Basiswissen modellbasierter Test

Aus- und Weiterbildung zum ISTQB® Foundation Level – Certified Model-Based Tester

Mario Winter, Thomas Roßner, Christian Brandes, Helmut Götz

• Verlag: dpunkt.verlag
• Jahr: 2016
• eBook-ISBN: 9783960880066
• Auflage: 2
• Thema: Informatik
• Thema: Qualitätssicherung & Prüfung

Modellbasiertes Testen (MBT) hat zum Ziel, Prinzipien der modellbasierten Softwareentwicklung auf den Test zu übertragen. Es umfasst die Nutzung von Modellen für die Automatisierung von Testaktivitäten sowie die Modellierung von Artefakten im Testprozess. Während MBT in den letzten Jahren eher als viel diskutiertes Schlagwort wahrgenommen wurde, findet es sich heute mit guten Resultaten in der praktischen industriellen Anwendung wieder. Dieses Buch vermittelt die Grundlagen modellbasierten Testens und gibt einen fundierten Überblick über den modellbasierten Testprozess. Es zeigt darüber hinaus auf, • welche Voraussetzungen für den Einsatz modellbasierten Testens in einer Organisation zu schaffen sind, • welche möglichen Fallstricke eine erfolgreiche Einführung verhindern können und • wie Sie diese Fallstricke vermeiden können. Zahlreiche Beispiele auf Basis zweier durchgängiger Anwendungen erläutern die methodischen Grundlagen. Im Rahmen einer Fallstudie wird insbesondere auf die Qualitätsgewinne und Einsparpotenziale eingegangen, die MBT realisieren kann. Die 2. Auflage wurde vollständig überarbeitet und ist konform zum ISTQB®-Lehrplan Foundation Level Extension "Model-Based Tester". "Das Buch überzeugt in seinem stilistisch wohlausgewogenen Herangehen an die Materie, die aus verschiedenen Perspektiven betrachtet und analysiert wird." Aus dem Geleitwort zur 1. Auflage von Prof. Dr. Ina Schieferdecker

Teil II

MBT im Testprozess

6 MBT und der Testprozess

Modellbasiertes Testen findet nicht »auf der grünen Wiese« statt. Es muss sich in bestehende Projekte, Entwicklungs- und Testprozesse sowie Test- und Qualitätssicherungsstrategien einfügen. Abhängig von diesen Randbedingungen entfaltet MBT auf unterschiedliche Weise und in unterschiedlichem Umfang Nutzen. Um dies beurteilen zu können, werden im Folgenden allgemeine Grundlagen geschildert und anschließend einige konkrete Einsatzszenarien beleuchtet.

Ein modellbasierter Testprozess kann in drei Dimensionen gestaltet werden.

Die Gestaltung eines Testprozesses, in dem modellbasierte Vorgehensweisen eingesetzt werden, lässt sich in drei Dimensionen variieren:

• Der Anwendungszweck und die Zielsetzung für MBT können variieren. Modelle entfalten ihren Nutzen als Visualisierungsinstrument, aber auch als Basis für die Generierung von Testware. Abhängig von den vorliegenden Randbedingungen und dem Aufwand zur Erzielung des Nutzens erfährt MBT unterschiedliche Ausprägungen.
• Die für MBT nutzbaren Modelle können unterschiedlichen Kategorien angehören. Es ist zu betrachten, ob beispielsweise das Testteam die Erstellung von Modellen selbst übernimmt oder ob Modelle (wieder-)verwendet werden, die in der Softwareentwicklung entstehen.
• Umfang und Intensität der Nutzung von MBT sind skalierbar. MBT kann in einer oder in mehreren Teststufen, für verschiedene Testziele und als ausschließliche Testentwurfsmethode oder in Kombination mit klassischen Testentwurfsverfahren angewendet werden.

Mitbestimmend für die Gestaltung dieser drei Dimensionen ist insbesondere das Vorgehen in der Softwareentwicklung.

6.1 Ausprägungen von MBT im Testprozess

Abhängig von der Zielsetzung werden unterschiedliche Praktiken im Prozess benötigt und es ergeben sich unterschiedliche Aspekte für den Nutzen von MBT. Gemäß der Stachowiak’schen Definition von Modellen (s. Abschnitt 3.1) orientieren wir uns hier also an der Pragmatik. MBT wird als Oberbegriff für drei Ausprägungen definiert, die aufeinander aufbauen. Sie stellen praktisch Reifegrade von modellbasiertem Testen dar (s. Abb. 6–1).

Abb. 6–1 Ausprägungen von modellbasiertem Testen

6.1.1 Modellorientiertes Testen

Ein sehr schnell realisierbarer Nutzen von MBT liegt darin, Fakten auf einfache und unmissverständliche Weise darzustellen. Hierdurch wird der Kommunikationsaufwand zwischen den Mitarbeitern im Testteam sowie zwischen Testteam und Entwicklungsteam reduziert und die Zahl sowie Folgen von Missverständnissen sinken.

Dieser Effekt lässt sich bereits dadurch erzielen, dass beispielsweise die zu testenden Anforderungen durch Fachbereich und/oder Entwicklungsteam modellbasiert spezifiziert werden – eine eigenständige Testmodellierung ist hierzu nicht notwendig. Ergänzend oder alternativ dazu kann aber auch das Testteam eigene Modelle als Hilfsmittel zur Planung, Spezifikation und Automatisierung von Tests nutzen.

Modellorientiertes Testen: Modelle als Leitfaden für die Testaktivitäten

Der Begriff »modellorientiertes Testen« erklärt sich folgendermaßen: Die Modelle dienen hauptsächlich zur Visualisierung von (ggf. unklar textuell spezifizierten) Eigenschaften des Systems, als Diskussionsgrundlage zwischen Fachabteilung, Entwicklungs- und Testteam sowie als Orientierung für den (größtenteils bis vollständig manuellen) Testentwurf (s. Abb. 6–2). Ein weiterer typischer Nutzen dieser Ausprägung ist eine frühzeitige Fehlerfindung: Durch die Erstellung eines Modells und Nutzung als Diskussionsgrundlage können Missverständnisse bei der Interpretation der Anforderungen durch das Entwicklungsteam aufgedeckt werden, bevor die Implementierung und der Test des Systems erfolgen.

Ein wichtiger Erfolgsfaktor für diese Ausprägung ist der frühzeitige Beginn der Testaktivitäten, genauer gesagt der Erstellung der Modelle. Daraus leitet sich die notwendige Prozessgestaltung ab: Der Testprozess kann nicht als der Entwicklung nachgelagert betrachtet werden, sondern muss zeitlich und kommunikativ mit dem Entwicklungsprozess verschränkt werden. Der modellorientierte Prozess ist in Abbildung 6–2 dargestellt. Als Vorgriff auf Abschnitt 6.2 sind in den kommenden Überblicksschaubildern die Phasen des generischen Testprozesses gegenübergestellt, die durch den Einsatz der jeweiligen MBT-Ausprägung beeinflusst werden.

Abb. 6–2 Modellorientiertes Testen

W-Modell als geeignete Prozessgrundlage

Ein geeignetes Vorgehensmodell dafür ist das sogenannte W-Modell [Spillner 2002], das die zeitliche Verschränkung der Phasen des Entwicklungsprozesses nach dem V-Modell mit Vorbereitungsphasen für die einzelnen Teststufen vorsieht (s. Abb. 6–3). Die von Spillner vorgeschlagenen »PREviews« basieren beim modellorientierten Testen auf dem Review entwicklungsseitiger Modelle oder auf der eigenständigen Erstellung von Modellen durch die Tester und anschließende Diskussion dieser mit den anderen Prozessbeteiligten.

Die Modelle können anschließend auch zur Steuerung der weiteren Testaktivitäten herangezogen werden. So kann beispielsweise beim Testentwurf ein Modell als Grundlage für die zu erzielende Testüberdeckung verwendet werden.

Einfacher Einstieg in MBT

Der besondere »Charme« dieser Ausprägung liegt in der niedrigen Einstiegsschwelle: Weder sind besondere Werkzeuge vonnöten noch eine intensive Ausbildung der Tester in der Erstellung formaler Modelle. Papier und Stift oder ein einfaches Zeichenprogramm reichen für die Modellierung aus, und die Modelle müssen formal nicht korrekt sein, da die Nutzung ausschließlich durch – im Allgemeinen fehlertolerante – Menschen erfolgt. Eine Weiterentwicklung vom modellorientierten zum modellgetriebenen Testprozess ist jederzeit möglich.

Abb. 6–3 W-Modell (Quelle: [Spillner 2002])

6.1.2 Modellgetriebenes Testen

Modellgetriebene Softwareentwicklung: Generierung von Quellcode

In der Softwareentwicklung ist seit längerer Zeit der Begriff der »Modellgetriebenen Softwareentwicklung« (model-driven software engineering, [Stahl 2007]) in Gebrauch. Wesentlicher Bestandteil dieser Vorgehensweise ist die automatisierte Generierung von Programmbestandteilen (z. B. Quellcode) aus Modellen. Einfach ausgedrückt wird dabei ein Modell fachlich so weit verfeinert und präzisiert, bis das Softwaresystem im Rahmen einer standardisierten Architektur automatisch generiert werden kann. Dies ähnelt der computergestützten Fertigung, bei der ein dreidimensionales Modell eines Werkstücks in einem CAD-System erstellt, zusammen mit den notwendigen Bearbeitungshinweisen in ein Programm für die CNC-Werkzeugmaschine übersetzt, von dieser auf einem Rohling ausgeführt und so als reales Werkstück erstellt wird.

Modellgetriebenes Testen: Generierung von Testartefakten

Analog hierzu wird modellgetriebenes Testen definiert als Testprozess, bei dem Testartefakte ganz oder teilweise aus Modellen generiert werden. Hierfür is...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Titel
• Impressum
• Vorwort zur zweiten Auflage
• Geleitwort zur ersten Auflage
• Inhaltsübersicht
• Inhaltsverzeichnis
• Teil I: MBT – Einstieg und Grundlagen
• Teil II: MBT im Testprozess
• Teil III: MBT im Praxiseinsatz
• Anhang
• Index
• Fußnoten