Kỹ Thuật Kiểm Thử Phần Mềm: Hướng Dẫn Chi Tiết và Ứng Dụng

Theo tài liệu gốc, kiểm thử phần mềm là quá trình thực thi một chương trình với mục đích tìm lỗi. Điều này nhấn mạnh rằng mục tiêu chính của kiểm thử không chỉ là xác nhận phần mềm hoạt động mà còn là chủ động tìm kiếm và phát hiện các defect. Kiểm thử phần mềm đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng, độ tin cậy và hiệu suất của sản phẩm trước khi đến tay người dùng cuối. Quá trình này bao gồm nhiều giai đoạn và kỹ thuật khác nhau, từ kiểm tra mã nguồn đến thử nghiệm chức năng và hiệu năng.

Mục tiêu chính của kiểm thử phần mềm là đưa ra những chứng nhận về chất lượng và phát hiện sửa lỗi phần mềm. Thiết kế kiểm thử là một trong những công cụ ngăn chặn lỗi tốt nhất được biết đến. Nó có thể phát hiện và loại bỏ lỗi tại mọi giai đoạn của quá trình thiết kế phần mềm, từ ý tưởng đến đặc tả, thiết kế, viết mã và phần còn lại. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí phát sinh do lỗi trong quá trình sử dụng.

Khi lập trình một phần mềm hay bất kỳ một cái gì thì việc dự đoán trước các tình huống xảy ra cho chương trình đó là rất quan trọng. Vì thế khi viết chương trình người kiểm thử viên thường viết trước các tình huống kiểm thử để dự đoán các trường hợp. Một tình huống kiểm thử (Test Case) có thể coi nôm na là một tình huống kiểm tra, được thiết kế để kiểm thử một đối tượng có thỏa mãn yêu cầu đặt ra hay không. Tình huống kiểm thử càng nhiều độ tin tưởng càng cao chất lượng công việc càng tốt.

Một kịch bản kiểm thử (Test Script) là một nhóm mã lệnh dạng đặc tả kịch bản dùng để tự động hóa một trình tự kiểm thử, giúp cho việc kiểm thử nhanh hơn hoặc cho những trường hợp mà kiểm thử bằng tay sẽ rất khó khăn hoặc không khả thi. Việc sử dụng kịch bản kiểm thử giúp tăng tốc quá trình kiểm thử, giảm thiểu sai sót do con người và đảm bảo tính nhất quán trong quá trình kiểm thử.

Quy trình kiểm thử phần mềm bao gồm các hành động chính sau: Lập kế hoạch kiểm thử, Thiết kế kịch bản kiểm thử, Phát triển kịch bản kiểm thử, Thực hiện kiểm thử, Đánh giá. Lập kế hoạch kiểm thử là để chỉ ra các loại kiểm thử, chiến lược kiểm thử thậm chí là cả thời gian và xác định lực lượng kiểm thử viên cho dự án cần kiểm thử. Kết quả của bước lập kế hoạch kiểm thử là bản tài liệu về kế hoạch kiểm thử phần mềm. Bản kế hoạch này có thể coi là bản kế hoạch chính trong đó có tất cả các kế hoạch chi tiết cho các mức kiểm thử như kiểm thử đơn vị, kiểm thử tích hợp, kiểm thử hệ thống, kiểm thử chấp nhận … và các chiến lược kiểm thử như kiểm thử hộp đen, kiểm thử hộp trắng, kiểm thử hộp xám đều được đề cập.

Một nguyên lý đúng kết từ thực tiễn: thời gian tốn cho kiểm thử đơn vị sẽ được đền bù bằng việc tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí cho việc kiểm thử và sửa lỗi ở các mức kiểm thử sau đó. Kiểm thử đơn vị thường do lập trình viên thực hiện. Công đoạn này cần được thực hiện càng sớm càng tốt trong giai đoạn viết mã nguồn và xuyên suốt chu kỳ phát triển phần mềm. Cũng như các mức kiểm tra khác, kiểm thử đơn vị cũng đòi hỏi phải chuẩn bị trước các tình huống (Test Case) hoặc kịch bản (Script) trong đó chỉ định dữ liệu vào, các bước thực hiện và dữ liệu mong chờ sẽ xuất ra.

Kiểm thử tích hợp là kiểm thử khi ghép nối các hàm hay các mô-đun đã được kiểm thử đơn vị lại với nhau. Trong khi kiểm thử đơn vị kiểm thử các thành phần và đơn vị riêng lẻ thì kiểm thử tích hợp kết hợp chúng lại với nhau và kiểm thử sự tương thích giữa chúng. Trong các dự án lớn hệ thống thường được chia thành các mô-đun để nhiều nhóm cùng...

Kiểm thử hệ thống là kiểm thử sau khi tích hợp toàn bộ các thành phần của hệ thống. Mục đích của kiểm thử hệ thống là đảm bảo hệ thống hoạt động đúng theo yêu cầu và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng. Kiểm thử hệ thống thường được thực hiện bởi một nhóm kiểm thử độc lập để đảm bảo tính khách quan.

Việc kiểm thử các phần mềm nhúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng, giảm thiểu rủi ro về các lỗi, nó mang tính sống còn của sản phẩm. Đặc biệt với những hệ thống nhúng đòi hỏi độ tin cậy rất cao, việc kiểm thử các hệ thống này yêu cầu cẩn thận, tỉ mỉ hơn so với kiểm thử phần mềm thông thường. Hệ thống nhúng ngày càng được nhiều các nước trên thế giới quan tâm, nghiên cứu và phát triển.

Tuy nhiên ở Việt Nam lĩnh vực này vẫn phát triển khá khiêm tốn so với thế giới, đặc biệt lĩnh vực kiểm thử phần mềm nhúng lại càng khiêm tốn hơn. Các tài liệu liên quan đến hoạt động kiểm thử phần mềm nhúng cũng không nhiều. Nên việc nghiên cứu, tìm hiểu các kỹ thuật kiểm thử phần mềm nhúng là một vấn đề cần thiết hiện nay. Nó sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực hệ thống nhúng, một lĩnh vực giàu tiềm năng nhưng mới chỉ bước đầu phát triển tại Việt Nam.

Mục đích của đề tài nhằm tìm hiểu, giới thiệu về quy trình kiểm thử phần mềm nói chung, đặc biệt là nghiên cứu các kỹ thuật kiểm thử hệ thống nhúng. Áp dụng kiểm thử một phần mềm nhúng, cụ thể là phần mềm điều khiển chuẩn cho mô-đun flash của mạch MKL46Z256. Việc kiểm thử này sử dụng công cụ biên dịch CodeWarrior chạy trên môi trường Windows 7.

Kiểm thử sự chuyển tiếp trạng thái (State Transition Testing – STT) là một kỹ thuật kiểm thử hộp đen được sử dụng để kiểm tra hành vi của hệ thống khi nó chuyển đổi giữa các trạng thái khác nhau. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống có hành vi phức tạp và phụ thuộc vào trạng thái hiện tại.

Kiểm thử điều khiển luồng (Control Flow Test) là một kỹ thuật kiểm thử hộp trắng được sử dụng để kiểm tra luồng thực thi của chương trình. Kỹ thuật này tập trung vào việc đảm bảo rằng tất cả các đường dẫn có thể có trong chương trình đều được thực thi ít nhất một lần.

Tổng quan về mạch MKL46Z256. Phần mềm điều khiển chuẩn cho mô-đun Flash của mạch MKL46Z256 (Standard Software Driver – SSD). Thiết kế tình huống kiểm thử cho phần mềm SSD.

Thiết lập môi trường kiểm thử. Kết quả thực hiện chương trình kiểm thử. Phụ lục A: Tài liệu thiết kế chi tiết của phần mềm SSD. Phụ lục B: Danh sách test case của từng hàm trong phần mềm SSD.