6장 애플리케이션 테스트 수행

<애플리케이션 테스트>

- 애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차

- 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation)하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verification)한다.

 

 

<애플리케이션 테스트의 기본 원리>

1. 완벽한 테스트는 불가능 :

소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만, 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없음

 

2. 파레토 법칙(Pareto Principle) :

애플리케이션의 20%에 해당하는 코드에서 전체 결함의 80%가 발견된다는 법칙

 

3. 살충제 패러독스 (Pesticide Paradox) :

동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상

 

4. 테스팅은 정황(Context)에 의존:

소프트웨어의 특징, 테스트 환경, 테스터의 역량 등 정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야함.

 

5. 오류 - 부재의 궤변 (Absence of Errors Fallacy) :

소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 할 수 없음

 

6. 테스트와 위험은 반비례 :

테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있음

 

7. 테스트의 점진적 확대 : 

테스트는 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하며 진행해야함

 

8. 테스트의 별도 팀 수행 :

테스트는 개발자와 관계없는 별도의 팀에서 수행되어야함

 

 

 

<애플리케이션 테스트의 분류>

1) 프로그램 실행 여부에 따른 테스트

 

- 정적 테스트 : 프로그램을 실행하지 않고, 명세서나 소스 코드를 대상으로 분석하는 테스트

                        소스 코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도, 남은 결함 등을 발견하기 위해서 사용

                        ex) 워크스루, 인스펙션, 코드검사

 

- 동적 테스트 : 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트

                        소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행함

                        ex) 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트

 

 

2) 테스트 기반(Test Bases)에 따른 테스트

 

- 명세 기반 테스트 :

사용자의 요구 사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트

ex) 동등 분할, 경계 값 분석 등

 

- 구조 기반 테스트 :

소프트웨어의 내부 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트

ex) 구문 기반 , 결정 기반 , 조건 기반 등

 

- 경험 기반 테스트 :

유사 소프트웨어나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로하는 테스트

사용자의 요구사항 명세가 불충분하거나, 테스트 시간에 제약이 있는 경우 수행하면 효과적

ex) 에러 추정 , 체크 리스트 , 탐색적 테스팅

 

 

3) 시각에 따른 테스트

 

- 검증(Verification) 테스트 : 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트 / 제품이 명세서대로 완성됐는지 테스트

 

- 확인(Validation) 테스트 : 사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트 / 사용자가 요구한대로 제품이 완성됐는지 , 제품이 제대로 동작하는지 테스트

 

 

4) 목적에 따른 테스트

- 회복(Recovery)테스트 : 시스템에 여러가지 결함을 주어 실패하도록 한 후, 올바르게 복구되는지 테스트

 

- 안전(Security)테스트 : 시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로부터 시스템을 보호 할 수 있는지 테스트

 

- 강도(Stress)테스트 : 시스템에 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에도 소프트웨어가 정상적으로 실행되는지 테스트

 

- 성능(Performance)테스트 : 소프트웨어의 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트, 소프트웨어의 응답 시간, 처리량 등을 테스트

 

- 구조(Structure)테스트 :  소프트웨어 내부의 논리적인 경로, 소스 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트

 

- 회귀(Regression)테스트 : 소프트웨어의 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없는지 확인하는 테스트

 

- 병행(Parallel)테스트 : 변경된 소프트웨어와 기존 소프트웨어에 동일한 데이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트

 

 

 

 

<테스트 기법에 따른 애플리케이션 테스트>

 

1) 화이트박스 테스트(WhiteBox Test) - 동적 테스트

: 원시코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 설계하는 방법

  모듈 안의 작동을 직접 관찰

  원시코드의 모든 문장을 한 번 이상 실행

 

- 기초 경로 검사 (Base Path Testing) : 테스트 케이스 설계자가 절차적 설계의 논리적 복잡성을 추정할 수 있게 하는 테스트 기법

- 제어 구조 검사 (Control Structure Testing) 

    - 조건 검사 (Condition Testing) : 프로그램 모듈 내에 있는 논리적 조건을 테스트하는 테스트 기법

    - 루프 검사 (Loop Testing) : 프로그램의 반복 구조에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 기법

    - 데이터 흐름 검사(Data Flow Testing) : 프로그램에서 변수의 정의와 변수 사용의 위치에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 기법

 

 

 검증기준

  1. 문장 검증기준 (Statement Coverage) : 소스 코드의 모든 구문이 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계

  2. 분기 검증기준 (Branch Coverage) : 소스 코드의 모든 조건문에 대해 조건식의 결과가 True / False인 경우 한 번 이상                                                                   수행되도록 테스트 케이스 설계

  3. 조건 검증기준 (Condition Coverage) : 소스 코드의 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True / False 한 번 이상 수                                                                       행되도록 테스트 케이스 설계

  4. 분기/조건 검증기준 (Branch / Condtition Coverage) : 분기 검증 기준과 조건 검증 기준을 모두 만족하는 설계

 조건문이 True인 경우와 False인 경우에 따라 조건 검증 기준의 입력 데이터 구분하는 테스트 케이스

 

 

2) 블랙박스 테스트 (BlackBox Test)

- 소프트웨어가 수행할 특정 기능을 알기 위해서 각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트

- 기능 테스트

- 사용자의 요구사항 명세를 보면서 테스트

- 주로 구현된 기능을 테스트

- 소프트웨어 인터페이스를 통해 실시

 

 

종류

1. 동치 분할 검사(Equivalence Partitioning Testing, 동치 클래스 분해) : 프로그램의 입력 조건에 타당한 입력 자료와 타당하지 않은 입력 자료의 개수를 균등하게 하여 테스트 케이스를 정하고, 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법

 

2. 경계값 분석(Boundary Value Analysis) : 입력 조건의 중간값보다 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높다는 점을 이용하여 입력 조건의 경계값을 테스트 케이스로 선정하여 검사하는 기법

 

3. 원인-효과 그래프 검사(Cause - Effect Graphing Testing) : 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법

 

4. 오류 예측 검사 (Error Guessing) : 과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트 하는 기법

 

5. 비교 검사 (Comparsion Testing) : 여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공하여 동일한 결과 출력되는지 테스트 하는 기법

 

 

<개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트>

 

개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

- 단위 테스트 

- 통합 테스트

- 시스템 테스트

- 인수 테스트

 

애플리케이션 테스트 와 소프트웨어 개발 단계 : V-모델

 

(요구사항 -> 분석 -> 설계 -> 구현 )  소프트웨어 개발단계

(단위테스트 -> 통합테스트 -> 시스템테스트 -> 인수테스트) 테스트 단계

 

단위테스트 (Unit Test)

- 소프트웨어 설계의 최소 단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트

- 인터페이스 / 외부적 I/O / 자료구조 / 독립적 기초 경로 / 오류 처리 경로 / 경계 조건 검사

- 사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선 수행

- 구조 기반 테스트와 명세 기반 테스트로 나뉘지만 주로 구조 기반 테스트를 시행

 

통합테스트 (Integration Test)

- 단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트를 의미한다.

- 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사한다.

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종류

1) 비점진적 통합 방식 : 단계적으로 통합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 프로그램 전체를 테스트

                                      (빅뱅 통합 테스트 방식)

2) 점진적 통합 방식 : 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트 하는 방법

                                      (하향식 통합 테스트 방식 / 상향식 통합 테스트 / 혼합식 통합 테스트)

 

 

1> 하향식 통합 테스트 (Top Down Integration Test)

- 프로그램의 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하며서 테스트하는 기법

- 깊이 우선 통합법 / 넓이 우선 통합법

 

하향식 통합 테스트 절차

1) 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고, 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체된다

2) 깊이 우선 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체된다

3) 모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시한다.

4) 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트를 실시한다.

 

2> 상향식 통합테스트 (Bottom Up Integration Test)

- 프로그램의 하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

 

상향식 통합 테스트 절차

1) 하위 모듈들을 클러스터(Cluster)로 결합

2) 상위 모듈에서 데이터 입/출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성

3) 통합된 클러스터 단위로 테스트

4) 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체된다.

 

3> 혼합식 통합테스트

- 하위 수준에서는 상향식 통합, 상위수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식

- 샌드위치식 통합테스트 방법

 

4>회귀 테스팅(Regression Testing)

- 통합 테스트로 인해 변경된 모듈이나 컴포넌트에 새로운 오류가 있는지 확인하는 테스트

- 이미 테스트된 프로그램의 테스팅을 반복하는 것

- 회귀 테스트는 수정한 모듈이나 컴포넌트가 다른 부분에 영향을 미치는지, 오류가 생기지 않았는지 테스트하여 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 반복 테스트한다.

 

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시스템테스트(System Test)

- 개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트이다.

- 기능적 요구사항과 비기능적 요구사항

 

인수테스트(Acceptance Test)

- 개발한 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법이다.

 

사용자 인수 테스트 : 사용자가 시스템 사용의 적절성 여부 확인

운영상의 인수 테스트 : 시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법

계약 인수 테스트 : 계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부를 확인법

규정 인수 테스트 : 소프트웨어 정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발되었는지 확인함

알파 테스트 : 개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트

베타 테스트 : 선정된 최종 사용자가 여러명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법

 

 

 

<테스트 케이스 / 테스트 시나리오 / 테스트 오라클>

 

1) Test Case

: 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수 했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

테스트 케이스가 없다면 검증이 누락되거나 불필요한 검증을 반복하게 된다.

 

ISO/IEC/IEEE 29119-3 표준에 따른 테스트 케이스의 구성요소

1> 식별자(identifier) : 항목 식별자 , 일련번호

2> 테스트 항목 (Test Item) : 테스트 대상 (모듈 또는 기능)

3> 입력 명세 (Input Specification) : 입력 데이터 또는 테스트 조건

4> 출력 명세 (Output Sepcification) : 테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과

5> 환경 설정 (Environmental Needs) : 필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경

6> 특수 절차 요구 (Special Procedure Requirement) : 테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차

7> 의존성 기술 (Inter-case Dependencies) : 테스트 케이스 간의 의존성

 

 

2) Test Scenario

: 테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 테스트 케이스를 묶은 집합

 

- 테스트 케이스를 적용하는 구체적인 절차를 명세한다.

- 테스트 순서에 대한 구체적인 절차, 사전 조건, 입력 데이터 등이 설정되어 있다.

 

3) Test Oracle

: 테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동

 

특징

1> 제한된 검증 - 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없다

2> 수학적 기법 - 값을 수학적 기법으로 구한다.

3> 자동화 기능 - 테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화 할 수 있다.

 

종류

1> 참(True) 오라클 - 모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과 제공 / 발생된 모든 오류 검출 가능

2> 샘플링(Sampling) 오라클 - 특정한 몇몇 테스트 케이스의 입력 값들에 대해서만 기대하는 결과 제공 / 전수 테스트 불가능 경우

3> 추정(Heuristic) 오라클 - 특정한 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력값들은 추정으로 처리하는 오라클

4> 일관성 검사(Consistent) 오라클 - 애플리케이션의 변경이 있을때, 수행 전 후로 결과값이 동일한지 확인하는 오라클

 

 

 

<테스트 자동화 도구>

1) 테스트 자동화

- 사람이 반복적으로 수행하던 테스트 절차를 스크립트 형태로 구현하는 자동화 도구 적용

- 쉽고 효율적으로 테스트가 가능함