Structured testing in practice

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1 Computer Science Alfred Leithold Structured testing in practice Diploma Thesis

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3 DIPLOMARBEIT Structured testing in practice ausgeführt am Fachhochschul-Studiengang IT und IT Marketing

4 KURZFASSUNG Die IT-Branche ist in den letzten 15 Jahren stetig gewachsen. Durch den Einsatz von Softwareprodukten wird versucht immer komplexere Probleme in der realen Welt zu lösen. Zusätzlich haben sich die Erwartungen von Kunden bezüglich der Softwarequalität gesteigert. Aus diesem Grund muss dem Testen von Software, bevor ein Produkt zum Kunden gelangt, eine immer höhere Bedeutung zugesprochen werden. Dadurch das es unmöglich ist ein Produkt vollständig zu testen, muss die Testabteilung Techniken verwenden, um die kritischen Prozesse innerhalb des Produktes bestmöglich auf Fehler zu untersuchen. Ein wichtiger Aspekt im Bereich des Software Testens ist es auch ein hohes Maß an qualitativer und aussagekräftiger Information bezüglich der Software Qualität zu liefern. Um den Anforderungen die sich aus verschiedenen Bereichen zusammensetzen bestmöglich zu erfüllen, ist ein strukturierter und kontrollierter Test Prozess nötig. Innerhalb dieser Arbeit wird ein möglicher Ansatz zur Realisierung eines strukturierten Testprozesses als integrierten Teil des Softwareentwicklungsprozesses erläutert. Dieser Ansatz stützt sich auf etablierten Softwareentwicklungs-, Qualitäts-, und Software Test Modellen. Diese grundlegenden Modelle werden, sowie verwendete kommerzielle, Open-Source und selbstentwickelter Programme, die für die konkrete Umsetzung benötigt wurden erklärt. Der Rahmen der diesen strukturierten Test Prozess umfasst setzt sich zusammen aus der automatischen Testabwicklung, Generierung und Präsentation von Testresultaten, Archivierung von Testdaten, sowie einem web-basierten Testfallmanagement. Der in dieser Arbeit behandelte strukturierte Testprozess wurde in einem Unternehmen erfolgreich eingeführt. Das Ziel ist es die messbare Verbesserung durch die Einsetzung dieses Testprozess mit Hilfe des zu Grunde liegenden Qualitätsmodelles zu erläutern. ABSTRACT The IT-market has been growing dramatically in the last 15 years. Software tries to solve complex problems of the real world. In addition, customers expectations concerning the quality of the software are rising steadily. Therefore, testing the software before it is delivered to a customer is a necessity. While testing software completely is impossible, the test department must use techniques in order to test critical parts in the software first. Furthermore, the test department has to provide best possible information about the quality of the software achieved through passing several tests. This requirement can be met only if testing is a structured and monitored process. This thesis presents the implementation of an approach which understands

5 structured software testing as an integrated part of the software development life-cycle. The approach is based on several established models from software development, quality assurance, and software testing. These models are discussed together with different commercial, in-house, and Open Source tools used for the implementation of the approach. A framework is described for automated test execution, test results processing, archiving of test data, and web based test data management. An example is given where this framework has been introduced to a software company. Based on a specific quality approach the measurable quality improvement of the test process due to the introduction of the framework is presented.

6 Contents 1 Introduction 1 2 General aspects of software development processes Software development models Waterfall-Model V-Model W-Model extreme Programming (XP) Conclusion Quality factors and approaches Capability Maturity Model Integration R (CMMI) Testing Maturity Model (TMM sm ) Test Process Improvement R (TPI) Comparison of TMM and TPI Conclusion Testing specific aspects of software development processes The objectives and limits of testing The Test plan Strategical parts of the test plan Test plan defined in IEEE Test plan identifier Introduction Test items Features to be tested Features not to be tested i

7 3.3.6 Approach Item pass/fail criteria Suspension criteria and resumption requirements Test deliverables Testing tasks Environmental needs Responsibilities Staffing and training needs Schedule Risks and contingencies Approvals Concrete implementation of structured testing in a company The starting point Analysis of the current test activities Test maturity matrix of testing at the starting point The way to structured testing The Test Browser Storage management Archiving process Test automation Test database Build management QaTraq - A web based software test case management tool Conclusion Abbildungsverzeichnis II Tabellenverzeichnis III Literaturverzeichnis IV ii

8 1 INTRODUCTION Testing is a must! Testing is a necessary prerequisite for successfully building and implementing information technology (IT) systems. Koomen, Pol [KP99] Software testing is often understood as an unstructured, uncontrollable process. Testing takes too much time and money without guaranteeing that the tested product does not include any defects, and is of a certain quality. Due to the fact that testing accounts between 25% to 50% of the total project budget, many companies do not spend the appropriate amount of time required for managing and implementing a valuable test process. Introducing a structured test process can solve many problems related to testing. Structured testing means that activities, procedures, and techniques on the basis of well-known quality approaches are used, to cover all important aspects of the test process. Without fundamental knowledge of quality approaches (see [AS06, chap. 7]), test management tools, and workflows in a structured test process, putting structure on the test process may result in chaos. Quality approaches explain the steps and in addition, the order of the steps which must be taken in order to achieve a measurable improvement of the test process (see [KP99]). In a structured test process lots of activities, for instance, providing documents and measures about the quality of the product, can be automated. In addition, more time on testing the product will be spend instead of trying to manage an unstructured and maybe chaotic test project. This thesis gives insight in well-known quality approaches. Furthermore, the objectives and limits of testing, to clear out the misconception that a product does not contain any error if the test department does not find any more defects, are discussed (see [KFN99, chap. 2]). The main focus is to illustrate the implementation of a structured test process based on a specific quality approach in detail. This process includes different test types, which are executed fully automated or manually (see [KFN99, chap. 3]), and uses a web-based presentation of test information and documents. 1

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