CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM VÀ VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG PHẦN MỀM 1. Sản phẩm phần mềm và kiểm thử phần mềm 1. Sản phẩm phần mềm là gì? Phần mềm là một (bộ) chương trình được cài đặt trên máy tính nhằm thực hiện một nhiệm vụ tương đối độc lập nhằm phục vụ cho một ứng dụng cụ thể việc quản lý họat động của máy tính hoặc áp dụng máy tính trong các họat động kinh tế, quốc phòng, văn hóa, giáo dục, giải trí,… Việc tạo ra một sản phẩm phần mềm phải trải qua nhiều giai đoạn, người ta gọi là qui trình phát triển phần mềm, bắt đầu từ khi bắt đầu có ý tưởng cho đến khi đưa ra sản phẩm phần mềm thực thi. Khối lượng công việc trong từng giai đoạn của quá trình sản xuất phần mềm cũng thay đổi theo thời gian.
Khái niệm kiểm thử phần mềm Kiểm thử phần mềm là công việc được thực hiện nhằm tìm ra lỗi, thiếu sót của phần mềm hoặc chứng minh phần mềm hoạt động đúng đắn. Kiểm thử phần mềm có vai trò rất quan trọng trong việc cải thiện chất lượng phần mềm và làm giảm chi phí kiểm thử cũng như khắc phục lỗi. Kiểm thử phần mềm sử dụng quy trình kiểm chứng và thẩm định chất lượng phần mềm trong quá trình thực hiện việc kiểm thử. Quy trình kiểm chứng sẽ đảm bảo rằng phần mềm khi được phát triển sẽ đúng với đặc tả của nó và quy trình thẩm định thì sẽ đảm bảo rằng phần mềm thỏa mãn được yêu cầu của người dùng cuối.
Quy trình kiểm chứng sẽ được thực hiện trước quy trình thẩm định do sản phẩm phần mềm cần đúng với đặc tả trước. Nếu thực hiện quy trình thẩm định trước quy trình đặc tả, nếu xảy ra lỗi, rất khó có thể xác định lỗi này là do đặc tả sai hay do lập trình sai so với đặc tả. Tuy nhiên, thẩm định nếu được thực hiện quá muộn thì khi phát hiện ra lỗi hoặc thiếu sót sẽ kéo theo chi phí khắc phục lỗi tăng đồng thời khiến 3 thời gian hoàn thiện phần mềm kéo dài. Vì vậy, quy trình thẩm định nên được thực hiện sớm để góp phần làm giảm chi phí cũng như thời gian phát triển sản phẩm phần mềm.
Trong phương pháp phát triển phần mềm Agile, khách hàng sẽ đóng vai trò là một thành viên của nhóm phát triển và thực hiện việc thẩm định sản phẩm phần mềm liên tục sau mỗi vòng lặp phát triển trong suốt quá trình thực hiện dự án phần mềm. Chính điều này giúp cho việc phát triển phần mềm theo phương pháp Agile trở nên rất nhanh chóng và giảm được nhiều chi phí cho việc sửa lỗi do lỗi được phát hiện từ rất sớm. Minh họa sử dụng quy trình kiểm chứng và thẩm định trong quá trình phát triển phần mềm Trong kiểm thử phần mềm, các khái niệm như lỗi, sai, khuyết thiếu, thất bại đều có nghĩa khá gần nhau nhưng trên thực tế cần phân biệt rõ 4 khái niệm này. Lỗi: do lập trình viên phạm phải trong quá trình lập trình.
Khi lỗi được thực thi sẽ dẫn tới thất bại. Sai: bắt nguồn từ lỗi, do quá trình thực hiện không tuân theo quy trình dẫn đến phần mềm thực hiện một cách không xác định. Thất bại: xảy ra khi chức năng của phần mềm không thực hiện đúng như mong đợi. Khuyết thiếu: là sự thiếu sót các trường hợp có thể xảy ra khi phần mềm hoạt động, có thể do đặc tả thiếu hoặc thiếu sót khi lập trình.
4 Kiểm thử phần mềm có thể chia làm 2 nhóm kỹ thuật chính là kỹ thuật kiểm thử tĩnh và kỹ thuật kiểm thử động. Kiểm thử tĩnh là kỹ thuật không yêu cầu phải biên dịch và chạy mã nguồn chương trình để thực hiện việc kiểm thử phần mềm. Kỹ thuật này kiểm thử chương trình bằng cách kiểm tra cú pháp, cấu trúc mã nguồn của chương trình hoặc rà soát các tài liệu liên quan như tài liệu đặc tả, tài liệu thiết kế,. Trong quy trình kiểm chứng và thẩm định chất lượng phần mềm thì kiểm thử tĩnh được sử dụng trong quy trình kiểm chứng.
Kiểm thử động là kỹ thuật chỉ được thực hiện khi mã nguồn chương trình phần mềm được biên dịch và chạy. Mục đích chính của kỹ thuật kiểm thử động là thẩm định xem chương trình phần mềm có hoạt động đúng và đầy đủ các chức năng như những mong muốn của người sử dụng hay không, do đó trong quy trình kiểm chứng và thẩm định chất lượng phần mềm thì kiểm thử động được sử dụng trong quy trình thẩm định. Vấn đề về đảm bảo chất lượng phần mềm 2. Lỗi phần mềm là gì? Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về lỗi phần mềm, nhưng tựu chung có thể phát biểu một cách tổng quát: “Lỗi phần mềm là sự không khớp giữa chương trình và đặc tả của nó”.
Dựa vào định nghĩa, chúng ta có thể thấy lỗi phần mềm xuất hiện theo ba dạng sau: • Sai: Sản phẩm được xây dựng khác với đặc tả. • Thiếu: Một yêu cầu đã được đặc tả nhưng lại không có trong sản phẩm được xây dựng. • Thừa: Một yêu cầu được đưa vào sản phẩm mà không có trong đặc 5 tả. Cũng có trường hợp yêu cầu này có thể là một thuộc tính sẽ được người dùng chấp nhận nhưng khác với đặc tả nên vẫn coi là có lỗi.
Tại sao lỗi phần mềm xuất hiện Khác với sự cảm nhận thông thường, lỗi xuất hiện nhiều nhất không phải do lập trình. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong các dự án từ rất nhỏ đến các dự án rất lớn và kết quả luôn giống nhau. Số lỗi do đặc tả gây ra là nhiều nhất, chiếm khoảng 80%. Có một số nguyên nhân làm cho đặc tả tạo ra nhiều lỗi nhất.
Trong nhiều trường hợp, đặc tả không được viết ra. Các nguyên nhân khác có thể do đặc tả không đủ cẩn thận, nó hay thay đổi, hoặc do chưa phối hợp tốt trong toàn nhóm phát triển. Sự thay đổi yêu cầu của khách hàng cũng là nguyên nhân dễ gây ra lỗi phần mềm. Khách hàng thay đổi yêu cầu không cần quan tâm đến những tác động sau khi thay đổi yêu cầu như phải thiết kế lại, lập lại kế hoạch, làm lại những việc đã hoàn thành.
Nếu có nhiều sự thay đổi, rất khó nhận biết hết được phần nào của dự án phụ thuộc và phần nào không phụ thuộc vào sự thay đổi. Nếu không giữ được vết thay đổi rất dễ phát sinh ra lỗi. Các nguyên nhân gây ra lỗi phần mềm 6 Nguồn gây ra lỗi lớn thứ hai là thiết kế. Đó là nền tảng mà lập trình viên dựa vào để nỗ lực thực hiện kế hoạch cho phần mềm.
Lỗi do lập trình gây ra cũng khá dễ hiểu. Ai cũng có thể mắc lỗi khi lập trình. Thời kì đầu, phát triển phần mềm có nghĩa là lập trình, công việc lập trình thì nặng nhọc, do đó lỗi do lập trình gây ra là chủ yếu. Ngày nay, công việc lập trình chỉ là một phần việc của quá trình phát triển phần mềm, cộng với sự hỗ trợ của nhiều công cụ lập trình cao cấp, việc lập trình trở nên nhẹ nhàng hơn, mặc dù độ phức tạp phần mềm lớn hơn rất nhiều.
Do đó, lỗi do lập trình gây ra cũng ít hơn. Tuy nhiên, nguyên nhân để lập trình tạo ra lỗi lại nhiều hơn. Đó là do độ phức tạp của phần mềm, do tài liệu nghèo nàn, do sức ép thời gian hoặc chỉ đơn giản là những lỗi “không nói lên được”. Một điều cũng hiển nhiên là nhiều lỗi xuất hiện trên bề mặt lập trình nhưng thực ra lại do lỗi của đặc tả hoặc thiết kế.
Một nguyên nhân khác tạo ra lỗi là do bản thân các công cụ phát triển phần mềm cũng có lỗi như công cụ trực quan, thư viện lớp, bộ biên dịch,… 2. Chi phí cho việc sửa lỗi Bảo trì là phần chi phí chính của phần mềm và kiểm thử là hoạt động chi phí đắt thứ hai, ước tính khoảng 40% (15/33) chi phí trong quá trình phát triển ban đầu của sản phẩm phần mềm. Kiểm thử cũng là phần chi phí chính của giai đoạn bảo trì do phải tiến hành kiểm thử lại những thay đổi trong quá trình sửa lỗi và đáp ứng yêu cầu người dùng. Kiểm thử và sửa lỗi có thể được thực hiện tại bất kỳ giai đoạn nào của vòng đời phần mềm.
Tuy nhiên chi phí cho việc tìm và sửa lỗi tăng một cách đáng kể trong quá trình phát triển. Quy trình kiểm thử phần mềm Software Testing Life Cycle đề cập đến một quy trình Test (Testing process) trong đó các bước cụ thể được thực hiện theo một trình tự nhất định 7 để đảm bảo mục tiêu chất lượng được đáp ứng. Trong quy trình kiểm thử phần mềm mỗi hoạt động được thực hiện một cách có kế hoạch và hệ thống. Mỗi một giai đoạn có các mục tiêu khác nhau.
Quy trình kiểm thử phần mềm Requirement Analysis (giai đoạn tìm hiểu và phân tích yêu cầu): Đây là giai đoạn tiếp cận dự án được thực hiện bởi toàn bộ team (project manager, developer, tester, QA…) cùng tham gia để phân tích các nghiệp vụ trong SRS thành các đơn vị chức năng của chương trình cần xây dựng. Testcase Development (giai đoạn lập các trường hợp kiểm thử): Sau khi có test plan, đội ngũ tester bắt đầu vào giai đoạn thiết kế các trường hợp kiểm thử cho các chức năng trong dự án, sau khi testcase được thiết kế xong sẽ được test leader, test manager phê duyệt để đưa vào giai đoạn thực hiện test sau này. 8 Environment Setup (giai đoạn thiết lập môi trường kiểm thử): Sau khi hoàn thành xong giai đoạn thiết kế các trường hợp kiểm thử, đội test sẽ tiếp tục chuẩn bị các môi trường kiểm thử (hệ điều hành, browser, thiết bị…) để sẵn sàng đưa sản phẩm vào thực hiện test sau khi hoàn thành xong. Vòng 2 sẽ bắt đầu ngay sau khi sản phẩm hoàn thành 100% (Test hết tất cả các testcase đã thiết kế và tiến hành log bug vào hệ thống).
Vòng 03 sẽ bắt đầu khi những bug mà tester tìm ra ở vòng test thứ 2 được xử lý hết và đội lập trình triển khai phiên bản mới. Chú ý: Số vòng test có thể nhiều hơn hoặc ít hơn tùy thuộc vào quy mô cũng như yêu cầu của dự án. Test Cycle Closure (giai đoạn kết thúc): Sau khi dự án thỏa mãn các tiêu chí về chất lượng, test leader/test manager tiến hành xác minh, tổng kết quá trình test để sẵn sàng ra mắt cho khách hàng. Đội test sẽ tiến hành lập báo cáo kiểm thử cho quản lý trực tiếp phục vụ cho việc làm tài liệu dự án gửi cho khách hàng.