Тестирование программного обеспечения -- процесс выявления ошибок в программном обеспечении (ПО). Существующие на сегодняшний день методы тестирования ПО не позволяют однозначно и полностью устранить все дефекты и ошибки и установить корректность функционирования анализируемой программы особенно в закрытых частных программах. Поэтому все существующие методы тестирования действуют в рамках формального процесса проверки исследуемого или разрабатываемого ПО.

Такой процесс формальной проверки или верификации может доказать, что дефекты отсутствуют, с точки зрения используемого метода. (То есть нет никакой возможности точно установить или гарантировать отсутствие дефектов в программном продукте с учётом человеческого фактора, присутствующего на всех этапах жизненного цикла ПО).

Существует множество подходов к решению задачи тестирования и верификации ПО, но эффективное тестирование сложных программных продуктов -- это процесс в высшей степени творческий, не сводящийся к следованию строгим и чётким процедурам или созданию таковых.

Тестирование ПО -- попытка определить, выполняет ли программа то, что от неё ожидают. Как правило, никакое тестирование не может дать абсолютной гарантии работоспособности программы в будущем. Для наглядности: почти все производители коммерческого ПО исправляют ошибки в своих продуктах. Например: Корпорация Microsoft выпускает пакеты обновлений («Service Pack»), для своих операционных систем. Разработчики игр регулярно выпускают «патчи» для своих продуктов. Большинство разработчиков ПО после устранения ошибок выпускают обновлённую (новую) версию своей программы.

Тестирование программного обеспечения.

Уровни тестирования.

Модульное тестирование (юнит-тестирование) тестируется минимально возможный для тестирования компонент, например, отдельный класс или функция. Часто модульное тестирование осуществляется разработчиками ПО.

Интеграционное тестирование -- тестируются интерфейсы между компонентами, подсистемами. При наличии резерва времени на данной стадии тестирование ведётся итерационно, с постепенным подключением последующих подсистем.

Системное тестирование -- тестируется интегрированная система на её соответствие требованиям.

Альфа-тестирование -- имитация реальной работы с системой штатными разработчиками, либо реальная работа с системой потенциальными пользователями/заказчиком. Чаще всего альфа-тестирование проводится на ранней стадии разработки продукта, но в некоторых случаях может применяться для законченного продукта в качестве внутреннего приёмочного тестирования. Иногда альфа-тестирование выполняется под отладчиком или с использованием окружения, которое помогает быстро выявлять найденные ошибки. Обнаруженные ошибки могут быть переданы тестировщикам для дополнительного исследования в окружении, подобном тому, в котором будет использоваться ПО.

Бета-тестирование -- в некоторых случаях выполняется распространение версии с ограничениями (по функциональности или времени работы) для некоторой группы лиц, с тем чтобы убедиться, что продукт содержит достаточно мало ошибок. Иногда бета-тестирование выполняется для того, чтобы получить обратную связь о продукте от его будущих пользователей. Часто для свободного/открытого ПО стадия Альфа-тестирования характеризует функциональное наполнение кода, а Бета тестирования -- стадию исправления ошибок. При этом как правило на каждом этапе разработки промежуточные результаты работы доступны конечным пользователям.

Тестирование «белого ящика» и «чёрного ящика».

В терминологии профессионалов тестирования (программного и некоторого аппаратного обеспечения), фразы «тестирование белого ящика» и «тестирование чёрного ящика» относятся к тому, имеет ли разработчик тестов доступ к исходному коду тестируемого ПО, или же тестирование выполняется через пользовательский интерфейс либо прикладной программный интерфейс, предоставленный тестируемым модулем.

При тестировании белого ящика (англ. white-box testing, также говорят -- прозрачного ящика), разработчик теста имеет доступ к исходному коду программ и может писать код, который связан с библиотеками тестируемого ПО. Это типично для юнит-тестирования (англ. unit testing), при котором тестируются только отдельные части системы. Оно обеспечивает то, что компоненты конструкции -- работоспособны и устойчивы, до определённой степени. При тестировании белого ящика используются метрики покрытия кода.

При тестировании чёрного ящика тестировщик имеет доступ к ПО только через те же интерфейсы, что и заказчик или пользователь, либо через внешние интерфейсы, позволяющие другому компьютеру либо другому процессу подключиться к системе для тестирования. Например, тестирующий модуль может виртуально нажимать клавиши или кнопки мыши в тестируемой программе с помощью механизма взаимодействия процессов, с уверенностью в том, все ли идёт правильно, что эти события вызывают тот же отклик, что и реальные нажатия клавиш и кнопок мыши. Как правило, тестирование чёрного ящика ведётся с использованием спецификаций или иных документов, описывающих требования к системе. Как правило, в данном виде тестирования критерий покрытия складывается из покрытия структуры входных данных, покрытия требований и покрытия модели (в тестировании на основе моделей).

Если «альфа-» и «бета-тестирование» относятся к стадиям до выпуска продукта (а также, неявно, к объёму тестирующего сообщества и ограничениям на методы тестирования), тестирование «белого ящика» и «чёрного ящика» имеет отношение к способам, которыми тестировщик достигает цели. Бета-тестирование в целом ограничено техникой чёрного ящика (хотя постоянная часть тестировщиков обычно продолжает тестирование белого ящика параллельно бета-тестированию).

Таким образом, термин «бета-тестирование» может указывать на состояние программы (ближе к выпуску, чем «альфа»), или может указывать на некоторую группу тестировщиков и процесс, выполняемый этой группой. Итак, тестировщик может продолжать работу по тестированию белого ящика, хотя ПО уже «в бете» (стадия), но в этом случае он не является частью «бета-тестирования» (группы/процесса). Статическое и динамическое тестирование описанные выше техники -- тестирование белого ящика и тестирование чёрного ящика -- предполагают, что код исполняется, и разница состоит лишь в той информации, которой владеет тестировщик. В обоих случаях это динамическое тестирование.

При статическом тестировании программный код не выполняется -- анализ программы происходит на основе исходного кода, который вычитывается вручную, либо анализируется специальными инструментами. В некоторых случаях, анализируется не исходный, а промежуточный код (такой как байт-код или код на MSIL).Также к статическому тестированию относят тестирование требований, спецификаций, документации.

Регрессионное тестирование.

После внесения изменений в очередную версию программы, регрессионные тесты подтверждают, что сделанные изменения не повлияли на работоспособность остальной функциональности приложения. Регрессионное тестирование может выполняться как вручную, так и средствами автоматизации тестирования.

Тестовые скрипты.

Тестировщики пишут и используют тестовые скрипты в юнит-, системном и регрессионном тестировании. Тестовые скрипты нужно писать для модулей с наивысшим риском появления отказов и наибольшей вероятностью того что этот риск станет проблемой.

Покрытие кода.

Покрытие кода, по своей сути, является тестированием методом белого ящика. Тестируемое ПО собирается со специальными настройками или библиотеками и/или запускается в особом окружении, в результате чего для каждой используемой (выполняемой) функции программы определяется местонахождение этой функции в исходном коде. Этот процесс позволяет разработчикам и специалистам по обеспечению качества определить части системы, которые, при нормальной работе, используются очень редко или никогда не используются (такие как код обработки ошибок и т.п.). Это позволяет сориентировать тестировщиков на тестирование наиболее важных режимов. Тестировщики могут использовать результаты теста покрытия кода для разработки тестов или тестовых данных, которые расширят покрытие кода на важные функции.

Как правило, инструменты и библиотеки, используемые для получения покрытия кода, требуют значительных затрат производительности и/или памяти, недопустимых при нормальном функционировании ПО. Поэтому они могут использоваться только в лабораторных условиях. Разработка через тестирование (test-driven development). Разработка через тестирование (англ. test-driven development) -- техника программирования, при которой модульные тесты для программы или её фрагмента пишутся до самой программы (англ. test-first development) и, по существу, управляют её разработкой. Является одной из основных практик экстремального программирования. Ни один программист не считает работу над некоторым фрагментом кода завершенной, не проверив перед этим его работоспособность. Однако, если вы тестируете свой код, это не означает, что у вас есть тесты. Тест - это процедура, которая позволяет либо подтвердить, либо опровергнуть работоспособность кода. Когда программист проверяет работоспособность разработанного им кода, он выполняет тестирование вручную. В данном контексте тест состоит из двух этапов: стимулирование кода и проверки результатов его работы.

Автоматический тест выполняется иначе: вместо программиста стимулированием кода и проверкой результатов занимается компьютер, который отображает на экране результат выполнения теста: код работоспособен или код неработоспособен. Методика разработки через тестирование(Test-Driven Development, TDD) позволяет получить ответы на вопросы об организации автоматических тестов и выработке определенных навыков тестирования.

«Чистый код, который работает» - в этой короткой, но содержательной фразе, кроется весь смысл методики разработки приложений через тестирование. Чистый код, который работает, - это цель, к которой стоит стремиться, и этому есть причины: Это предсказуемый способ разработки программ. Разработчик знает, когда работу следует считать законченной, и можете не беспокоиться о длинной череде ошибок. У разработчика появляется шанс усвоить уроки, которые преподносит ему код. Если он воспользуется первой же идеей, которая пришла ему в голову, у него не будет шанса реализовать вторую, лучшую идею. Коллеги по команде могут рассчитывать на разработчика, а он, в, свою очередь, на них. Разработчику приятнее писать такой код.

Однако как мы можем получить чистый код, который работает? Очень многие силы мешают нам добиться этого, а иногда нам не удается получить даже код, который работает. Чтобы избавиться от множества проблем, мы будем разрабатывать код, исходя из автоматических тестов.

Такой стиль программирования называется разработкой через тестирование.

В рамках этой методики мы:

Пишем новый код только тогда, когда автоматический код не сработал.

Удаляем дублирование.

Два столь простых правила на самом деле генерируют сложное индивидуальное и групповое поведение со множеством технических последствий.

Проектируя код, мы постоянно запускаем его и получаем представление о том, как он работает, это помогает нам принимать правильные решения. Мы самостоятельно пишем свои собственные тесты, так как мы не можем ждать, что кто-то другой напишет тесты для нас. Наша среда разработки должна быстро реагировать на небольшие модификации кода.

Архитектура программы должна базироваться на использовании множества сильно связанных компонентов, которые слабо сцеплены друг с другом, благодаря чему тестирование кода упрощается.

Два упомянутых правила TDD определяют порядок этапов программирования:

- Красный - напишите небольшой тест, который не работает, а возможно, даже не компилируется.

- Зеленый - заставьте тест работать как можно быстрее, при этом не думайте о правильности дизайна и чистоте кода. Напишите ровно столько кода, чтобы тест сработал.

Рефакторинг - удалите из написанного вами кода любое дублирование. Освоив TDD, разработчики обнаруживают, что они пишут значительно больше тестов, чем раньше, и двигаются вперед маленькими шагами, которые раньше могли показаться бессмысленными. Заставив тест работать, мы знаем, что теперь тест работает , отныне и навеки. Мы стали на шаг ближе к завершению работы, чем мы были до того, как тест сработал. После этого мы заставляем второй тест работать, затем третий, четвертый и т.д. Чем сложнее проблема, стоящая перед программистом, тем меньшую область функциональности должен покрывать каждый тест.

Определенно существуют задачи, которые невозможно(по крайней мере, на текущий момент) решить только при помощи тестов. В частности, TDD не позволяет механически продемонстрировать адекватность разработанного кода в области безопасности данных и взаимодействия между процессами. Безусловно, безопасность основана на коде, в котором не должно быть дефектов, однако она основана также на участии человека в процедурах защиты данных. Тонкие проблемы, возникающие в области взаимодействия между процессами, невозможно с уверенностью воспроизвести, просто запустив некоторый код.

Терминология, связанная с модульными тестами.

Разработка через тестирование - процесс разработки программного обеспечения, который предусматривает написание и автоматизацию модульных тестов еще до момента написания соответствующих классов или модулей. Это гарантирует, что все обязанности любого элемента программного обеспечения определяются еще до того, как они будут закодированы.

Модульные тесты - Unit Tests, Programming Tests, Developer Tests - тесты, проверяющие функциональность отдельных классов, компонентов, модулей приложения. Эти тесты не видны конечному заказчику или доменному эксперту. Обычно их начинают писать после оформления функциональных тестов.

Зеленая/Красная полоса - многие графические среды для выполнения модульных тестов отображают результат выполнения тестов в виде линии, которая окрашена в зеленый цвет, если все тесты выполнились удачно, и красной, если были ошибки.

Моки, Мок-объекты (MockObjects) - автоматически генерируемые заглушки, которые могу выступат в роли реальных объектов. Поведением моков можно управлять непосредственно в тесте. Моки могут выполнять дополнительные проверки, что тестируемый код их использовал, как ожидалось.

Модульный тест - тест, который проверяет поведение небольшой части приложения. Эта часть может быть одним классом, одним методом или набором классов, который реализуют какое-то архитектурное решение, и это решение необходимо проверить на работоспособность.

Тест - TestCase - набор тестовых методов, предназначенных для тестирования одного класса (в среде xUnit). Обычно TestCase состоит из методов, чье имя начинается с приставки test. Каждый такой метод тестирует какой-либо один момент тестируемого класса. В приемочном тестировании TestCase - это набор команд, которые тестируют одну значимую для заказчика функциональность.

Фикстура - Fixture - состояние среды тестирования, которое требуется для успешного выполнения тестового метода. Это может быть набор каких-либо объектов, состояние базы данных, наличие определенных файлов и т.д. Фикстура создается в методе setUp() перед каждым вызовом метода вида testSomething теста (TestCase) и удаляется в tearDown() после окончания выполнения тестового метода.

Проверка - Assert - метод класса TestCase, который предназначен для сверки реального состояния тестируемого кода с ожидаемым.

Терминология, связанная с наборами тестов:

Набор тестов - TestSuite - набор тестов, предназначенный для тестирования какой-либо укрупненной сущности программной системы. В SimpleTest есть понятие TestGroup, которые практически эквивалентно понятию TestSuite. Иногда TestSuite употребляют в значении «все тесты, которые есть для приложения».