애플리케이션 테스트는 애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차이다
개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증한다
애플리케이션 테스트의 기본 원리
완벽한 테스트 불가능 - 소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없는
파레토 법칙 - 애플리케이션의 20%에 해당하는 코드애서 전체 결함의 80%가 발견된다는 법칙
살충제 패러독스 - 동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상
테스팅은 정황(Context) 의존 - 소프트웨어의 특징, 테스트 환경, 테스터의 역량 등 정황에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 함
오류-부재의 궤변 - 소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없는 것
프로그램 실행 여부에 따른 테스트. V모델에서의 테스트 단계
단위 테스트 - 정적 / 동적
통합 테스트 - 상향식(드라이버), 하향식(스텁), 빅뱅(한꺼번에), 샌드위치(상향식+하향식)
시스템 테스트 - 기능(사용자가 요구한거) / 비기능(보안, 성능)
인수 테스트 - 알파(사용자+개발자) / 베타(개발자 빠짐)
- 오라클, 커버리지도 공부해야함
- 폭포수(선형 순차 모델), 프로토 타입 모델(시제품), 나선형(점진적, 계획-위험분석,개발,평가), RAD(케이스 도구 사용), CAD(컴퓨터가 디자인 하는걸 도와줌),애자일(XP-5가지핵심가치(의피존용단),스크럼(스플린트단위,회의)
<정적 테스트>
- 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스 코드를 대상으로 분석하는 테스트
- 소스 코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도, 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용함
- 종류 : 워크스루, 인스펙션, 코드 검사 등
- 워크스루(검토 회의) : 소프트웨어 개발자가 모집한 전문가들이 개발자의 작업 내역을 검토하는 것을 말한다. 검토를 위해 준비된 자료를 바탕으로 정해진 절차에 따라 평가한다. 발견된 오류는 문서화한다
- 인스펙션 : 워크스루를 발전시킨 형태. 소프트웨어 개발 단계에서 산출된 결과물의 품질을 평가하고, 이를 개선하기 위한 방법을 제시한다.
<동적 테스트>
- 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트
- 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행함
- 종류 : 블랙박스 테스트, 화이트 박스 테스트
테스트 기반에 따른 테스트
- 명세 기반 테스트 : 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트. 동등 분할, 경계 값 분석 등
- 구조 기반 테스트 : 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트. 구문 기반, 결정 기반, 조건 기반 등
- 경험 기반 테스트 : 유사 소프트웨어나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로 수행하는 테스트. 사용자의 요구사항에 대한 명세가 불충분하거나 테스트 시간에 제약이 있는 경우 수행하면 효과적임. 에러 추정, 체크 리스트, 탐색적 테스팅
시각에 따른 테스트
검증 테스트 : 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트 하는 것. 제품이 명세서대로 완성됐는지 테스트
확인 테스트 : 사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트. 사용자가 요구한 대로 제품이 완성됐는지, 제품이 정상적으로 동작하는지를 테스트
목적에 따른 테스트
- 회복 테스트 : 시스템에 여러 가지 결함을 주어 실패하도록 한 후 올바르게 복구되는지를 확인하는 테스트
- 안전 테스트 : 시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로부터 시스템을 보호할 수 있는지를 확인하는 테스트
- 강도 테스트 : 시스템에 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에도 소프트웨어가 정상적으로 실행되는지를 확인하는 테스트
- 성능 테스트 : 소프트웨어의 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트로, 소프트웨어 응답시간, 처리량 등을 테스트
- 구조 테스트 : 소프트웨어 내부의 논리적인 경로, 소스 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트
- 회귀 테스트 : 소프트웨어의 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없음을 확인하는 테스트
- 병행 테스트 : 변경된 소프트웨어와 기존 소프트웨어에 동일한 데이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트
화이트 박스 테스트
원시코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 설계하는 방법
모듈안의 작동을 직접 관찰한다
- 기초 경로 검사 : 테스트 케이스 설계자가 절차적 설계의 논리적 복잡성을 측정할 수 있게 해주는 테스트 기법
- 제어 구조 검사 :
- 조건 검사 : 프로그램 모듈 내에 있는 논리적 조건을 테스트하는 테스트 케이스 설계 기법
- 루프 검사 : 프로그램의 반복 구조에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법
- 데이터 흐름 검사 : 프로그램에서 변수의 정의와 변수 사용의 위치에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법
화이트박스 테스트의 검증 기준
- 문장 검증 기준(Statement Coverage) : 소스 코드의 모든 구문이 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
- 분기 검증 기준(Branch Coverage) : 소스코드의 모든 조건문에 대해 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함. 결정 검증 기준이라고도 함
- 조건 검증 기준 : 소스 코드의 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
- 분기/조건 기준 : 분기 검증 기준과 조건 검증 기분을 모두 만족하는 설계로, 조건문이 True인 경우와 False인 경우에 따라 조건 검증의 입력 데이터를 구분하는 테스트 케이스를 설계함
블랙 박스 테스트
각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트. 기능 테스트라고도 함
사용자의 요구사항 명세를 보면서 테스트
주로 구현된 기능을 테스트. 소프트웨어 인터페이스를 통해 실사
- 동치 분할 검사(동치클래스 분해) : 프로그램의 입력 조건에 타당한 입력자료와 타당하지 않은 입력 자료의 개수를 균등하게 하여 테스트 케이스를 정하고, 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법. 동등 분할 기법이라고도 함
- 경계값 분석 : 입력 조건의 중간값보다 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높다는 점을 이용하여 입력 조건의 경계값을 테스트 케이스로 선정하여 검사하는 기법
- 원인-효과 그래프 검사(Cause-Effect Graphing) : 입력 데이터 간의 관계와 출력에 영향을 미치는 상황을 체계적으로 분석한 다음 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법
- 오류 예측 검사 : 과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트하는 기법
- 비교 검사 : 여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공하여 동일한 결과가 출력되는지 테스트하는 기법
단위 테스트(Unit Test)
모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트. 인터페이스, 외부적 I/O, 자료구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사
사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선으로 수행
주로 기반 테스트를 시행
통합 테스트(Integration Test)
단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트
모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사
시스템 테스트(System Test)
개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트
기능적 요구사항과 비기능적 요구사항으로 구분하여 각각을 만족하는지 테스트
인수 테스트(Acceptance Test)
사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법
- 사용자 인수 테스트 : 사용자가 시스템 사용의 적절성 여부를 확인함
- 운영상의 인수 테스트 : 시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법. 백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리. 정기 점검 등을 확인함
- 계약 인수 테스트 : 계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부를 확인함
- 규정 인수 테스트 : 소프트웨어가 정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발되었는지 확인함
- 알파 테스트 : 개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법. 테스트는 통제된 환경에서 행해지며, 오류와 사용상의 문제점을 사용자와 개발자가 함께 확인하면서 기록함
- 베타 테스트 : 선정된 최종 사용자가 여러 명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법. 실 업무를 가지고 사용자가 직접 테스트
통합 테스트
단위 테스트가 끝난 모듈을 통합하는 과정에서 발생하는 오류 및 결함을 찾는 테스트 기법
- 비점진적 통합 방식 : 단계적으로 통합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 있는 프로그램 전체를 테스트하는 방법. 빅뱅 통합 테스트 방식
점진적 통합 방식 : 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법. 하향식 통합 테스트, 상향식 통합 테스트, 혼합식 통합 테스트
하향식 통합 테스트
상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트
깊이 통합 우선법이나 넓이 우선 통합법을 사용
주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체한다
깊이 우선 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체 된다
모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시한다
새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트를 실시
상향식 통합 테스트
하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트
하위 모듈들을 클러스터(Cluster)로 결합한다
상위 모듈에서 데이터의 입,출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버를 작성한다
통합된 클러스터 단위로 테스트한다
테스트가 완료되면 클러스터라는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체 된다
혼합식 통합 테스트
하위 수준에서는 상향식 통합, 상위 수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식.
샌드위치식 통합 테스트 방법이라고도 한다
회귀 테스팅
통합 테스트로 인해 변경된 모듈이나 컴포넌트에 새로운 오류가 있는지 확인하는 테스트
이미 테스트된 프로그램의 테스팅을 반복
반복테스트 한다
테스트 케이스
사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위해 설계된 테스트 항목에 대한 명세서
테스트 시나리오
테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 테스트 케이스를 묶은 집합
테스트 오라클(Test Oracle)
테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법
결과를 판단하기 위해 테스트 케이스에 대한 예상 결과를 계산하거나 확인한다
테스트 오라클의 특징
제한된 검증 - 테스트 오라클을 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없음
수학적 기법 - 테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이용하여 구할 수 있음
자동화 기능 - 테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화 할 수 있음
테스트 오라클의 종류
- 참(True) 오라클 : 모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하는 오라클. 발생된 모든 오류를 검출할 수 있음
- 샘플링 오라클 : 특정한 몇몇 테스트 케이스의 입력 값들에 대해서만 기대하는 결과를 제공하는 오라클로 전수 테스트가 불가능한 경우 사용
- 추정 오라클 : 특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 오라클
- 일관성 검사 오라클 : 애플리케이션에 변경이 있을 때, 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과값이 동일한지를 확인하는 오라클
성능 테스트 도구
가상의 사용자를 만들어 테스트를 수행함으로써 성능의 목표 달성 여부를 확인하는 도구
테스트 드라이버 : 테스트 대상의 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 도구
테스트 스텁 : 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로, 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 테스트용 모듈
테스트 슈트 : 테스트 대상 컴포넌트나 모듈, 시스템에 사용되는 테스트 케이스의 집합
테스트 케이스 : 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지 확인하기 위한 입력값, 실행 조건,기대 결과 등으로 만들어진 테스트 항목의 명세서
테스트 스트립트 : 자동화된 테스트 실행 절차에 대한 명세서
목 오브젝트 : 사전에 사용자의 행위를 조건부로 입력해 두면, 그 상황에 맞는 예정된 행위를 수행하는 객체
결함(Fault)
소프트웨어가 개발자가 설계한 것과 다르게 동작하거나 다른 결과가 발생되는 것
애플리케이션 성능
최소한의 자원을 사용하여 최대한 많은 기능을 신속하게 처리하는 정도
처리량 : 일정 시간 내에 애플리케이션이 처리하는 일의 양
응답 시간 : 애플리케이션에 요청을 전달한 시간부터 응답이 도착할 때 까지 걸린 시간
경과 시간 : 애플리케이션에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸린 시간
자원 사용률 : 애플리케이션이 의뢰한 작업을 처리하는 동안의 CPU 사용량, 메모리 사용량, 네트워크 사용량 등 자원 사용률
시간 복잡도
알고리즘을 수행하기 위해 프로세스가 수행하는 연산 횟수를 수치화 한 것
빅오표기법 : 실행시간 최악
세타표기법 : 실행시간 평균
오메가 표기법 : 실행시간 최상
O(1) : 입력값(n)에 관계 없이 일정하게 문제 해결게 하나의 단계 만을 거침
Ex) 스택의 삽입(push), 삭제(pop)
O(log₂n) : 문제 해결에 필요한 단계가 입력값(n) 또는 조건에 의해 감소함
Ex) 이진트리(바이너리 트리), 이진 검색(바이너리 서치)
O(n) : 문제 해결에 필요한 단계가 입력값(n)과 1:1관계를 가짐
Ex) for문
O(nlog₂n) : 문제 해결에 필요한 단계가 n(log₂n)번만큼 수행
Ex) 힙 정렬, 2-way 합병 정렬(merge sort)
O(n²) : 문제 해결에 필요한 단계가 입력값(n)의 제곱만큼 수행됨
Ex) 삽입 정렬, 쉘 정렬, 선택 정렬, 버블 정렬, 퀵 정렬
O(2ⁿ) : 문제 해결에 필요한 단계가 2의 입력값(n) 제곱만큼 수행됨
Ex) 피보나치 수열
순환 복잡도
논리적인 복잡도를 측정하기 위한 소프트웨어의 척도
맥케이브 순환도 또는 맥케이브 복잡도 매트릭스라고도 한다
제어 흐름도 이론에 기초를 둔다
제어 흐름도(G)에서 순한 복잡도 V(G)는 다음과 같은 방법으로 계산할 수 있다
순환 복잡도는 제어 흐름도의 영역 수와 일치하므로 영영 수를 계산한다
V(G) = E - N + 2 : E는 화살표 수, N은 노드의 수
소스 코드 최적화
나쁜 코드를 배제하고, 클린 코드로 작성하는 것
클린 코드(Clean Code) : 누구나 쉽게 이해하고 수정 및 추가할 수 있는 단순, 명료한 코드. 잘 작성된 코드
나쁜 코드(Bad Code) : 프로그램의 로직이 복잡하고 이해하기 어려운 코드
- 스파게티 코드 : 코드의 로직이 서로 복잡하게 얽혀있는 코드
- 외계인 코드 : 아주 오래되거나 참고문서 또는 개발자가 없어 유지보수 작업이 어려운 코드
클린 코드 작성 원칙
- 가독성 : 누구든지 코드를 쉽게 읽을 수 있도록 작성함. 이해하기 쉬운 용어를 사용하거나 들여쓰기 기능 사용
- 단순성 : 코드를 간단하게 작성. 한 번에 한 가지를 처리하도록 코드를 작성하고 클래스/메소드/함수 등을 최소 단위로 분리함
- 의존성 배제 : 코드가 다른 모듈에 미치는 영향을 최소화 함. 코드 변경 시 다른 부분에 영향이 없도록 작성함
- 중복성 최소화 : 코드의 중복을 최소화함. 중복된 코드는 삭제하고 공통된 코드를 사용함
- 추상화 : 상위 클래스/메소드/함수에서는 간략하게 애플리케이션의 특성을 나타내고 상세내용은 하위에서 구현
소스 코드 품질 분석 도구
정적 분석 도구 : 작성한 소스 코드를 실행하지 않고 코딩 표준이나 코딩 스타일, 결함 등을 확인하는 코드 분석 도구
종류 : pmd, cppcheck , SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등
동적 분석 도구 : 작성한 소스 코드를 실행하여 코드에 존재하는 메모리 누수, 스레드 결함 등을 분석하는 도구
종류 : Avalanche, Valgrind 등
