Formalisierung der. mit visuellen Kontrakten und deren. Gregor Engels, Baris Güldali, Stefan Sauer

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1 Formalisierung der funktionalen Anforderungenngen mit visuellen Kontrakten und deren Einsatz für modellbasiertes Testen Gregor Engels, Baris Güldali, Stefan Sauer GI Fachgruppentreffen RE+TAV Requirements Engineering meets Testing Bad Honnef,

2 Software Quality Lab (s-lab) 5 Softwaretechnik Professoren der Universität Paderborn 8 assoziierte Partner, 6 Projektpartner 2 Senior-Researchers, 12 Researchers (in 3 Jahren) Expertise Test Management, Testautomatisierung Formale Methoden Domänenspezifische Sprachen Domäne Automotive Systeme Informationssysteme t Chipkartensysteme Industrie Forschung TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 2

3 Wo ist das Problem? Sie müssen diese funktionale Anforderung implementieren testen Können Sie mit dieser Spezifikation leben? TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 3

4 Allgemeines V-Modell Anforderungsdefinition Online-Shop Kurzbeschreibung: Ein Bestellvorgang für die sich im Warenkorb befindenden Produkte Abnahmetest Auslösendes Ereignis: "Bestellen" Button wurde geklickt Einloggen Produkt in den Warenkorb hinzufügen Vorbedingungen: Produkte wurden in den Warenkorb hinzugefügt und eine Kreditkarte ist definiert. funktionaler Systementwurf Kunde Ausloggen Inhalt des Warenkorbs bestellen Operationen: 1. Liefer- und Rechnungsadresse angeben. 2. Die Bestellung der Produkte bestätigen. 3. Die Zahlungsdaten werden bestätigen. 4. Verbindlicher Bestellvorgang starten. Nachbedingungen: Ein Bestellantrag wird erstellt. Eine Rechnung wird erstellt. Systemtest technischer Systementwurf Komponenten -Spezifikation Integrationstest Komponententest Programmierung public class App{ public public static class App{ class App{ void public main(string[] static void public main(string[] static args){ void main(string[] int i; intargs){... i;... int i;... basiert auf Basiswissen Softwaretest - Certified Copyright by GTB V.1.0 / 2007 TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 4

5 Formalisierung der funktionalen Anforderungen mit visuellen Kontrakten und deren Einsatz für modellbasiertes Testen Überblick Anforderungsbasiertes Testen Testfall für Systemtest Visuelle Kontrakte Modellbasiertes Testen mit visuellen Kontrakten Werkzeugunterstützung Zusammenfassung TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 5

6 Anforderungsbasiertes Testen Use-Case Modellierung mit UML Informelle Beschreibungen der Kundenanforderungen Kunde Use-Case Diagramme Aktivitätendiagramme Testbasis für System- und Akzeptanztest Einloggen Ausloggen Online-Shop... Auslösendes Ereignis: "Bestellen" Knopf wird geklickt Produkt in den Warenkorb hinzufügen Inhalt des Warenkorbs bestellen Vorbedingungen: Im Warenkorb befinden sich Produkte. Kunde verfügt über eine Zahlungsmethode. Ablauf: 1. Liefer- und Rechnungsadresse angeben. 2. Die Bestellung der Produkte bestätigen. 3. Kontodaten bestätigen. 4. Verbindlichen Bestellvorgang starten. Nachbedingungen: Ein Bestellantrag wird erstellt. Käufer bekommt eine Rechnung zugeschickt.... Lieferadresse angeben [anders] Rechnungsadresse angeben Mehrere Testansätze Ablaufsbasiert Jeder Pfad ein Testfall Unser Ziel: Zustandsbasiertes Testen Vorbedingungen erfüllen Nachbedingungen prüfen [Rechnungsadresse gleich] Bestellungsdaten bestätigen [falsch] [richtig] Kontodaten bestätigen [sonst] [Default-Kontodaten erwünscht] Verbindlich buchen Bestellungdaten ändern Kontodaten eingeben TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 6

7 Testfall für Systemtest Testfall { Erfüllung der Vorbedingung durch Setzen des Vorzustandes Click ( Bestellen ); Select (Li ( Lieferaddresse, default); Click ( Bestellungsdaten Bestätigen ); Select ( Kontodaten, Testablauf neu); Edit ( BLZ, Gängige Verfahren ); Edit ( KtoNr, ); Click ( Kontodaten übernehmen ); Click ( Verbindlich buchen ); Prüfen des Nachzustandes zur Testauswertung Kunde Einloggen Ausloggen? Online-Shop... Auslösendes Ereignis: "Bestellen" Knopf wird geklickt Produkt in den Warenkorb hinzufügen Inhalt des Warenkorbs bestellen [Rechnungsadresse gleich] Vorbedingungen: Im Warenkorb befinden sich Produkte. Kunde verfügt über eine Zahlungsmethode. Ablauf: 1. Liefer- und Rechnungsadresse angeben. 2. Die Bestellung der Produkte bestätigen. 3. Kontodaten bestätigen. 4. Verbindlichen Bestellvorgang starten. Nachbedingungen: Ein Bestellantrag wird erstellt. Käufer bekommt eine Rechnung zugeschickt.... Lieferadresse angeben [anders] Bestellungsdaten bestätigen [richtig] [Default-Kontodaten erwünscht] [falsch] Kontodaten bestätigen Verbindlich buchen [sonst] Rechnungsadresse angeben Bestellungdaten ändern Kontodaten eingeben mit unterschiedlich generierten Vorbeding TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 7

8 Visuelle Kontrakte Anforderungen an Vor- und Nachbedingungen präzise intuitiv zusammenhängend Datenmodell (Ontologie) fachliche Artefakte und ihre Beziehungen Kunde Einloggen Ausloggen Online-Shop... Auslösendes Ereignis: "Bestellen" Knopf wird geklickt Produkt in den Warenkorb hinzufügen Inhalt des Warenkorbs bestellen Vorbedingungen: Im Warenkorb befinden sich Produkte. Kunde verfügt über eine Zahlungsmethode. Ablauf: 1. Liefer- und Rechnungsadresse angeben. 2. Die Bestellung der Produkte bestätigen. 3. Kontodaten bestätigen. 4. Verbindlichen Bestellvorgang starten. Nachbedingungen: Ein Bestellantrag wird erstellt. Käufer bekommt eine Rechnung zugeschickt.... Lohmann 06 Visuelle Kontrakte inspiriert durch Design-by-Contract formale Spezifikation der Vor- und Nachbedingungen zwei Objektdiagramme partielle Beschreibung basiert auf Graph Transformationen getypt getypt TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 8

9 Testfall für Systemtest Online-Shop... Auslösendes Ereignis: "Bestellen" Knopf wird geklickt Testfall { Erfüllung der Vorbedingung durch Setzen des Vorzustandes Kunde Einloggen Ausloggen Produkt in den Warenkorb hinzufügen Inhalt des Warenkorbs bestellen Vorbedingungen: Im Warenkorb befinden sich Produkte. Kunde verfügt über eine Zahlungsmethode. Ablauf: 1. Liefer- und Rechnungsadresse angeben. 2. Die Bestellung der Produkte bestätigen. 3. Kontodaten bestätigen. 4. Verbindlichen Bestellvorgang starten. Nachbedingungen: Ein Bestellantrag wird erstellt. Käufer bekommt eine Rechnung zugeschickt.... Click ( Bestellen ); Select (Li ( Lieferaddresse, default); Click ( Bestellungsdaten Bestätigen ); Select ( Kontodaten, Testablauf neu); Edit ( BLZ, Gängige Verfahren ); Edit ( KtoNr, ); Click ( Kontodaten übernehmen ); Click ( Verbindlich buchen ); Prüfen des Nachzustandes zur Testauswertung? Unterschiedliche Szenarien 1 Szenario = 1 Vorzustand TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 9

10 Generierung der Vorzustände UC::Inhalt des Warenkorbs bestellen : Warenkorb : Kunde Name = x Adresse = y : Kreditkarte Nummer = n Institut = i : : Warenposten Warenposten Anzahl Anzahl = t_1 : Produkt : Produkt Titel Titel = z Preis Preis = p_1 : Bestellung Lieferadresse = y : Kunde Name = x Adresse = y : Kreditkarte Nummer = n Institut t = i b = SUMME(t_x * p_x) : Rechnung Betrag = b : : Produkt Produkt Titel Titel = z Preis Preis = p_1 wk : Warenkorb wp1 : Warenposten Anzahl = 2 k1 : Kunde Name = Max M. Adresse = Friedenweg 8 p1 : Produkt Titel = Harry Potter Preis = 45,- kk1 : Kreditkarte Nummer = 1234 Institut = VISA TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 10

11 Generierung der Testskripte wk : Warenkorb wp1 : Warenposten Anzahl = 2 Testfall { k1 : Kunde Erfüllung der Vorbedingung durch Setzen des Vorzustandes Name = Max M. Adresse = Friedenweg 8 p1 : Produkt Titel = Harry Potter Preis = 45,- Click ( Bestellen ); Select (Li ( Lieferaddresse, default); Click ( Bestellungsdaten Bestätigen ); Select ( Kontodaten, Testablauf neu); Edit ( BLZ, Gängige Verfahren ); Edit ( KtoNr, ); Click ( Kontodaten übernehmen ); Click ( Verbindlich buchen ); Prüfen des Nachzustandes zur Testauswertung kk1 : Kreditkarte Nummer = 1234 Institut = VISA 1. Generiere Objekte 2. Generiere Attributwerte 3. Setze Links zwischen Objekte TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 11

12 Generierung der Testskripte SUT Testfall { Erfüllung der Vorbedingung durch Setzen des Vorzustandes Click ( Bestellen ); Select (Li ( Lieferaddresse, default); Click ( Bestellungsdaten Bestätigen ); Select ( Kontodaten, Testablauf neu); Edit ( BLZ, Gängige Verfahren ); Edit ( KtoNr, ); Click ( Kontodaten übernehmen ); Click ( Verbindlich buchen ); S SUT S SUT Prüfen des Nachzustandes zur Testauswertung TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 12

13 Generierung der Testskripte Testfall { Erfüllung der Vorbedingung durch Setzen des Vorzustandes UC::Inhalt des Warenkorbs bestellen : Warenkorb : : Warenposten Warenposten : Bestellung Anzahl Anzahl = t_1 Lieferadresse = y : Kunde Name = x Adresse = y : Kreditkarte Nummer = n Institut = i : Produkt : Produkt Titel Titel = z Preis Preis = p_1 : Kunde Name = x Adresse = y : Kreditkarte Nummer = n Institut = i b = SUMME(t_x * p_x) : Rechnung Betrag = b : : Produkt Produkt Titel Titel = z Preis Preis = p_1 Click ( Bestellen ); Select (Li ( Lieferaddresse, default); Click ( Bestellungsdaten Bestätigen ); Select ( Kontodaten, Testablauf neu); Edit ( BLZ, Gängige Verfahren ); Edit ( KtoNr, ); Click ( Kontodaten übernehmen ); Click ( Verbindlich buchen ); Prüfen des Nachzustandes zur Testauswertung S SUT S SUT 1. Prüfe Existenz der Objekte 2. Prüfe korrekte Verlinkung der Objekte 3. Prüfe Attributwerte (einfache Berechnungen) 4. Prüfe Konsistenz zum Datenmodell TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 13

14 Werkzeugunterstützung Visual Contract Workbench (VCW) Eclipse-basiert Lohmann 06 Modellierung von Klassendiagrammen und visuellen Kontrakte Ellerweg 08 VCW Test Framework (VCW-TF) Plug-In für VCW unterstützt Komponententests (vorläufig) Generierung des Vorzustandes und Testeingaben Generierung der JUnit-Testskripte Ausführung und Auswertung der Ergebnisse TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 14

15 Zusammenfassung Anforderungsbasiertes Testen Use-Cases: Generierung von Vor- und Nachbedingungen Aktivitätendiagramm: Generierung von Testabläufen Visuelle Kontrakte präzise Formulierung der Vor- und Nachbedingungen modellbasiert (UML) Berücksichtigung des fachlichen Datenmodells Spezifikation der Zustandsänderung formale Beschreibung durch Graph Transformationen Modellbasiertes Testen Generierung unterschiedlicher Testszenarien Generierung der Testskripte möglich Eclipse-basierte Werkzeugunterstützung Komponententests Erweiterung für Systemtest in Bearbeitung TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Barış Güldalı Researcher Software Quality Lab (s-lab) Universität Paderborn Warburger Str Paderborn Tel.: TAV 27 / Engels, Güldalı, Sauer 16