Модели и алгоритмы структурного тестирования взаимодействия классов в объектно-ориентированном программном обеспечении

• Автор: Киселев, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Тестирование программного обеспечения. Основные
задачи и проблемы тестирования
1.2 Методы тестирования
1.3 Методы построения тестов
1.4 Метрики тестирования
1.5 Автоматизация тестирования
1.6 Техника тестирования объектно-ориентированного программного обеспечения
1.7 Постановка задачи
ГЛАВА 2. БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
2.1 Особенности объектно-ориентированного программирования
2.2 Графовая модель объектно-ориентированного программного
обеспечения
2.3 Построение графа потока управления между классами
2.3.1 Синтаксический анализ программы
2.3.2 Семантический анализ программы
2.3.3 Алгоритм построения управляющего графа класса
2.3.4 Инструмент построения модели 00 ПО
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ. МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
3.1 Основная идея разработанного алгоритма тестирования

3.2 Ранжирование классов
3.3 Анализ потока данных между классами
3.4 Межклассовое символьное выполнение
3.5 Дедуктивный процесс построения тестовых сценариев
3.6 Критерий полноты тестирования
3.7 Применимость разработанной техники тестирования
3.8 Выводы
ГЛАВА 4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
4.1 Автоматизированная система генерации тестовых сценариев
4.2 Вычислительный эксперимент №1: класс Stream
4.3 Вычислительный эксперимент №2: NATGateway
4.3.1 Описание программного комплекса NATGateway
4.3.2 Экспериментальная проверка разработанного алгоритма тестирования
4.4 Анализ результатов
Заключение
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В основе современных технологий программирования лежит объектно-ориентированный (ОО) подход, позволяющий решить или исключить различные проблемы процедурного программирования, однако он привносит новые виды ошибок, которые требуют новых техник тестирования.
Основным элементом ОО программы является класс, под которым понимают новый тип данных, вводимый разработчиком при решении конкретной задачи. Элементами класса являются поля и методы. Поля - это данные, которые образуют значение или состояние класса. Методы - это операции над данными класса. Тестирование классов представляет собой важный аспект общего процесса тестирования, поскольку классы образуют «строительные блоки» ОО программ.
Методы тестирования классов, основанные на технике «черного ящика», не обеспечивают полное тестовое покрытие кода класса, поэтому они должны быть дополнены техникой структурного тестирования.
Существующие техники тестирования классов привязывают генерацию тестовых сценариев к существующей спецификации класса. Среди исследователей в этой области можно выделить В.В. Липаева, П.П. Пархоменко, В.И. Сагунова, А.А. Шалыто, D. MacGregor, D. Kung, P. Tonella и другие. Данные техники применимы к тестированию класса изолированно, не учитывают взаимодействие объектов классов в программе и требуют дополнительной модификации исходного кода программы для получения информации о текущем состоянии объекта класса.
Структурные техники тестирования классов, основанные на потоке данных и потоке управления, не учитывают тот важный фактор, что пользователь класса может вызывать его методы в произвольном порядке. Результат метода может быть ошибочным или корректным в зависимости от значений полученных переменных, когда метод вызывается. Поэтому техники анализа потока данных и потока управления для тестирования класса должны

ГЛАВА 2. БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
2.1 Особенности объектно-ориентированного программирования
В основе объектно-ориентированного (ОО) программирования лежит понятие класса, под которым понимают новый тип данных, вводимый разработчиком при решении конкретной задачи. Класс представляет собой абстрактный тип данных и единственный тип модуля в ОО системе. Элементами класса являются поля и методы. Поля - это атрибуты (данные), которые образуют значение нового типа данных. Методы - это операции над значениями нового типа данных [21].
В программе класс имеет экземпляры - объекты. Объект - это единственный вид сущности, имеющийся в объектно-ориентированной программной системе во время выполнения. Значения (состояния) всех атрибутов класса определяют состояние объекта (рис. 1.3).
Технология ОО программирования базируется на трех принципах:
■ инкапсуляция;
■ наследование;
■ полиморфизм.
Инкапсуляция подразумевает такое объединение внутри класса его полей и методов, при котором доступ к полю возможен только путем вызова соответствующего метода. Эти методы могут быть тщательно протестированы. Однако ключевой особенностью ОО программирования является возможность сокрытия данных. Атрибуты класса могут быть защищены от несанкционированного доступа функций, расположенных вне класса [69]. Таким образом, инкапсуляция представляет собой препятствие для проведения структурного тестирования, т.к. многие из атрибутов класса могут быть объявлены как «невидимые» извне и пользователь не сможет узнать состояние объекта тестируемого класса.