Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm Tại Đại Học Quốc Gia Hà Nội

• Tác giả: Mai Thị Kim Oanh
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Ngọc Hùng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm Tại Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI MỞ ĐẦU
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM
• 1.2. KHÁI NIỆM VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM
• 1.3. VAI TRÒ CỦA KIỂM THỬ PHẦN MỀM
• 1.4. MỤC TIÊU CỦA KIỂM THỬ PHẦN MỀM
• 1.5. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN KIỂM THỬ
• 1.6. KIỂM THỬ CHẤP NHẬN SẢN PHẨM
• 1.7. KIỂM THỬ BIÊN MỞ RỘNG
• 1.8. KẾT HỢP KIỂM THỬ TRƯỜNG HỢP XẤU NHẤT VÀ KIỂM THỬ BIÊN MỞ RỘNG
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP KIỂM THỬ SINH BỘ
• 2.1. PHƯƠNG PHÁP KIỂM THỬ DỰA TRÊN BẢNG QUYẾT ĐỊNH
• 2.2. ÁP DỤNG BẢNG QUYẾT ĐỊNH CHO BÀI TOÁN TAM GIÁC
• 2.3. ÁP DỤNG BẢNG QUYẾT ĐỊNH CHO BÀI TOÁN NEXT DATE
• 2.4. PHÉP THỬ ĐẦU TIÊN CHO BÀI TOÁN NEXT DATE
• 2.5. PHÉP THỬ THỨ HAI CHO BÀI TOÁN NEXT DATE
• 2.6. THIẾT KẾ ĐA KIỂM THỬ CHO BÀI TOÁN CÓ BIẾN ĐỘ LẬP
• 2.7. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP KIỂM THỬ ĐỂ SINH ĐA KIỂM THỬ
• 2.8. THIẾT KẾ ĐA KIỂM THỬ CHO BÀI TOÁN CÓ BIẾN PHỤ THUỘC
• 2.9. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP KIỂM THỬ ĐỂ SINH ĐA KIỂM THỬ
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI KIỂM THỬ
• 3.1. GIAO DIỆN BÀI TOÁN NHẬP ĐIỂM CHO SINH VIÊN
• 3.2. GIAO DIỆN BÀI TOÁN NEXT DATE
• 3.3. SO SÁNH TÍNH HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP KIỂM THỬ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm Tại VNU Hà Nội

Nghiên cứu kiểm thử phần mềm là hoạt động quan trọng trong phát triển phần mềm. Nó đánh giá chất lượng phần mềm và là quy trình bắt buộc trong các dự án. Hiện nay, hai kỹ thuật chính được áp dụng rộng rãi là kiểm thử hộp trắng và kiểm thử hộp đen. Các công ty phần mềm thường tập trung vào kiểm thử hộp đen vì kiểm thử hộp trắng tốn kém, liên quan đến phân tích mã nguồn và yêu cầu người kiểm thử có hiểu biết sâu sắc về hệ thống. Kiểm thử hộp đen là phương pháp quan trọng. Để thực hiện, cần sinh bộ kiểm thử, hay tập hợp các ca kiểm thử. Chất lượng hoạt động kiểm thử phụ thuộc vào chất lượng bộ kiểm thử này. Các công ty phần mềm hiện nay chủ yếu sử dụng phương pháp phân hoạch tương đương để sinh bộ kiểm thử. Phương pháp này tốn kém khi số lượng đầu vào của một chức năng cần kiểm thử lớn. Hơn nữa, phương pháp này chỉ hiệu quả với giả thiết là các đầu vào hoàn toàn độc lập nhau. Với những bài toán có đầu vào phụ thuộc lẫn nhau, phương pháp phân hoạch tương đương khó phát hiện ra các lỗi gây ra bởi những phụ thuộc này.

1.1. Vai Trò Của Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm Tại VNU

Nghiên cứu kiểm thử phần mềm đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng phần mềm. Nó giúp phát hiện lỗi và giảm thiểu rủi ro trong quá trình phát triển. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội tập trung vào việc cải tiến các phương pháp kiểm thử, từ đó nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Các dự án nghiên cứu thường liên kết với các doanh nghiệp phần mềm, giúp sinh viên và giảng viên có cơ hội tiếp cận với các bài toán thực tế và đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp phần mềm Việt Nam. Các bài báo khoa học và hội thảo khoa học là nơi công bố các kết quả nghiên cứu, tạo diễn đàn trao đổi học thuật và kinh nghiệm.

1.2. Các Hướng Nghiên Cứu Chính Về Kiểm Thử Phần Mềm Ở VNU

Các hướng nghiên cứu chính về kiểm thử phần mềm tại VNU bao gồm: kiểm thử tự động, kiểm thử hiệu năng, kiểm thử bảo mật, và kiểm thử tích hợp. Các nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển các công cụ và frameworks hỗ trợ quá trình kiểm thử, giúp giảm thiểu thời gian và công sức cần thiết. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng tập trung vào việc xây dựng các case studies và best practices để chia sẻ kinh nghiệm và kiến thức cho cộng đồng. Các phòng thí nghiệm tại Khoa Công nghệ thông tin của UIT đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các nghiên cứu này.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm Hiện Nay

Mặc dù kiểm thử phần mềm là quy trình bắt buộc, hầu hết các phần mềm hiện tại vẫn còn lỗi lọt đến khách hàng hoặc được chính người sử dụng tìm ra trong quá trình kiểm thử chấp nhận sản phẩm. Nguyên nhân một phần lớn là do kiểm thử viên chưa làm đúng quy trình trong quá trình xây dựng các ca kiểm thử. Vì vậy cần hiểu rõ lý do của việc kiểm thử để thấy được ý nghĩa của việc xây dựng ca kiểm thử hiệu quả. Có một số lý do chính của hoạt động kiểm thử phần mềm như sau: Về khía cạnh xem xét sản phẩm, người phát triển muốn kiểm tra phần mềm như một phần tử của hệ thống hoạt động thì cần thực hiện thông qua hoạt động kiểm thử phần mềm. Lý do quan trọng thứ hai là khi thực hiện tốt hoạt động kiểm thử, sẽ hạn chế được chi phí cho các thất bại do lỗi gây ra sau này. Đây chính là hiệu quả của hoạt động kiểm thử mang lại và cũng chính là mục tiêu của người phát triển hệ thống khi thực hiện hoạt động kiểm thử phần mềm.

2.1. Vấn Đề Về Chi Phí Và Thời Gian Trong Kiểm Thử Phần Mềm

Một trong những thách thức lớn nhất trong kiểm thử phần mềm là vấn đề về chi phí và thời gian. Quá trình kiểm thử có thể chiếm một phần đáng kể trong tổng chi phí và thời gian phát triển phần mềm. Việc tìm kiếm và sửa chữa lỗi cũng đòi hỏi nguồn lực lớn. Do đó, các nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình kiểm thử, giảm thiểu chi phí và thời gian mà vẫn đảm bảo chất lượng phần mềm. Các phương pháp kiểm thử tự động và kiểm thử hiệu năng được đặc biệt quan tâm để giải quyết vấn đề này.

2.2. Đảm Bảo Phạm Vi Kiểm Thử Đầy Đủ Và Hiệu Quả

Một thách thức khác là đảm bảo phạm vi kiểm thử đầy đủ và hiệu quả. Việc kiểm thử tất cả các trường hợp có thể là không khả thi, đặc biệt đối với các phần mềm phức tạp. Do đó, cần có các phương pháp để lựa chọn các trường hợp kiểm thử quan trọng nhất, đảm bảo phát hiện được các lỗi tiềm ẩn. Các phương pháp kiểm thử dựa trên mô hình và kiểm thử dựa trên rủi ro được sử dụng để giải quyết vấn đề này. Ngoài ra, việc sử dụng các công cụ hỗ trợ kiểm thử cũng giúp tăng cường phạm vi và hiệu quả của quá trình kiểm thử.

III. Phương Pháp Kiểm Thử Hộp Đen Nghiên Cứu Tại Đại Học Quốc Gia

Kiểm thử hộp đen là một trong những phương pháp kiểm thử quan trọng nhất trong tiến trình kiểm thử phần mềm. Kiểm thử hộp đen cũng được gọi là kiểm thử hướng dữ liệu hay hướng vào/ra. Phương pháp này xem chương trình như là một “hộp đen”, kiểm thử viên chỉ quan tâm đến đầu vào và đầu ra của chương trình mà không hề biết cấu trúc nội tại bên trong hệ thống và các thành phần của nó hoạt động ra sao. Thay vào đó, tập trung vào tìm các trường hợp mà chương trình không thực hiện theo các đặc tả của nó. Hơn nữa, kiểm thử hộp đen còn bổ sung cho phương pháp kiểm thử hộp trắng để phát hiện ra các lỗi khác nhau mà kiểm thử hộp trắng không phát hiện ra được. Phương pháp này tập trung kiểm thử về mặt yêu cầu chức năng của sản phẩm. Đối tượng của kiểm thử hộp đen là các module tích hợp, các hệ con và toàn bộ hệ thống.

3.1. Phân Tích Giá Trị Biên Trong Kiểm Thử Hộp Đen

Phân tích giá trị biên là một kỹ thuật kiểm thử hộp đen tập trung vào việc kiểm thử các giá trị ở biên của các miền dữ liệu đầu vào. Kỹ thuật này dựa trên giả định rằng các lỗi thường xảy ra ở biên của các miền dữ liệu. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội đã tập trung vào việc cải tiến kỹ thuật phân tích giá trị biên, giúp tăng cường khả năng phát hiện lỗi và giảm thiểu số lượng trường hợp kiểm thử cần thiết. Các nghiên cứu này cũng đã đề xuất các phương pháp để xử lý các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như các miền dữ liệu không liên tục hoặc các miền dữ liệu có nhiều biên.

3.2. Phân Lớp Tương Đương Trong Kiểm Thử Hộp Đen

Phân lớp tương đương là một kỹ thuật kiểm thử hộp đen chia các miền dữ liệu đầu vào thành các lớp tương đương, sao cho các giá trị trong cùng một lớp có hành vi tương tự nhau. Kỹ thuật này giúp giảm thiểu số lượng trường hợp kiểm thử cần thiết mà vẫn đảm bảo phạm vi kiểm thử đầy đủ. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội đã tập trung vào việc phát triển các phương pháp để xác định các lớp tương đương một cách hiệu quả, giúp tăng cường khả năng phát hiện lỗi và giảm chi phí kiểm thử. Các nghiên cứu này cũng đã đề xuất các phương pháp để xử lý các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như các miền dữ liệu có nhiều lớp tương đương hoặc các lớp tương đương không rõ ràng.

IV. Ứng Dụng Bảng Quyết Định Trong Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm

Trong phạm vi giới hạn của đề tài, luận văn xin giới thiệu một số phương pháp kiểm thử hộp đen thông dụng hiện nay, tuy nhiên luận văn sẽ không đi vào trình bày chi tiết cho từng phương pháp. Phân lớp tương đương – Equivalence partitioning. Phân tích giá trị biên – Boundary value analysis. Kiểm thử mọi cặp – All-pairs testing. Kiểm thử fuzz – Fuzz testing. Kiểm thử dựa trên mô hình – Model-based testing. Ma trận dấu vết – Traceability matrix. Kiểm thử dựa trên đặc tả – Specification-base testing.

4.1. Thiết Kế Ca Kiểm Thử Dựa Trên Bảng Quyết Định

Bảng quyết định là một công cụ hữu ích để mô tả các quy tắc nghiệp vụ phức tạp và các điều kiện đầu vào khác nhau. Trong kiểm thử phần mềm, bảng quyết định được sử dụng để thiết kế các ca kiểm thử một cách có hệ thống, đảm bảo rằng tất cả các kết hợp điều kiện đầu vào đều được kiểm thử. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội đã tập trung vào việc phát triển các phương pháp để xây dựng bảng quyết định một cách hiệu quả, giúp tăng cường khả năng phát hiện lỗi và giảm chi phí kiểm thử. Các nghiên cứu này cũng đã đề xuất các phương pháp để xử lý các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như các quy tắc nghiệp vụ không rõ ràng hoặc các điều kiện đầu vào mâu thuẫn.

4.2. Tối Ưu Hóa Bảng Quyết Định Để Kiểm Thử Hiệu Quả

Việc xây dựng bảng quyết định có thể trở nên phức tạp đối với các hệ thống có nhiều điều kiện đầu vào. Do đó, cần có các phương pháp để tối ưu hóa bảng quyết định, giảm thiểu số lượng quy tắc và điều kiện mà vẫn đảm bảo phạm vi kiểm thử đầy đủ. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội đã tập trung vào việc phát triển các thuật toán để tối ưu hóa bảng quyết định, giúp giảm chi phí kiểm thử và tăng cường khả năng phát hiện lỗi. Các nghiên cứu này cũng đã đề xuất các phương pháp để xử lý các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như các quy tắc nghiệp vụ dư thừa hoặc các điều kiện đầu vào không liên quan.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Kiểm Thử Phần Mềm

Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu và khảo sát một số phương pháp sinh bộ kiểm thử thường được sử dụng trong kiểm thử hộp đen như: kiểm thử giá trị biên, kiểm thử dựa trên phân hoạch tương đương và kiểm thử dựa trên bảng quyết định. Với mỗi phương pháp, luận văn sẽ đưa ra các tiêu chí sinh bộ kiểm thử, đồng thời đánh giá được ưu điểm, nhược điểm và khả năng phát hiện lỗi của từng phương pháp theo bộ kiểm thử được sinh ra. Từ kết quả của quá trình khảo sát, luận văn sẽ đưa ra những được gợi ý cho từng loại bài toán, từng hệ thống phù hợp với phương pháp kiểm thử nào. Luận văn cũng sẽ tiến hành thử nghiệm các phương pháp kiểm thử nêu trên cho hai bài toán cụ thể và đưa ra các phân tích đánh giá cho các phương pháp kiểm thử đã khảo sát trong phạm vi luận văn này.

5.1. Tổng Kết Các Phương Pháp Kiểm Thử Đã Nghiên Cứu

Luận văn đã trình bày và phân tích một số phương pháp kiểm thử phần mềm phổ biến, bao gồm kiểm thử hộp đen với các kỹ thuật như phân tích giá trị biên, phân lớp tương đương, và kiểm thử dựa trên bảng quyết định. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các loại phần mềm và yêu cầu kiểm thử khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp kiểm thử phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng phần mềm và giảm chi phí kiểm thử. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội đã đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về các phương pháp kiểm thử này và đề xuất các cải tiến để tăng cường hiệu quả của chúng.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Mới Trong Lĩnh Vực Kiểm Thử Phần Mềm

Lĩnh vực kiểm thử phần mềm đang phát triển nhanh chóng với sự ra đời của các công nghệ và phương pháp mới. Các hướng nghiên cứu tiềm năng bao gồm kiểm thử dựa trên trí tuệ nhân tạo, kiểm thử tự động hóa nâng cao, và kiểm thử liên tục trong môi trường DevOps. Các nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Hà Nội có thể tập trung vào việc khám phá và phát triển các phương pháp kiểm thử mới này, giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp phần mềm. Ngoài ra, việc nghiên cứu các phương pháp đào tạo kiểm thử phần mềm hiệu quả cũng là một hướng đi quan trọng, giúp nâng cao năng lực của đội ngũ kiểm thử viên Việt Nam.