Anwendungsfallbasierte Testfallerstellung mit der UCV-Methode. Mario Friske T-Systems International GmbH TAV 37, Friedrichshafen,

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1 Anwendungsfallbasierte fallerstellung mit der UCV-Methode Mario Friske T-Systems International GmbH TAV 37, Friedrichshafen,

2 fallerstellung mit der UCV-Methode Inhalt Problemstellung / Hintergrund UCV-Methode im Überblick Transformationen im Detail Status Ausblick 2

3 fallerstellung mit der UCV-Methode Problemstellung: fallerstellung aus Use Cases (1) Basic Path 1. The use case starts when the customer selects Place Order. 2. The system displays the Place Order screen. 3. The customer enters his or her name and address. 4. The customer enters product codes for products to be ordered. 5. For each product code entered a) Include Get Product Information b) The System adds the price of each item to the total. end loop Customer Place Order Anwendungsfälle sind oft als Tabelle / strukturierter Text notiert: Name des Anwendungsfalls Ziel: Kurzbeschreibung der Funktionalität Vorbedingungen: Voraussetzung für erfolgreiche Ausführung Nachbedingungen: Systemzustand nach erfolgreicher Ausführung Fehlersituationen für Problembereich Systemzustand im Fehlerfall (nach Ablauf) Akteure, die mit dem Anwendungsfall kommunizieren Trigger: Auslösende Ereignisse für den Anwendungsfall Standardablauf: einzelne Schritte / andere Anwendungsfälle Alternativabläufe: Abweichungen vom Standardablauf [nach A. Cockburn: Goals and Use Cases. Journal of Object-Oriented Programming, Sept. 1997] 3

4 fallerstellung mit der UCV-Methode Problemstellung: fallerstellung aus Use Cases (2) Requirements Management fallgenerierung management Defect Tracking z.b. Rational RequisitePro Use Case Validator (UCV-Methode) z.b. Rational Manager z.b. Rational ClearQuest ausführung z.b. Rational Robot Werkzeugkette für den spezifikationsbasierten Softwaretest 4

5 fallerstellung mit der UCV-Methode Hintergrund: Historie & Entwicklungstand UCV-Methode basiert auf Arbeiten bei Fraunhofer FIRST Problemstellung aus industriellen Systemtestprojekten erste Methodenbausteine entstanden in 2000er Jahren Publikationen zu verschiedenen Teilaspekten mehrere Abschlussarbeiten (Studien-, Diplom- und Bachelorarbeiten) Komplettierung zur durchgängigen Methodik weitere Aspekte wurden zwischenzeitlich ausgearbeitet Erweiterung des bestehende Prototypen letzte Methodenbausteine in Detaillierung Promotionsvorhaben an der HU Berlin 5

6 fallerstellung mit der UCV-Methode Überblick: Hauptmerkmale Durchgängig: textuelle Spezifikation -> Formalisierung -> logische und konkrete fälle zwei Phasen: 1. interaktive Formalisierung 2. automatische Generierung Interaktiv: Einbeziehung des Nutzers, z.b. um Mehrdeutigkeiten aufzulösen Modellbasiert: sämtliche Datenstrukturen durch Metamodelle definiert sämtliche Zwischenschritte modellbasiert: interaktive Modellerstellung & -verknüpfung automatisierte Modelltransformation Abdeckungsorientiert: strukturelle Abdeckungskriterien flexible Sollabdeckungsspezikation präzise Istabdeckungsbestimmung 6

7 fallerstellung mit der UCV-Methode Überblick: Aktivitäten aus Anwendersicht 7

8 fallerstellung mit der UCV-Methode Überblick: Übersicht der Transformationen. (use case) (design info) (use case formalization) (logical test case) UML (concrete test case) ETC (executable test case) Legende: Umfang der Diss. Außerhalb der Diss 8

9 -> Use Case Model ( Aufbereitung allg.) Basic Path 1. The use case starts when the customer selects Place Order. 2. The system displays the Place Order screen. 3. The customer enters his or her name and address. 4. The customer enters product codes for products to be ordered. 5. For each product code entered a) Include Get Product Information b) The System adds the price of each item to the total. end loop Metamodell der textuellen Anwendungsfallbeschreibung 9

10 Impl -> Design Info ( Interaktionbestimmung ) Zwei Methoden der Interaktionsbestimung: 1. aus Entwurfsinformation, d. h. anhand von Schnittstellenfunktionen (GUI-Analyse) als Teil der Entwurfsinformation. 2. aus Ablaufschritten, d. h. anhand der Flietextrepräsentation innerhalb der textuellen Anwendungsfallbeschreibung und Metamodell der Entwurfsinformation 10

11 Use Case + Design Info -> Use Case Formalization ( Interaktionszuord., Kontrollflusserf. ) importierte Anwendungsfallbeschreibung Interaktive Verknüpfung Entwurfsinformation (Systemfunktionen, Systemreaktionen) Grafische Oberfläche des Use Case Validator (Ausschnitt) 11

12 Use Case + Design Info -> Use Case Formalization ( Kontrollflusserfassung ) Basic Path 1. The use case starts when the customer selects Place Order. 2. The system displays the Place Order screen. 3. The customer enters his or her name and address. 4. The customer enters product codes for products to be ordered. 5. For each product code entered a) Include Get Product Information b) The System adds the price of each item to the total. Sequenzen Teilschritte Schleifen Iteratoren Includes end loop Interaktive Formalisierung des Kontrollflusses 12

13 Use Case + Design Info -> Use Case Formalization ( Interaktionszuordnung ) Basic Path 1. The use case starts when the customer selects Place Order. 2. The system displays the Place Order screen. 3. The customer enters his or her name and address. 4. The customer enters product codes for products to be ordered.... Step = (Akteur + Nutzeraktion) oder Systemreaktion Interaktive Verknüpfung von Use Cases und Interaktionen (Design Info) 13

14 Use Case + Design Info -> Use Case Formalization Metamodell der formalisierten Anwendungsfallbeschreibung - Kontrollfluss und Verknüpfung mit Entwurfsinformation 14

15 Use Case Formalization -> UML (Activity Diagrams) ( Generierung allgem.) UML Quelle: -Modell Generierung einer alternativen Repräsentation Kanonische Abbildung -MM ist auch Quelle für generierung Proof-of-Concept: Generierungsfähigkeit des Metamodells bestätigt Evaluation mehrerer Transformationsmaschinen Ziel: UML2-Modell 15

16 Use Case Formalization -> UML (Activity Diagrams) ( Generierung allgem.) UML Zweistufige Algorithmenumsetzung 1. Stufe: Abstrakte Transformationsbeschreibung Spezifikation in Pseudo-Code verknüpft Elemente aus Quellund Zielmetamodell natürlichsprachlich, aber weitgehend eindeutig ermöglicht Umsetzung mit verschiedenen Transformationswerkzeugen wenn hilfreich: weitere Detailierung als OCL-Queries Ausschnitt der Transformationsbeschreibung 16

17 Use Case Formalization -> UML (Activity Diagrams) ( Generierung allgem.) UML Zweistufige Algorithmenumsetzung 2. Stufe: Umsetzung in Transformationssprache (hier ATL) rule Switch2Node1 { from switch : ucv!switch(switch.elseblock ->oclisundefined()) to -- Entscheidungsknoten dec : uml!decisionnode ( name <- switch.condition.description ), -- Mergeknoten out : uml!mergenode( name <- 'end'+switch.name ), } e1 : uml!controlflow( source <- dec, target <- switch.ifblock.getvalidblocks()->first() ), e2 : uml!controlflow( source <- dec, target <- out ), e3 : uml!controlflow( source <- thismodule.resolvetemp( switch.ifblock.getvalidblocks() ->last(),'out' ), target <- out ) 17

18 Use Case Formalization -> Logical Case ( Sollabdeckkungsspezifikation ) er wählt Kombinationen von Abdeckungskriterien Abdeckungskriterien ggf. parametrierbar Jedes Kriterium resultiert in einer Menge von zielen Deklarative direktiven Realisierung verschiedener Kriterien und Strategien durch Plug-Ins Selection of Coverage Criteria control flow oriented: All n-uc-path Sequences MC/DC data flow oriented: All p-uses Abdeckungsorientierter Ansatz: Auswahl und Kombination von Kriterien durch den er 18

19 Use Case Formalization -> Logical Case ( fallgenerierung->pfadbestimmung ) Pfadbestimmung auf zwei Ebenen: Hauptablauf <<include>> Alternative 1 Place Order Alternative 2 Customer Get Status on Order <<include>> Login Anwendungsfallebene Inter-Anwendungsfallebene Übertragung strukturorientierter Abdeckungskriterien auf Anwendungsfälle: Kontrollflussorientierte Kriterien: Pfadüberdeckung, Anweisungsüberdeckung, Zweigüberdeckung, verschiedene Bedingungsüberdeckungen, u.a. Übertragung von Kriterien und Algorithmen auf formalisierte Anwendungsfälle Direkte Definition auf Metamodellebene 19

20 Use Case Formalization -> Logical Case 1 1..n 1 1 +successor Step 0..1 ActionStep 1 SystemFunction 0..1 ExpectedResult 1 SystemReaction No Step Expected Result 1. customer selects Place system displays place order screen Order 2. customer enters name and address Parameter {ordered} 0..n 1 +Parameters Interaction 3. customers enters product codes Metamodell eines logischen falls Tabellenrepräsentation des logischen falls 20

21 Spezifikation von daten Modellbasierte datenspezifikation Classification Tree 1 0..n Classification Class 1 0..n 0..n 1 1 Attribute Modellbasierte Kombination von Grenzwertanalyse und attributierten Klassifikationsbäumen Bestimmung von Schranken und Mittelwert bei geordneten Datentypen Grenzwertanalyse auf abstrakte Äquivalenzklassen nur bedingt anwendbar Attribuierung ermöglicht Hinterlegung pathologischer Fälle, wie Stadtverwaltung Mannheim E5 1, Mannheim [Bildquelle: Wikipedia] 21

22 Logical Case + -> Concrete Case ( fallgenerierung ) Finaler Schritt: modellbasierte Erzeugung der Zielrepräsentation: Nr. Step Expected Result 1. customer selects menu Orders -> Place Order system displays dialog Place Order, as defined in 2. customer writes John Doe in the text field Name and Road 2 in the text field Address 3. customers writes in the text field Product Codes Tabellenförmige Repräsentation des konkreten falls 22

23 fallerstellung mit der UCV-Methode Status Umsetzung der Transformationen. (use case) (design info) (use case formalization) (logical test case) UML (concrete test case) ETC (executable test case) Legende: Fertig in Komplett. Umsetz. Nicht geplant 23

24 fallerstellung mit der UCV-Methode Ausblick Komplettierung der UCV-Methode zur durchgängigen Methodik letzte Methodenbausteine in Detaillierung Erweiterung des bestehende Prototypen Evaluation im Rahmen einer industriellen Fallstudie Kontext großes Bestellsystem Einbindung bestehender datenmanagementsysteme Erweiterung um komplexere Abdeckungskriterien Implementierung und Einsatz in produktiver Toolkette 24