Bài giảng Kỹ thuật phần mềm - Phần V: Kiểm thử và bảo trì

10/20/2011 
1 
PHẦN V: 
KIỂM THỬ VÀ BẢO TRÌ 
I. Kiểm thử 
1. Khái niệm kiểm thử 
2. Phương pháp thử 
3. Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử 
4. Kiểm thử module 
5. Kiểm thử hệ thống 
6. Kiểm thử chấp nhận 
II. Bảo trì 
1 
1. Khái niệm kiểm thử 
• Là mấu chốt của đảm bảo chất lượng 
phần mềm 
• Là tiến trình (và là nghệ thuật) nhằm 
phát hiện lỗi bằng việc xem xét lại đặc 
tả, thiết kế và mã nguồn. 
• Kiểm thử thành công là phát hiện ra 
lỗi; kiểm thử không phát hiện ra lỗi là 
kiểm thử dở 
2 
10/20/2011 
2 
Khó khăn 
• Nâng cao chất lượng phần mềm nhưng không 
vượt quá chất lượng khi thiết kế: chỉ phát hiện 
các lỗi tiềm tàng và sửa chúng 
• Phát hiện lỗi bị hạn chế do thủ công là chính 
• Dễ bị ảnh hưởng tâm lý khi kiểm thử 
• Khó đảm bảo tính đầy đủ của kiểm thử 
3 
Lưu ý khi kiểm thử 
1. Chất lượng phần mềm do khâu thiết kế quyết định là chủ 
yếu, chứ không phải khâu kiểm thử 
2. Tính dễ kiểm thử phụ thuộc vào cấu trúc chương trình 
3. Người kiểm thử và người phát triển nên khác nhau 
4. Dữ liệu thử cho kết quả bình thường thì không có ý nghĩa 
nhiều, cần có những dữ liệu kiểm thử mà phát hiện ra lỗi 
5. Khi thiết kế trường hợp thử, không chỉ dữ liệu kiểm thử 
nhập vào, mà phải thiết kế trước cả dữ liệu kết quả sẽ có 
6. Khi phát sinh thêm trường hợp thử thì nên thử lại những 
trường hợp thử trướcđó để tránh ảnh hưởng lan truyền 
sóng 
4 
10/20/2011 
3 
Tương ứng giữa vòng đời dự án và 
kiểm thử 
5 
Đối tượng và phạm vi 
Đặc tả chức năng/ 
Thiết kế lô gíc 
Thiết kế Vật lý 
Cấu trúc chương trình 
và đặc tả module 
Mã hoá module 
chương trình 
Kiểm thử chấp nhận 
Kiểm thử hệ thống 
Kiểm thử 
tích hợp 
Kiểm thử đơn vị 
chương trình 
Kiểm thử 
hồi quy 
2.1. Kiểm thử tĩnh 
• Kiểm thử trên bàn: giấy và bút trên 
bàn, kiểm tra logic, lần từng chi tiết 
ngay sau khi lập trình xong. 
• Đi xuyên suốt (walk through) 
• Thanh tra (inspection) 
6 
10/20/2011 
4 
2.2. Kiểm thử trên máy 
• Gỡ lỗi bằng máy (machine debug) hay kiểm thử 
động: Dùng máy chạy chương trình để điều tra 
trạng thái từng động tác của chương trình 
• 9 bước của trình tự kiểm thử bằng máy: 
7 
Trình tự kiểm thử bằng máy 
1. Thiết kế trường hợp thử 
theo thử trên bàn 
2. Trường hợp thử phải có cả 
kết quả kỳ vọng sẽ thu 
được 
3. Dịch chương trình nguồn 
và tạo module tải để thực 
hiện 
4. Khi trường hợp thử có xử 
lý tệp vào-ra, phải làm 
trước trên bàn việc xác 
định miền của các tệp 
5. Nhập dữ liệu đã thiết kế 
cho trường hợp kiểm thử 
6. Điều chỉnh môi trường 
thực hiện module tải (tạo 
thủ tục đưa các tệp truy 
cập tệp vào chương trình) 
7. Thực hiện module tải và 
ghi nhận kết quả 
8. Xác nhận kết quả với kết 
quả kỳ vọng 
9. Lặp lại thao tác (5)-(8) 
8 
10/20/2011 
5 
3. Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử 
• Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử dựa trên đặc tả 
bề ngoài của chương trình: Kiểm thử hộp đen 
(Black box test): WHAT ? 
• Kỹ thuật thiết kế trường hợp thử dựa trên đặc tả 
bên trong của chương trình: Kiểm thử hộp trắng 
(white box test): HOW ? 
• Kiểm thử Top-Down hay Bottom-Up 
9 
3.1. Kiểm thử hộp đen 
• Phân đoạn tương đương 
• Phân tích giá trị biên 
• Đoán lỗi 
• Và 1 số kỹ thuật khác 
10 
Black Box 
Results 
Input 
Black box Data Testing Strategy 
10/20/2011 
6 
a. Phương pháp phân đoạn tương 
đương (Equivalence Partition) 
• Mục đích: giảm số lượng test bằng cách chọn các 
tập dữ liệu đại diện 
• Thực hiện: Chia dữ kiệu vào thành các đoạn, mỗi 
đoạn đại diện cho một số dữ liệu => việc kiểm 
thử chỉ thực hiện trên đại diện đó 
• Ưu điểm: Test theo mức trừu tượng hơn là 
trường. 
• Áp dụng: màn hình, menu hay mức quá trình. 
• Ví dụ: 
11 
b. Phương pháp phân tích giá trị biên 
(Boundary value analysis) 
• Là 1 trường hợp riêng của phân đoạn 
• Thí dụ: nếu miền dữ liệu là tháng thì giá trị 0 hay 
>12 là không hợp lệ 
• Thường sử dụng trong kiểm thử module 
12 
10/20/2011 
7 
c. Phương pháp đoán lỗi 
(Error Guessing) 
• Dựa vào trực giác và kinh nghiệm 
• Thí dụ lỗi chia cho 0. Nếu module có phép chia 
thì phải kiểm thử lỗi này 
• Nhược điểm: không phát hiện hết lỗi 
13 
d. Phương pháp đồ thị nguyên nhân - 
kết quả (Cause-effect Graphing) 
14 
SEQUENCE 
NOT 
OR 
DO UNTIL 
AND 
10/20/2011 
8 
3.2. Kiểm thử hộp trắng 
• Là phương pháp kiểm thử dựa vào cấu trúc điều 
khiển của các thủ tục để thiết kế các trường hợp 
kiểm thử. 
15 
Results 
Input 
   
  
White Box Data Testing Strategy 
Kiểm thử hộp trắng (tiếp) 
• Người KSPM có thể đảm bảo: 
– Kiểm tra tất cả các lộ trình độc lập bên trong 1 mô đun 
ít nhất 1 lần 
– Kiểm tra tất cả các nhánh đúng/sai của lựa chọn 
– Kiểm tra việc thực hiện của vòng lặp tại các biên và bên 
trong vòng lặp 
– Kiểm tra các cấu trúc dữ liệu để đảm bảo tính hợp thức. 
• Các kỹ thuật: 
– Kiểm thử theo lộ trình (Basis path testing) 
– Kiểm thử theo cấu trúc điều khiển. 
16 
10/20/2011 
9 
a. Kiểm thử theo lộ trình 
• Là kỹ thuật do Tom McCabe đề xuất cho phép 
nhà kiểm thử tiến hành 1 số đo về độ phức tạp lô 
gic của các thủ tục và số đo này được sử dụng để 
giúp cho việc định nghĩa các lộ trình cơ bản sao 
cho các lệnh trong chương trình được thực hiện ít 
nhất 1 lần trong quá trình kiểm thử. 
• Sử dụng Ký pháp đồ hoạ luồng/ đồ thị chương 
trình: 
– Mỗi nút đồ thị biểu diễn 1 lệnh/ 1 dãy lệnh liên tiếp 
– Cung của đồ thị biểu diễn luồng điều kiện (trình tự thực 
hiện). 
17 
Ví dụ: lưu đồ khối chương trình 
18 
1 
3 
6 
2 
4 
5 7 8 
11 
9 
10 
10/20/2011 
10 
Ví dụ: Đồ thị chương trình 
19 
1 
6 
2,
3 
4,
5 
7 8 
11 
9 10 
1 
3 
2 
4 
Chú ý 
• Một cung bao giờ cũng phải kết thúc tại 1 nút (có 
thể nút này không tương ứng với bất kỳ lệnh nào 
trong thủ tục). 
• Vùng bao bởi các cung và nút gọi là Region (khi 
tính, ta phải tính cả vùng bao ngoài). 
• Thí dụ đồ thị chương trình ở slide trước gồm 4 
vùng (các số in nghiêng). 
• Với điều kiện phức tạp (nhiều hơn 1 phép so 
sánh) thì mỗi so sánh lại tách thành 1 nút riêng. 
• Thí dụ: If a OR b then X else Y Endif 
20 
10/20/2011 
11 
Độ phức tạp lặp (Cyclomatic 
Complexity) 
• Độ phức tạp lặp là 1 số đo phần mềm, cung cấp 1 đơn 
vị đo định lượng về độ phức tạp lô gic của CT. 
• Trong ngữ cảnh áp dụng kiểm thử theo lộ trình, giá trị 
này sẽ cung cấp số lượng các lộ trình (path) độc lập 
trong 1 chương trình và đó được coi như là cận trên 
của số lượng test phải tiến hành để đảm bảo mọi lệnh 
đều được thực hiện ít nhất 1 lần. 
• Lộ trình độc lập? 1 phần của CT bao gồm ít nhất 1 tập 
lệnh hay 1 điều kiện mới. 
• Đồ thị CT trên có 4 lộ trình độc lập: 1-11; 1-2-3-4-5-
10-1-11; 1-2-3-6-8-9-10-1-11; 1-2-3-6-7-9-10-1-11 
21 
Độ phức tạp lặp 
• Có 3 cách tính độ phức tạp lặp ký hiệu V(G): 
– V(G) = E – N +2, với E là số cung, N là số nút của G 
– V(G) = số vùng (region) 
– V(G) = P +1, với P là số lượng nút Predicat (nút giả 
định, không có thật). 
22 
10/20/2011 
12 
Thí dụ: chương trình viết bằng PDL 
 i = 1 
 TotalInput = TotalValid = 0 
 Sum = 0 
 While value(i) -999 And TotalInput < 100 Do 
 TotalInput = TotalInput +1 
 If Value(i) >= Minimum And value(i) <= Maximum 
 Then TotalValid = TotalValid +1 
 Sum = Sum + value(i) 
 Else Skip 
 Endif 
 i = i +1 
 EndDo 
 If TotalValid > 0 Then Average = Sum / TotalValid 
 Else Average = -999 
 Endif 
LastUpdate 8-07 Dept. of SE, 2001 SE-V.23 
1 2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 11 
12 
13 
Lời giải 
• Số lộ trình độc lập (độ phức tạp lặp) = 6 
– 1-2-10-11-13; 1-2-10-12-13 
– 1-2-3-10-11-13; 1-2-3-4-5-8-9-2  
– 1-2-3-4-5-6-8-9-2; 1-2-3-4-5-6-7-8-9-2 
– : có nghĩa là phần tiếp theo còn lại đồ thị là chấp nhận 
được. 
• Đồ thị chương trình ? 
• Số test phải thực hiện: 6 
24 
10/20/2011 
13 
3.3. Trình tự thiết kế 
• Kiểm thử module 
• Kiểm thử tích hợp 
– Kiểm thử tích hợp trên xuống 
– Kiểm thử tích hợp dưới lên 
– Kiểm thử hồi qui 
25 
4. Kiểm thử module 
• Kiểm thử tích hợp module 
– Kiểm thử dưới lên (Bottom-up Test) 
– Kiểm thử trên xuống (Top-down Test) 
– Kiểm thử cột trụ (Big bang Test) 
– Kiểm thử kẹp (Sandwich Test) 
26 
10/20/2011 
14 
a. Bottom-up Test 
• Các module mức thấp được tổ hợp vào các chùm 
thực hiện một chức năng con 
• Viết trình điều khiển phối hợp vào/ ra và kiểm 
thử 
• Kiểm thử chùm/bó 
• Loại bỏ trình điều khiển và chuyển lên mức trên 
27 
Bottom-up Test (Tiếp) 
28 
Mức 4 
Mức 3 
Mức 2 
Mức 1 
10/20/2011 
15 
b. Top-down Test 
• module điều khiển chính được dùng như trình 
điều khiển kiểm thử, gắn các nút con trực tiếp 
vào nó 
• Thay các nút con bằng các module thực tại (theo 
chiều sâu / ngang) 
• Kiểm thử từng module được gắn vào 
• Các 1 nút thử xong được thử tiếp nút khác 
• Kiểm thử hồi quy 
29 
Top-down Test (tiếp) 
30 
 Mức 1 
 Mức 2 
 Mức 3 
 Mức 4 
10/20/2011 
16 
c. Big bang Test 
• Tích hợp không tăng dần 
• Tất các các module đều được tổ hợp trước 
• Toàn bộ chương trình được kiểm thử tổng thể 
• Khó khăn: khó cô lập lỗi, khi chữa xong lỗi này có 
thể lỗi mới lại phát sinh 
31 
d. Sandwich Test 
• Tích hợp trên xuống cho các mức trên cấu trúc 
chương trình 
• Tích hợp dưới lên cho các mức phụ thuộc 
32 
10/20/2011 
17 
5. Kiểm thử hệ thống 
• Kiểm thử phục hồi: bắt buộc phần mềm hỏng 
nhiều cách để kiểm chứng phục hồi 
• Kiểm thử an toàn: kiểm chứng cơ chế bảo vệ 
• Kiểm thử gay cấn 
• Kiểm thử hiệu năng 
33 
6. Kiểm thử chấp nhận 
• Mục đích: để bàn giao PM cho khách hàng 
• Đối tượng: Cần có sự tham gia của ND 
• Trình tự: Dựa vào Yêu cầu PM 
34 
10/20/2011 
18 
PHẦN V: 
KIỂM THỬ VÀ BẢO TRÌ 
I. Kiểm thử 
II. Bảo trì 
1. Khái niệm 
2. Quy trình nghiệp vụ 
3. Các vấn đề còn tồn tại 
4. Bảo trì trong các phương pháp phát triển 
phần mềm 
35 
1. Khái niệm 
• Bảo trì là công việc tu sửa, thay đổi phần mềm 
đã được phát triển (chương trình, dữ liệu, JCL, 
các loại tư liệu đặc tả, . . .) theo những lý do nào 
đó. 
• Các hình thái bảo trì: bảo trì để 
– Tu chỉnh 
– Thích nghi 
– Cải tiến 
– Phòng ngừa 
36 
10/20/2011 
19 
a. Bảo trì để tu sửa 
• Là bảo trì khắc phục những 
khiếm khuyết có trong 
phần mềm. 
• Một số nguyên nhân điển 
hình 
– Kỹ sư phần mềm và khách 
hiểu nhầm nhau. 
– Lỗi tiềm ẩn của phần mềm 
do sơ ý của lập trình hoặc 
khi kiểm thử chưa bao quát 
hết. 
– Vấn đề tính năng của phần 
mềm: không đáp ứng được 
yêu cầu về bộ nhớ, tệp, . . . 
Thiết kế sai, biên tập sai . . 
. 
– Thiếu chuẩn hóa trong phát 
triển phần mềm (trước đó). 
• Kỹ nghệ ngược (Reverse 
Engineering): dò lại thiết 
kế để tu sửa. 
• Những lưu ý 
– Mức trừu tượng 
– Tính đầy đủ 
– Tính tương tác 
– Tính định hướng 
37 
b. Bảo trì để thích hợp 
• Là tu chỉnh phần mềm theo thay đổi của môi 
trường bên ngoài nhằm duy trì và quản lý phần 
mềm theo vòng đời của nó. 
• Thay đổi phần mềm thích nghi với môi trường: 
công nghệ phần cứng, môi trường phần mềm. 
• Những nguyên nhân chính: 
– Thay đổi về phần cứng (ngoại vi, máy chủ,. . .) 
– Thay đổi về phần mềm (môi trường): đổi OS 
– Thay đổi cấu trúc tệp hoặc mở rộng CSDL 
38 
10/20/2011 
20 
c. Bảo trì để cải tiến 
• Là việc tu chỉnh hệ phần 
mềm theo các yêu cầu 
ngày càng hoàn thiện hơn, 
đầy đủ hơn, hợp lý hơn. 
• Những nguyên nhân chính: 
– Do muốn nâng cao hiệu 
suất nên thường hay cải 
tiến phương thức truy cập 
tệp. 
– Mở rộng thêm chức năng 
mới cho hệ thống. 
– Cải tiến quản lý kéo theo cải 
tiến tư liệu vận hành và 
trình tự công việc. 
– Thay đổi người dùng hoặc 
thay đổi thao tác. 
• Còn gọi là tái kỹ nghệ (re-
engineering) 
• Mục đích: đưa ra một thiết 
kế cùng chức năng nhưng 
có chất lượng cao hơn. 
• Các bước thực hiện: 
– Xây dựng lưu đồ phần mềm 
– Suy dẫn ra biểu thức Bun 
cho từng dãy xử lý 
– Biên dịch bảng chân lí 
– Tái cấu trúc phần mềm 
39 
d. Bảo trì để phòng ngừa 
• Là công việc tu chỉnh 
chương trình có tính 
đến tương lai của 
phần mềm đó sẽ mở 
rộng và thay đổi như 
thế nào. 
• Thực ra trong khi thiết 
kế phần mềm đã phải 
tính đến tính mở rộng 
của nó, nên thực tế ít 
khi ta gặp bảo trì 
phòng ngừa nếu như 
phần mềm được thiết 
kế tốt. 
• Mục đích: sửa đổi để 
thích hợp với yêu cầu 
thay đổi sẽ có của 
người dùng. 
• Thực hiện những thay 
đổi trên thiết kế 
không tường minh. 
• Hiểu hoạt động bên 
trong chương trình 
• Thiết kế / lập trình lại. 
• Sử dụng công cụ CASE 
40 
10/20/2011 
21 
2. Quy trình nghiệp vụ 
• Quy trình bảo trì: quá trình trong vòng đời của phần 
mềm, cũng tuân theo các pha phân tích, thiết kế, 
phát triển và kiểm thử từ khi phát sinh vấn đề cho 
đến khi giải quyết xong. 
• Các nhiệm vụ bảo trì: 
– Phân tích/cô lập: phân tích tác động, phân tích những giá 
trị lợi ích, và cô lập các thành phần cần bảo trì 
– Thiết kế: thiết kế lại hệ thống (phải biết cách tu sửa, thay 
đổi). 
– Thực thi: thay thế mã nguồn và kiểm soát từng đơn vị 
thành phần hệ thống, có tính đến thời gian lập trình. 
• Thao tác bảo trì: Gồm 2 loại 
– Tu chỉnh cải đã có (loại 1) 
– Thêm cái mới (loại 2) 
41 
Sơ đồ bảo trì 
42 
Hiểu phần 
mềm đã có 
Loại bảo trì? 
Tu sứa phần 
mềm đã có 
Kiểm thử tính 
nhất quán 
Kiểm thử sau 
bảo trì 
Tạo biểu quản 
lý bảo trì 
Phát triển 
phần mềm 
mới 
1 
2 
Thực thi “trên bàn”: 
-Nắm vững các chức năng của hệ thống 
theo tài liệu 
-Nắm vững đặc tả chi tiết, điều kiện 
kiểm thử, . . . theo tài liệu 
-Dò đọc chương trình nguồn, hiểu trình 
tự xử lý chi tiết của hệ thống 
-Bảo trì chương trình nguồn, tạo các 
module mới và dịch lại. 
-Thực hiện kiểm thử unit và tu chỉnh 
những mục liên quan có trong tư liệu 
đặc tả. 
-Chú ý theo sát tác động của module 
được sửa đến các thành phần khác trong 
hệ thống. 
-Khi thêm chức năng mới phải phát triển 
chương trình cho phù hợp với yêu cầu 
-Cần tiến hành từ thiết kế, lập trình, gỡ 
lỗi và kiểm thử unit 
-Phản ảnh vào giao diện của phần mềm 
(thông báo, phiên bản, . . .) 
10/20/2011 
22 
Sơ đồ bảo trì 
43 
Hiểu phần 
mềm đã có 
Loại bảo trì? 
Tu sứa phần 
mềm đã có 
Kiểm chứng tính 
nhất quán 
Kiểm thử sau 
bảo trì 
Tạo biểu quản 
lý bảo trì 
Phát triển 
phần mềm 
mới 
1 
2 
Bằng kiểm thử tích hợp 
-Đưa đơn vị (unit) đã dược kiểm thử vào 
hoạt động trong hệ thống 
-Điều chỉnh sự tương tích giữa các 
module 
-Dùng các dữ liệu trước đây khi kiểm thử 
để kiểm thử lại tính nhất quán 
! Chú ý hiệu ứng làn sóng trong chỉnh 
sửa 
Để quản lý tình trạng bảo trì, lập biểu: 
-Ngày tháng, giờ 
-Nguyên nhân 
-Tóm tắt cách khắc phục 
-Chi tiết khắc phục, hiệu ứng làn sóng 
-Người làm bảo trì 
-Số công 
Khi hoàn thành bảo trì: 
-Kiểm tra nội dung mô tả có trong tư 
liệu đặc tả 
-Cách ghi tư liệu có phù hợp với mô tả 
môi trường phần mềm mới hay không ? 
3. Các vấn đề còn tồn tại 
• Phương pháp cải tiến thao tác bảo trì: 
– Sáng kiến trong quy trình phát triển phần mềm 
– Sáng kiến trong quy trình bảo trì phần mềm 
– Phát triển những kỹ thuật mới cho bảo trì 
44 
10/20/2011 
23 
a. Sáng kiến trong quy trình 
phát triển phần mềm 
• Chuẩn hóa mọi khâu trong phát triển phần mềm 
• Người bảo trì chủ chốt tham gia vào giai đoạn 
phân tích và thiết kế 
• Thiết kế để dễ bảo trì 
45 
b. Sáng kiến trong quy trình bảo trì 
phần mềm 
• Sử dụng các công cụ hỗ trợ phát triển phần mềm 
• Chuẩn hóa thao tác bảo trì và thiết bị môi trường 
bảo trì 
• Lưu lại những thông tin sử bảo trì 
• Dự án nên cử một người chủ chốt của mình làm 
công việc bảo trì sau khi dự án kết thưc giai đoạn 
phát triển. 
46 
10/20/2011 
24 
c. Phát triển những kỹ thuật mới cho 
bảo trì 
• Công cụ phần mềm hỗ trợ bảo trì 
• Cơ sở dữ liệu cho bảo trì 
• Quản lý tài liệu, quản lý dữ liệu, quản lý chương 
trình nguồn, quản lý dữ liệu thử, quản lý sử bảo 
trì 
• Trạm bảo trì tính năng cao trong hệ thống mạng 
lưới bảo trì với máy chủ thông minh. 
47 
Bài tập về nhà 
• Tìm hiểu SMMM – Software Maintenance Maturity 
Model. 
48 
10/20/2011 
25 
a. Phát triển lặp 
49 
RUP 
50 
10/20/2011 
26 
Scrum 
51 
Agile 
52 
10/20/2011 
27 
b. Hướng thành phần 
• Những hoạt động bảo trì chính ở CBSD 
– Gắn kết hóa và gói hóa 
– May đo hóa 
– Phát hiện lỗi và cô lập 
– Cập nhật cấu hình thành phần 
– Theo dõi và kiểm tra các hành vi hệ thống 
– Kiểm thử các thành phần 
53 
c. Mã nguồn mở 
• Sự khác biệt với bảo trì theo phương pháp truyền 
thống 
– Phiên bản ngày tháng 
– Chờ đợi dịch vụ 
54