FOM Hochschule für Oekonomie & Management Essen

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1 FOM Hochschule für Oekonomie & Management Essen Berufsbegleitender Studiengang zum Master of Arts IT-Management 2. Semester Modul: Software-Engineering, IT-Projekt- und Qualitätsmanagement Hausarbeit zum Thema: Einsatz eines systematischen Testverfahrens im gesamten Softwarelebenszyklus Betreuer: Prof. Dr. Gregor Sandhaus Autor: Cankat Güngör Matr.-Nr.: Standort: Essen Köln,

2 II Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Abgrenzung Szenario Auswirkungen mangelhafter Qualitätssicherung Begriffsdefinitionen Was bedeutet Testen? Fehler Fehlerwirkung und Fehlerzustand Debugging Zielbestimmung Grundlagen und fundamentaler Softwaretestprozess Testmanagement Testplanung und Steuerung Testpersonal: Entwickler vs. Tester Testanalyse und Design Testrealisierung und Durchführung Testprotokollierung Testauswertung und Bericht Testabschluss Systematisches Testverfahren im Lebenszyklus Komponententest Statische Analyse White- und Black-Box-Test Integrationstest Systemtest Abnahmetest Wirtschaftliche Aspekte des Testens Fazit Literatur- und Quellenverzeichnis... 17

3 III Abkürzungsverzeichnis Abb. GUI ISTQB Tab. Abbildung Graphical Unit Interface International Software Testing Qualification Board Tabelle

4 IV Abbildungsverzeichnis Abb. 2-1: Wasserfallmodell... 5 Abb. 2-2: Fundamentaler Testprozess... 6 Abb. 3-1: Allgemeines V-Modell Abb. 4-1: Kosten steigen mit dem Fortschritt des Softwarelebenszyklus Abb. 4-2: Verteilung des Testaufwandes Tabellenverzeichnis Tab. 2-1: logischer Testfall... 8 Tab. 2-2: konkreter Testfall... 9

5 1 1 Einleitung Unternehmen in Europa sehen Softwaretests als wichtige Maßnahme zur Qualitätssicherung. Jedoch wissen laut einer Studie viele Manager und Fachexperten dieser Unternehmen nicht, wie viel Ressourcen und welche Methoden in ihrem Unternehmen für Softwaretests eingesetzt werden. 1 Deshalb liegt es sehr nahe, dass Qualitätssicherung im Bereich von Software zwar propagiert wird, aber nur wenige sich wirklich Mühe hinsichtlich Testmanagement und Transparenz hinsichtlich der tatsächlich durchgeführten Tests geben. Besonders bei Softwareentwicklungsprojekten, in denen externe Dritte die Entwicklung durchführen, ist eine Abstimmung hinsichtlich Softwaretests zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer für die globale Qualitätssicherung von Software unabdingbar. Die gleiche Studie kam zu dem Schluss, dass ein systematisches Testverfahren Wettbewerbsvorteile auf den jeweiligen Marktsegmenten verschaffen kann, weil 51 Prozent der ausgelieferten Systeme laut Hersteller Fehler enthalten. 2 Diese Arbeit soll an einem fiktiven und durchaus praxisrelevanten Beispiel darstellen, mit welcher Methodik und welchen Prozessen die Qualität von Software gesichert werden kann Abgrenzung In dieser Hausarbeit wird nicht verstärkt auf das ganzheitliche Projektmanagement in klassischen Softwareentwicklungsprojekten sowie auf die Softwarequalitätsnorm ISO/IEC 9126 eingegangen, sondern ausschließlich der Teil der Softwareentwicklung betrachtet, der als Softwaretests bezeichnet wird. Überschneidungen und Elemente aus dem Bereich Projektmanagement und der ISO/IEC 9126 werden durchaus vorkommen, aber nicht stärker durchleuchtet. 1.2 Szenario In einer fiktiven Behörde X, einer Bundesbehörde im Geschäftsbereich eines Bundesministeriums Y, ist ein zentrales IT-Dienstleistungszentrum (Shared Service Center) eingerichtet. Das Shared Service Center für Informationstechnologie verfügt über ein umfangreiches IT-Dienstleistungs- und Produktportfolio. Das IT- Dienstleistungszentrum pflegt zudem das Verhältnis zu Wirtschaftsunternehmen und weiteren IT-Dienstleistern, die das Shared Service Center bei der Bewältigung der vie- 1 Vgl. Widmann (2008), ( , 23:00) 2 Vgl. ebd. (2008), ( , 23:00)

6 2 len Aufgaben unterstützt. Innerhalb dieses Shared Service Centers befinden sich unterschiedliche IT-Referate von IT-Betriebsreferaten bis Projektmanagement- sowie Softwareentwicklungsreferaten. In einem der Projektmanagementreferate wird ein sogenannter Shared Service (Querschnittsverfahren), die dem Bereich Personalmanagements zugeordnet werden wird, weiterentwickelt. Dieses Personalmanagementsystem mit dem fiktiven Namen Elektronisches Personalmanagementsystem (epms) ist ein für die öffentliche Verwaltung speziell entwickeltes und sehr verbreitetes Personalmanagementsystem. epms ist eine klassische Client- Server Anwendung 3, die auf der JEE-Technologie basiert. Diese Anwendung wird auf dem Client durch ein Java-Applet dargestellt. In epms werden alle relevanten Personal-, Organisations- und Haushaltdaten einer Organisation erfasst. Während die Weiterentwicklung weitestgehend durch externe IT- Dienstleister erfolgt, steuert das Projektmanagementreferat die Weiterentwicklung und testet neue Versionen der Software hinsichtlich Codequalität, Funktionalität, Stabilität und Performanz des Systems. Je nach Testergebnis erfolgt eine Abnahme oder die Übermittlung der abnahmehinderlichen Fehler an den IT-Dienstleister, um die Fehler beheben zu lassen Auswirkungen mangelhafter Qualitätssicherung Aufgrund des verbreiteten Einsatzes von epms in der öffentlichen Verwaltung und die dadurch gegebene erhöhte Kritikalität ist es besonders wichtig, die Qualitätssicherung von epms bei jedem Releasezyklus systematisch durchzuführen. Denn durch mangelhafte Qualitätssicherung und Messung der Software können schwerwiegende Fehler unentdeckt bleiben. Das Fehlereintrittsrisiko erhöht sich somit von Release zu Release und es kann zu Systemausfällen, Fehlentscheidungen durch Berechnungsfehler in der Software und letztendlich zu Vertrauensverlust bei den Kunden führen. 1.3 Begriffsdefinitionen In diesem Kapitel werden für die Hausarbeit und die Thematik des Softwaretests grundlegende und wichtige Begriffe erklärt und unterteilt bzw. unterschieden. Dabei liegt der Schwerpunkt auf die Verwendung und Erläuterung der Begriffe und Synonyme aus dem 3 Vgl. Sommerville (2007), S. 303

7 3 Glossar des International Software Testing Qualifications Board (ISTQB). Das ISTQB hat in vielen Industriestaaten Vertreter in Form von Verbänden und Vereinen, wie das German Testing Board (GTB), die auf nationaler Ebene Lehrpläne erstellen. Das übergeordnete Ziel des ISTQB ist es, eine standardisierte Ausbildung für Tester, Testmanager und Softwareentwickler anzubieten. Durch angebotene Schulungen und Zertifizierungen wird gewährleistet, dass die Kompetenz unter den Softwaretestern erhöht und die gleiche Sprache aufgrund standardisierter Begriffe gesprochen werden. Der Autor dieser Hausarbeit besitzt ebenfalls eine ISTQB-Zertifizierung und verwendet diese Begriffe im Berufsalltag Was bedeutet Testen? Testen ist eine stichprobenartige Prüfung der Software, um Abweichungen zwischen Soll- und Istverhalten festzustellen. Testen verfolgt die Ziele, Fehler zu entdecken und deren Entstehung vorzubeugen, die Softwarequalität zu messen, das Vertrauen in die Software durch Vergewisserung (Tests) zu erhöhen. 4 Wie bereits erwähnt, bildet ein Test eine Stichprobe. Denn es ist bei komplexer Software mit Gesamt-Codezeilen nicht möglich, jeden einzelnen Programmzweig mit unterschiedlichen Werte oder Eingabekombinationen zu testen. Es sei denn, es handelt sich um sicherheitsrelevante Systeme, die keine Fehler beinhalten dürfen, weil durch softwarebedingte Systemausfälle Leib und Leben 5 gefährdet werden könnten. Die Kosten für das Testen wären selbstverständlich bei solchen Projekten immens. Ein Beispiel für so ein Projekt wäre die (Weiter-)Entwicklung einer Flugsicherungssoftware Fehler Ein Fehler ist [.] die Nichterfüllung einer festgelegten Anforderung, eine Abweichung zwischen dem IST-Verhalten (während der Ausführung der Tests oder des Produktionsbetriebes festgestellt) und dem Sollverhalten (in der Spezifikation oder den Anforderungen festgelegt). 6 Anders als bei Hardware, treten Fehler in Anwendungen nicht aufgrund Alterung auf, sondern sind während der Softwareentwicklung in den Programmcode eingebaut worden. Deshalb muss zwischen der Erkennung des Fehlers die 4 Vgl. Spillner (2005), S. 8 f. 5 Sneed (2009), S Spillner (2005), S. 7

8 4 Fehlerwirkung und Ursache des Fehlers der Fehlerzustand unterschieden werden Fehlerwirkung und Fehlerzustand Die im Test festgestellte Abweichung des tatsächlichen Ergebnisses vom erwarteten Ergebnis, ist tatsächlich die Fehlerwirkung, die von außen durch Anwender oder Tester wahrnehmbar ist. Deshalb wird die Fehlerwirkung auch als äußerer Fehler bezeichnet. Fehlerzustände existieren seit der Entwicklung des Programmcodes und werden daher auch innere Fehler bezeichnet. Das bedeutet, dass ein Fehlerzustand eine fehlerhafte Anweisung im Code sein kann, welches einzig und allein durch die Fehlhandlung des Entwicklers entstanden ist. Fehlhandlungen durch Fehlbedienung des Anwenders und durch externe Einflussfaktoren wie Emissionen und Störfelder für die Hardware können auch zu Fehlerwirkungen führen. Fehlbedienungen können, aber jedoch in höheren Programmiersprachen als Ausnahmen behandelt und durch Plausibilitätsüberprüfungen im Programmablauf abgefangen werden. Neben der Ausnahmebehandlung können Fehlerzustände durch Zufall auch durch andere Programmteile kompensiert werden. Dies wird Fehlermaskierung genannt Debugging Fehlerzustände werden in der Regel durch Debugging identifiziert und behoben. Viele Entwicklungsumgebungen wie Eclipse enthalten einen Debugger. Nach Lokalisierung des Fehlerzustandes im Programmcode wird dieser Fehlerzustand korrigiert und somit eine Qualitätsverbesserung erreicht. 1.4 Zielbestimmung Die vorliegende Hausarbeit bietet nur eine Sicht bzw. Vorgehensweise für die Qualitätssicherung einer Software. Es existieren zahlreiche andere Vorgehensweisen, die hier nicht vorgestellt werden. Diese Hausarbeit beinhaltet eine Vorgehensweise, die sich in der Praxis bewährt hat und kann daher auch als Leitfaden für andere Unternehmen mit Testpersonal verstanden werden. 7 Vgl. Spillner (2005), S. 8

9 5 2 Grundlagen und fundamentaler Softwaretestprozess In diesem Kapitel wird der Schwerpunkt auf die Grundlagen der Softwaretests gelegt. Im ersten Schritt wird auf den Testprozess und im nächsten auf Testarten eingegangen. Testen von Software findet sich in allen Vorgehensmodellen der Softwareentwicklung. Je nach Vorgehensmodell werden Softwaretests unterschiedliche Bedeutung zugewiesen. Einige Vorgehensmodelle schreiben das zeitnahe Testen während der Softwareentwicklung vor und andere Modelle führen Softwaretests nach Abschluss der Implementierung aus. Abb. 2-1: Wasserfallmodell 8 Das einfache Wasserfallmodell veranschaulicht beispielhaft, wann das Testen eine Rolle spielt und wo genau es eingeordnet wird. Es wird nachfolgend eine verfeinerte Sicht in die Testphase angestrebt. Denn hier kommt der Softwaretestprozess zum Einsatz, welches analog zu Vorgehensmodellen für die Softwareentwicklung eine strukturierte Abfolge innerhalb der Testphase beschreibt. 8 In Anlehnung an: Müller-Hengstenberg (2008), S. 756

10 6 Abb. 2-2: Fundamentaler Testprozess 9 Der fundamentale Testprozess enthält einzelne Phasen, die durchlaufen werden müssen. Jede Phase hat seine Existenzberechtigung und ermöglicht bei Einhaltung eine Nachweisbarkeit und die Verfolgbarkeit der durchgeführten Testfälle bis zu den ursprünglich spezifizierten Testfällen sowie zu den Anforderungen der Software. Das in Abb. 2-2: Fundamentaler Testprozess vorliegende Modell bietet auch unter Umständen eine Rückkehr von den Phasen Auswertung und Bericht sowie Abschluss zu den vorherigen Phasen. In den folgenden Unterkapiteln werden die einzelnen Phasen, der Ablauf und die genauen Aufgaben innerhalb der Phasen, erläutert. 2.1 Testmanagement In größeren Softwareentwicklungsprojekten wie epms ist es zunächst besonders wichtig einen Testmanager zu definieren, der den Testprozess überwacht, Testteams zusammenstellt und Teststrategien festlegt. 10 Er bestimmt auch in Rahmen der Testplanung mit Blick auf das Budget und die verfügbare Zeit in wie weit die Software getestet werden soll. Alle diese Parameter werden im Testkonzept erfasst. Diese Aufgaben können zu der Phase Testplanung und Steuerung zugeordnet werden Testplanung und Steuerung Mit der Planung beginnt der Testprozess. Geplante Inhalte, Ziele und Vereinbarungen 9 In Anlehnung an: Spillner (2005) 10 Vgl. Spillner (2005), S. 170

11 7 im Testkonzept müssen während des Testfortschritts gegengeprüft und bei Abweichungen reagiert und gegengesteuert werden. Das heißt die ursprüngliche Testplanung muss aktualisiert und weiterhin eingehalten werden. In der Testplanung werden Ressourcen wie Anzahl der Tester, Arbeitspakete und die entsprechenden Zeitaufwände und Testmittel wie Hardware und Testwerkzeuge, aus denen die Testumgebung besteht, ermittelt und in einem Testkonzept dokumentiert. Zur Planung gehört auch die Festlegung der Teststrategie. Die Teststrategie legt fest, welche Teile der Software in welcher Intensität getestet werden müssen. Anhand einer Risikoanalyse können kritische Teile identifiziert werden. Dadurch kann eine Priorisierung und anschließende Reihenfolge der zu testenden Softwareteile festgelegt werden. Das heißt, die kritischen und risikobehafteten Teile werden zuerst und im Laufe des Testfortschritts werden die übrigen und unkritischeren Teile sukzessive getestet. Das hat den Vorteil, [ ] dass bei einer (vorzeitigen) Beendigung der Tests zu einem beliebigen Zeitpunkt das bis dahin bestmögliche Ergebnis erreicht wird Testpersonal: Entwickler vs. Tester Wie bereits angesprochen, muss im Rahmen der Testplanung auch Testteams organisiert werden. Hier stellt sich die Frage, wer die zugrunde liegende Software testen soll. Hier werden zwei Gruppen Entwickler und Tester betrachtet. Bezogen auf die epms- Software ist der Entwickler der IT-Dienstleister und der Tester ebenfalls der IT- Dienstleister und das Shared Service Center. Der IT-Dienstleister sollte in diesem Szenario einen Teammix aus Entwicklern und professionellen Testern zusammenstellen. Entwicklertests haben den Vorteil, dass Testfälle schnell erstellt werden können, weil der Entwickler sein eigenes Programm kennt. Es ergeben sich aber dadurch Nachteile, die einen unabhängigen Tester kompensieren können. Nachteile sind z. B.: Meist fehlt die Fähigkeit das eigene Produkt kritisch zu testen. Vergessen von sinnvollen Testfällen. Die Kenntnis über die Existenz professioneller Tester fördert tendenziell ein oberflächliches Testen. Falsch verstandene Anforderungen werden implementiert und können daher nicht als Fehlerzustand identifiziert werden. Unabhängige Tester haben den Vorteil, dass sie vorurteilsfrei gegenüber der zu testen- 11 Spillner (2005), S. 174

12 8 den Software sind und eher mit einer Art professionellem Pessimismus testen. Um die richtigen Testfälle zu erstellen braucht der Tester tendenziell mehr Zeit, weil er die Software nicht so gut kennt wie ein Entwickler. Allerdings bringt er vertieftes Testwissen mit, welcher ein Entwickler nicht unbedingt haben muss bzw. sich vorher meist aneignen müsste. 12 Bei der Erstellung eines Testteams ist daher ein Mix aus Entwicklern und Testern sinnvoll. Voraussetzung für eine erfolgreiche Verständigung ist die Nutzung gleicher Begrifflichkeiten. Das heißt, beide Gruppen sollten grundlegende Kenntnisse aus dem gegenüberliegenden Bereich mitbringen. Wichtig ist der Dialog zwischen Entwickler und Testern, wenn beispielsweise Fehler an die Entwickler mitgeteilt werden. Hier ist eine sozial kompetente Art bei der Kommunikation sehr wichtig, um die Zusammenarbeit nicht zu gefährden. 2.2 Testanalyse und Design In der Testanalyse werden zunächst Lastenheft bzw. Pflichtenheft oder Werkverträge mit dem Dienstleister untersucht, um festzustellen, ob Testfälle aus den spezifizierten Anforderungen abgeleitet werden können. Bei der epms-weiterentwicklung kämen zudem Change Requests oder Änderungen, die aus gemeldeten Fehlern resultiert sind. In den Beschreibungen der Change Requests und Fehlerbehebungen sind meistens schon die Anforderungen enthalten. Diese werden in der Testdesignphase dazu genutzt, um logische Testfälle bestehend aus Beschreibung, zu testendes Testobjekt und Sollergebnis zu definieren. 13 Ein logischer Testfall bezogen auf epms wäre z. B. der Test der Anmeldung in epms (siehe Tab. 2-1: logischer Testfall). Beschreibung Eingabewert Sollergebnis Istergebnis Richtiger/s Benutzername/Passwort Erfolgreiche Anmeldung? Anmeldung an der epms- Falscher Benutzername Anmeldung negativ? Hauptanwendung Falsches Passwort Anmeldung negativ Tab. 2-1: logischer Testfall 12 Spillner (2005), S Vgl. Vigenschow (2005), S. 22

13 9 2.3 Testrealisierung und Durchführung Die Testrealisierung verfolgt das Ziel logische Testfälle zu konkretisieren. Das bedeutet, dass Testfälle in diesem Verfeinerungsschritt mit spezifischen Test- bzw. Eingabedaten versehen werden. Der konkrete Testfall für die epms-anmeldung sieht wie folgt aus (siehe Tab. 2-2: konkreter Testfall): Beschreibung Eingabewert Sollergebnis Istergebnis Benutzername: Erfolgreiche Anmeldung? Admin ; Passwort: nimda/11 Benutzername: Anmeldung negativ; Fehlermeldung: Falscher Benut-? Anmeldung an der Admiiiin epmszername! Bitte den richtigen Hauptanwendung Benutzernamen eingeben. Passwort: NIM- DA/22 Anmeldung negativ; Fehlermeldung: Falsches Passwort! Bitte das richtige Passwort eingeben.? Tab. 2-2: konkreter Testfall Neben der Konkretisierung der Testfälle muss die im Testkonzept festgelegte Testumgebung, auch Testrahmen 14 genannt, aufgebaut und installiert werden. Der korrekte Aufbau der Testumgebung ist sehr wichtig, denn ein fehlerhafter Testrahmen würde Fehlerwirkungen erzeugen, die nichts mit der Software zu tun haben. Wenn dieser Schritt vollzogen ist, kann in der Testdurchführungsphase mit der Ausführung der konkreten Testfälle begonnnen werden. Zu berücksichtigen ist, wie im Testkonzept bereits festgelegt, die Durchführung der Testfälle nach ihrer Priorität. Wichtige Testfälle müssen zuerst getestet werden Testprotokollierung Um die Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit von Testergebnissen zu gewährleisten, ist es entscheidend, dass Tests protokolliert werden. Alle zum Testfall gehörenden Informationen und Daten, wie Beschreibung, Testdaten und Testumgebung müssen 14 Vgl. Spillner (2005), S. 24

14 10 mit dem jeweiligen Testergebnis zeitnah erfasst werden. Anhand vorhandener Testprotokolle wird gewährleistet, dass ein Testergebnis in einem späteren Zeitpunkt bei gleichen Bedingungen reproduziert werden kann. 2.4 Testauswertung und Bericht In der Testauswertung wird das Testprotokoll untersucht und entschieden, ob das Testendkriterium erfüllt wurde oder nicht. Bezogen auf den konkreten Testfall bei Tab. 2-2 wäre das Testendkriterium eine Übereinstimmung von Soll- und Istergebnis. Werden Fehlerwirkungen festgestellt, die nicht auf eine Fehlhandlung des Testers zurückzuführen ist, sondern auf eine Fehlhandlung während der Entwicklung, muss dieser Fehler gemeldet und verbessert werden. Das führt zwangsweise zu mehreren Testzyklen, in denen Fehlernachtests durchgeführt werden. Anschließend erfolgt, wie in Abb. 2-2: Fundamentaler Testprozess dargestellt, die Rückkehr von der Durchführung zur Analyse und Designphase oder Testdurchführungsphase. Das bedeutet, dass die Konsequenz der Nichterfüllung von Testendkriterien die Erstellung von weiteren Testfällen oder die Wiederholung der Testfalldurchführung bedingt. Nach Beendigung der Testauswertung wird grundsätzlich vom Testmanager ein Testbericht geschrieben, der die Testarbeiten und den Grad der Qualität anhand der im Test ermittelten Anforderungserfüllung beschreibt. Der Testbericht ist an Stakeholder wie Auftraggeber und Projektmanager gerichtet Testabschluss Diese Phase hat das Ziel eine Reflexion über den Testprozess zu erstellen. Dies kann in schriftlicher oder mündlicher Form im Rahmen eines Gruppengespräches im Testteam stattfinden. Somit können ggf. Testprozessoptimierungen durchgeführt und neue Regelungen und Vereinbarungen für künftige Zyklen festgelegt werden. Neben der Durchführung einer Reflexion ist die Nachbereitung und Archivierung der Testdokumentation essenziell, um eine Verfolgbarkeit und Nachweisbarkeit der Tests zu gewährleisten. 15 Vgl. Spillner (2005), S. 31

15 11 3 Systematisches Testverfahren im Lebenszyklus Ein sich in der Praxis bewährtes Vorgehensmodell wie das allgemeine V-Modell enthält alle wichtigen Teststufen wie Komponenten-, Schnittstellen-, System- und Abnahmetest. Der in Kapitel 2 dargestellter fundamentaler Softwaretestprozess wird in allen Teststufen durchgeführt. Abb. 3-1: Allgemeines V-Modell Komponententest Der Komponententest, auch Unittest oder Modultest genannt, hat das Ziel Fehlerwirkungen und Fehlerzustände im Programmcode zu erfassen. Dabei wird nur eine Klasse oder ein Softwarebaustein im objektorientiertem Sinne getestet. In der Regel wird diese Teststufe durch die Entwickler durchgeführt, weil sie den Programmcode sehr genau kennen. Das Ziel ist es die Funktionalität der Komponente zu überprüfen. Ebenso können Tester, die die Komponente und den Code nicht kennen, einen anforderungsbasierten Test durchführen. Die Testfälle werden anhand der Komponentenspezifikation generiert und ohne Kenntnisse über den Programmcode ausgeführt. In der epms-weiterentwicklung müssen Komponententests durch den IT-Dienstleister durchgeführt werden. Testprotokolle und Testberichte bei jedem epms-release werden, an das Shared Service Center geliefert. Bei größeren Testteams ist es durchaus möglich Komponententests auszuführen. Nachfolgend werden statische Testmöglichkeiten, Blackboxtest und Whiteboxtest defi- 16 In Anlehnung an: Spillner (2005), S. 40

16 12 niert Statische Analyse Statische Analysen auf der Teststufe Komponententest verfolgen das primäre Ziel Fehlerzustände im Code zu finden. Hierbei wird der Code bzw. das Programm nicht ausgeführt, sondern statisch analysiert. Beispielsweise kann die Einhaltung von Code- Konventionen überprüft werden. Dies wird werkzeugunterstützt durchgeführt. Diese Werkzeuge können sogar in Entwicklungsumgebungen wie Eclipse eingebunden werden. Ein Werkzeug zur Überprüfung von Java-Code-Konventionen ist Checkstyle Hier können verschiedenen Einstellungen vorgenommen werden, um Verstöße, die schwerwiegende Fehlerzustände erzeugen können zu definieren. Beispiele können z. B. leere Try-und-Catch-Blöcke im Java-Code sein, die keine sinnvolle Ausnahmebehandlung zulassen und somit eine Nichterfüllung der Anforderungen zu Folge haben können. Verstöße können priorisiert werden, sodass beim Kompilieren die Konventionen überprüft werden. Bei Vorliegen schwerwiegender Verstöße wird die Kompilierung abgebrochen und somit eine Qualitätssicherung und Fehlerbehebung während der Entwicklung erzwingt. Die Statische Analyse muss auch durch das epms-team des Shared Service Centers durchgeführt werden. Die Analyse erfolgt schnell und unkompliziert mit Checkstyle, sodass sich dieser Aufwand lohnt, um sich eine Vergewisserung über die Codequalität zu machen White- und Black-Box-Test White- und Black-Box-Test gehören zum dynamischen Test, in der der Programmcode zur Ausführung kommt. Der White-Box-Test setzt voraus, dass Kenntnisse über den Programmcode vorliegen, damit die Programmstruktur innerhalb einer Komponente geprüft werden kann. Beim Black-Box-Verfahren sind keine Kenntnisse über den Programmcode erforderlich. Die Komponente wird als schwarzer Kasten gesehen, der Eingabedaten aufnimmt, diese innerhalb des schwarzen Kasten bzw. Softwarebaustein verarbeitet und eine Ausgabe liefert. 17 Vgl. o. V. (2011), ( , 15:00)

17 Integrationstest Beim Integrationstest werden mehrere Komponenten oder Softwarebausteine gekoppelt und das Zusammenwirken der gekoppelten Komponenten getestet. 18 Im Fokus steht hierbei der Datenaustausch zwischen den Komponenten. Typische Fehler können falsch übermittelte Parameter oder Daten zwischen den Komponenten sein, die die Funktionalität der datenempfangenden Komponente stören und somit zum Absturz führen können. 19 Nach erfolgreicher und fehlerfreier Integration zweier Komponenten, kann die Integration erweitert werden. Dazu gibt es verschieden Ansätze wie Top-Down, Bottom-Up und Big Bang. 20 Das Top-Down-Verfahren verbindet und testet zunächst Hauptteile und arbeitet sich stetig in die unteren und feineren Komponenten der Software, wogegen Bottom-Up das Gegenteil bewirkt. Beide Ansätze haben ihre Vor-und Nachteile. Beim Bottom-Up werden sogenannte Testtreiber benötigt, die die Komponenten auf unterster Ebene mit Daten versorgen. Die Haupteile beim Top-Down-Verfahren können auch als Testtreiber bezeichnet werden. Um die Hauptteile zum laufen zu bringen, werden sogenannte Stub-Klassen benötigt, die die Existenz von Komponenten simulieren. Das Big-Bang-Verfahren integriert alle Komponenten in einem Zug und testet somit das gesamte System. Dies kann durchaus erforderlich sein, wenn wenig Zeit für das Integrationstest übrig bleibt. 3.3 Systemtest Der Systemtest ist ein typischer Black-Box-Test, wobei die gesamte Software auf einer Staging-Umgebung wie der künftigen Produktivumgebung getestet wird. 21 Auf dieser Basis sollte diese Teststufe idealerweise beim IT-Dienstleister selbst und im Shared Service Center durchgeführt werden. Die Testfälle werden aus den ursprünglich festgelegten Anforderungen aus dem Lasten- und Pflichtenheft oder auch aus dem Programmcode generiert. 22 Die Testdaten werden in der Regel über die Benutzeroberfläche eingegeben und das Systemverhalten beobachtet und ggf. Fehlerwirkungen festgestellt. Weitere Zugänge 18 Vgl. Sommerville (2007), S Vgl. Spillner (2005), S Vgl. Sommerville (2007), S Vgl. ebd. (2007), S Vgl. Sneed (2009), S. 116 f.

18 14 zum System sind Schnittstellen wie Webservices oder Direktzugriffe auf die Datenbank mittels SQL-Statements. 23 Da beim Systemtest eine produktionsnahe bzw. fertig programmierte Software vorliegt eignet es sich auch hervorragend für nicht funktionale Tests. Diese Tests ermitteln den Grad der Erfüllung nichtfunktionaler Produktanforderungen nach ISO 9126 wie Benutzbarkeit, Effizienz, Zuverlässigkeit, Änderbarkeit und Übertragbarkeit. 24 Die Erfüllung oder Nichterfüllung von nicht funktionalen Anforderungen können durch Usability-Tests, Stress- und Lasttests ermittel werden. 3.4 Abnahmetest Der Abnahmetest ist ebenfalls ein Systemtest, der in der Regel beim Kunden stattfindet. Die zu testende Software wird auf eine produktionsähnliche Umgebung installiert und unter realen Bedingungen in Anwesenheit des IT-Dienstleisters getestet. Der Kunde ist im konkreten Fall bei epms die Fachabteilung und/oder eine Kundenbehörde. In diesem Test steht die Vergewisserung über die Funktionalität und Benutzbarkeit der Software im Vordergrund. Der Abnahmetest hat eine hohe psychologische Bedeutung, denn während des Tests auftauchende Mängel können beim Kunden Misstrauen gegen die Software und den Hersteller erzeugen und die Chance auf eine weitere Zusammenarbeit minimieren. 3.5 Wirtschaftliche Aspekte des Testens Je nachdem in welcher Teststufe Fehlerzustände erkannt und behoben werden, können die Fehlerbehebungskosten variieren. Fehlerwirkungen, die während des Komponententests erkannt und durch Debugging lokalisiert und anschließend behoben werden, können mit dem niedrigsten Aufwand zeitnah kostengünstiger neutralisiert werden. 23 Vgl. Sneed (2009), S Vgl. Summerville (2007), S. 154 ff.

19 15 Abb. 3-2: Kosten steigen mit dem Fortschritt des Softwarelebenszyklus 25 Wie in Abb. 3-2: Kosten steigen mit dem Fortschritt des Softwarelebenszyklus darstellt, können Fehlerbehebungen nach einem Software-Release um das fünfhundertfache kosten. 26 Neben den Fehlerbehebungskosten ist auch mit Umsatzeinbrüchen und einem Imageverlust zu rechnen, welches ebenfalls das Verhältnis zu den Kunden nachhaltig stören kann. Deshalb ist es wichtig Softwaretests ernst zu nehmen und früh mit der Testfallspezifikation zu beginnen, sobald die Anforderungsspezifikationen vorliegen. Abb. 3-3: Verteilung des Testaufwandes 27 Denn die definierten Anforderungen bilden die Basis zur Ermittlung und Spezifikation von Testfällen. Je früher Mängel dabei erkannt werden, desto einfacher ist deren Beseitigung und desto geringer sind die Kosten für die Korrektur. 25 Vgl. o. V. (2009), ( , 20:00) 26 Vgl. Überhorst (2006a), ( , 12:25) 27 In Anlehnung an: Überhorst (2006b), ( , 12:25)

20 16 4 Fazit Softwaretests sind essenziell für den erfolgreichen Einsatz einer Software und sollte daher nicht unterschätzt, sondern gelebt werden. Damit ist gemeint, dass ein systematisches Testverfahren konzipiert und so früh wie möglich in den Softwarelebenszyklus integriert werden muss. Ein systematisches Testverfahren im Softwarelebenszyklus ermöglicht die Fehlerkosten so gering wie möglich zu halten. Wichtig ist auch die Sicht auf den eigenen Testprozess und die Suche nach Optimierungs- und Verbesserungspotentialen. Dabei sollte vor einem Werkzeugeinsatz nicht gescheut werden, um zusätzliche IT-Kosten zu senken. Auch der epms-testprozess muss öfters einem Review unterzogen und optimiert werden. Darüber hinaus müssen die eingesetzten Test- und Automatisierungswerkzeuge stets gepflegt und weiterentwickelt werden, damit das systematische Testverfahren weiterhin den Gegebenheiten angepasst und die Qualitätssicherung von Software effizient unterstützt werden. Eine gute Testorganisation und intensive Abstimmung mit dem IT-Dienstleister wird zum Erfolg führen und Wettbewerbsvorteile schaffen.

21 17 Literatur- und Quellenverzeichnis Müller- Hengstenberg (2008) Müller-Hengstenberg, Claus; Kirn, Stefan: Computer und Recht: Die technologischen und rechtlichen Zusammenhänge der testund Abnahmeverfahren bei IT-Projekten, Dr. Otto Schmidt Verlag, Köln 12/2008 o. V. (2011) ( , 20:00) o. V. (2011) ( , 15:00) Sneed (2009) Sneed, Harry M.; Baumgartner, Manfred; Seidl, Richard: Der Systemtest, 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2009 Sommerville (2007) Sommerville, Ian: Software Engineering, 8. Auflage, Pearson Studium, München 2007 Spillner (2005) Spillner, Andreas; Linz, Tilo: Basiswissen Softwaretest, 3. Auflage, d.punkt.verlag, Heidelberg 2005 Überhorst Überhorst, Stefan, Wer zu spät testet, verschleudert (2006a) Geld, /448205/wer_zu_spaet_testet_verschleudert_geld/index2.html, ( , 12:25) Überhorst Überhorst, Stefan, Wer zu spät testet, verschleudert (2006b) Geld, ( , 12:25) Vigenschow (2005) Vigenshow, Uwe: Objektorientiertes Testen und Testautomatisierung in der Praxis, 1. Auflage, d.punkt.verlag, Heidelberg 2005 Widmann (2008) Widmann, Britta: Studie: Viele Firmen organisieren Software- Tests schlecht, _studie_viele_firmen_organisieren_software_tests_schlecht_story htm, ( , 23:00)