм тестирования программы представлен на рис. 2.3.

Также существует 3 основных способа тестирования: алгоритмическое, аналитическое и содержательное.