Tài liệu Nghiên cứu kỹ thuật kiểm thử phần mềm và ứng dụng trên môi trường DOT NET

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ MINH HIẾU NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT KIỂM THỬ PHẦN MỀM VÀ ỨNG DỤNG TRÊN MÔI TRƯỜNG DOT NET Ngành: Công nghệ Thông tin Chuyên ngành: Công nghệ Phần mềm Mã số: 60.48.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đặng Văn Đức Hà Nội - 2009 1 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Văn Đức, Viện công nghệ thông tin, ngƣời đã định hƣớng đề tài nghiên cứu và tận tình hƣớng dẫn cho tôi hoàn thành luận văn cao học này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Phòng Đào tạo sau đại học & NCKH, các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ - Trƣờng Đại Học Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt và tạo điều kiện học tập tốt nhất cho tôi suốt quá trình học cao học cũng nhƣ thời gian thực hiện luận văn cao học. Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2009 Vũ Minh Hiếu 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả đạt đƣợc trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân, không sao chép lại của ngƣời khác. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều đƣợc trình bày hoặc là của cá nhân hoặc đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và đƣợc trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình. Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2008 Vũ Minh Hiếu 3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 1 LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ 2 MỤC LỤC ................................................................................................................... 3 BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU ...................................................................... 6 THÔNG TIN HÌNH VẼ............................................................................................... 8 THÔNG TIN BẢNG ................................................................................................... 9 MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 10 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 10 Nội dung của đề tài ................................................................................................ 12 Cấu trúc luận văn ................................................................................................... 12 CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM ....................................... 13 1.1 Tổng quan .......................................................................................................... 13 1.2 Vai trò của kiểm thử phần mềm .......................................................................... 13 1.3 Các công cụ kiểm thử phổ biến hiện nay ............................................................. 16 1.4 Những lợi ích của kiểm thử tự động.................................................................... 22 1.4.1 Áp dụng cho mô hình phát triển phần mềm XP ............................................... 24 1.4.2 Đối với các kiểm thử viên ............................................................................... 25 1.5 Phƣơng pháp để kiểm thử tự động ...................................................................... 26 1.6 Kiểm thử phần mềm và các ngôn ngữ lập trình ................................................... 28 1.7 Kịch bản kiểm thử .............................................................................................. 31 1.8 Kết chƣơng ......................................................................................................... 33 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ CÁC THỂ LOẠI KIỂM THỬ PHẦN MỀM...... 34 2.1 Tổng quan .......................................................................................................... 34 2.2 Các phƣơng pháp kiểm thử ................................................................................. 35 2.2.1 Kiểm thử tĩnh – Static testing ................................................................... 35 2.2.2 Kiểm thử động – Dynamic testing ............................................................ 35 4 2.3 Các chiến lƣợc kiểm thử ..................................................................................... 35 2.3.1 Kiểm thử hộp đen – Black box testing ..................................................... 35 2.3.2 Kiểm thử hộp trắng – White box testing ................................................... 37 2.3.3 Kiểm thử hộp xám – Gray box testing ...................................................... 37 2.4 Các cấp độ kiểm thử phần mềm .......................................................................... 38 2.4.1 Kiểm thử mức đơn vị - Unit Test ............................................................. 39 2.4.2 Kiểm thử tích hợp - Integration Test ........................................................ 40 2.4.3 Kiểm thử mức hệ thống - System testing ................................................. 42 2.4.4 Kiểm thử chấp nhận sản phẩm - Acceptance Test ................................... 44 2.4.5 Kiểm thử hồi quy - Regression Test ........................................................ 44 2.4.6 Kiểm thử tính đúng – Correctness testing:................................................ 45 2.5 Các phƣơng pháp kiểm thử con ngƣời ................................................................ 45 2.5.1 Tổng duyệt – Walkthrough ...................................................................... 46 2.5.2 Thanh tra mã nguồn – Code Inspection .................................................... 46 2.6 Kết chƣơng ......................................................................................................... 47 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG CỤ KIỂM THỬ PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG TRÊN MÔI TRƢỜNG .NET ......................................................................... 48 3.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................... 48 3.2 Đặc điểm của môi trƣờng DOT NET và kiểm thử tự động .................................. 49 3.2.1 Sử dụng C# trong kiểm thử tự động ................................................................ 53 3.2.2 .NET Reflection .............................................................................................. 58 3.2.3 Spreadsheets và XML ..................................................................................... 61 3.2.4 Không gian tên .NET CodeDom ..................................................................... 63 3.3 Phân tích và thiết kế hệ thống ............................................................................. 66 3.3.1 Mô hình nghiệp vụ và các yêu cầu của hệ thống .............................................. 66 3.3.2 Phân tích các trƣờng hợp sử dụng ................................................................... 68 5 3.3.3 Biểu đồ trình tự ............................................................................................... 69 3.3.4 Biểu đồ trạng thái ............................................................................................ 70 3.3.5 Biểu đồ hợp tác ............................................................................................... 71 3.3.6 Biểu đồ lớp ..................................................................................................... 71 3.3.7 Mô hình dữ liệu............................................................................................... 72 3.4 Chạy thử chƣơng trình ........................................................................................ 73  Màn hình chính................................................................................................... 73  Lựa chọn hình thức kiểm thử đơn vị (Unit Test) ................................................. 73  Lựa chọn các đơn vị trong danh sách để kiểm thử ............................................... 74  File chứa dữ liệu kiểm thử .................................................................................. 75  Sinh kịch bản kiểm thử ....................................................................................... 75  Thực thi kịch bản kiểm thử ................................................................................. 76 3.5 Thử nghiệm và đánh giá ..................................................................................... 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 81 6 BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU Đầy đủ Từ viết tắt Tiếng Việt Trong môi trƣờng .Net, Một gói kết Assembly hợp Assembly là sự kết hợp của một hoặc nhiều module, hoặc file (dll, exe, html) cần để ứng dụng hoạt động. CRL Common Language Runtime Ngôn ngữ thời gian thực CNTT Công nghệ thông tin CNPM Công nghệ phần mềm CSDL Cơ sở dữ liệu DLL Dynamic Link Library Thƣ viện liên kết động EXE EXE Định dạng file thực thi của DOS, OpenVMS, Microsoft Windows, Symbian, và hệ điều hành OS/2 IDE Intergrated Development Môi trƣờng phát triển tích hợp GUI Graphical user interface Giao diện ngƣời dùng đồ họa Environment KH Khách hàng KTV Kiểm thử viên KTTĐ Kiểm thử tự động Module Mỗi một module là một file có thể thực thi. Mỗi module có thể là một thƣ viện động (.dll) hoặc là một file thực thi (.exe). MSIL Microsoft Intermediate Ngôn ngữ thông dịch của .NET Language XML eXtensible Markup Ngôn ngữ Đánh dấu Mở rộng Language PM Phần mềm PTPM Phát triển phần mềm 7 XP Extreme Programming Lập trình cực đoan QTP QuickTest Professional Công cụ kiểm thử phần mềm do hãng Mecury cung cấp JVM Java Virtual Machine Máy ảo Java 8 THÔNG TIN HÌNH VẼ Hình vẽ Hình 1.1: Mô hình tổ chức Visual Studio Team System 2008 Team Trang 17 Foundation Server Hình 1.2: Giao diện QuickTest Professional 18 Hình 1.3: Logo JMeter 20 Hình 1.4: 6 bƣớc của kiểm thử phần mềm tự động 27 Hình 2.1: Mối tƣơng quan giữa phát triển và kiểm thử phần mềm 39 Hình 3.1: Mô hình quá trình xử lý tách thông tin 49 Hình 3.2: Mô hình xử lý sinh kịch bản kiểm thử 49 Hình 3.3: Mô hình nghiệp vụ 68 Hình 3.4: Ca sử dụng mức gộp 68 Hình 3.5: Trƣờng hợp sử dụng của công cụ Unit Test 69 Hình 3.6: Biểu đồ trình tự 70 Hình 3.7: Biểu đồ trạng thái 71 Hình 3.8: Biểu đồ hợp tác 71 Hình 3.9: Biểu đồ lớp 72 Hình 3.10: Cửa sổ giao diện chính 73 Hình 3.11: Cửa sổ chọn file phân tích 74 Hình 3.12: Cửa sổ chọn thuộc tính kiểm thử 74 Hình 3.13: File dữ liệu phân tích thuộc tính 75 Hình 3.14: Cửa sổ tạo file kịch bản kiểm thử 76 Hình 3.15: Cửa sổ thực hiện kiểm thử 77 Hình 3.16: File thông tin kết quả kiểm thử 77 9 THÔNG TIN BẢNG Bảng Trang Bảng 3.1: Không gian tên .NET System 51 Bảng 3.2: Mã nguồn để kiểm thử phƣơng thức objAdvancedCalc.Square() 55 Bảng 3.3: Mã nguồn kiểm thử phƣơng thức objAdvancedCalc.SimpleCalc() 55 Bảng 3.4: Mã nguồn kiểm thử phƣơng thức objAdvancedCalc.Sum() 56 Bảng 3.5: Mã nguồn kiểm thử phƣơng thức objAdvancedCalc.GetType() 57 Bảng 3.6: Một số lớp (class) quan trọng trong không gian tên 58 System.Reflection Bảng 3.7: Truy vấn thể loại System.Reflection.Assembly theo tên 60 Bảng 3.8: Truy vấn thông tin thể loại theo thể hiện của đối tƣợng 60 Bảng 3.9: Xác định thông tin thể loại của một tiến trình đang chạy 61 Bảng 3.10: Làm việc với Excel 62 Bảng 3.11: Các kiểu cung cấp bởi CodeDom để xây dựng không gian tên 64 Bảng 3.12: Cấu trúc của Test Script đƣợc sinh bởi không gian tên CodeDom 65 10 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Công nghệ thông tin là một trong những thuật ngữ đƣợc nhắc đến nhiều nhất hiện nay, nó xuất hiện trên các mặt báo, các phƣơng tiện truyền thông, trên mạng Internet cho tới những tài liệu cũng nhƣ báo cáo chuyên ngành. Điều này cũng dễ hiểu vì công nghệ thông tin đƣợc coi là một cuộc cách mạng cho sự phát triển của xã hội loài ngƣời. Kể từ năm 1981 khi chiếc máy vi tính đầu tiên của IBM đƣợc giới thiệu trên thị trƣờng đánh dấu một mốc quan trọng cho sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Cho tới thời điểm hiện tại, trải qua một khoảng thời gian rất ngắn so với chiều dài lịch sử của xã hội loài ngƣời, tuy nhiên công nghệ thông tin đã phát triển rất nhanh (còn đƣợc diễn tả bằng cụm từ: “bùng nổ”). Công nghệ thông tin đã đƣợc ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của xã hội, và thực tế đã chứng minh đƣợc tầm quan trọng của nó. Trong hai thập kỷ qua phần mềm đã trở thành một thành phần của hầu hết các doanh nghiệp. Hầu nhƣ tất cả các doanh nghiệp hoạt động trong mọi lĩnh vực tại Việt Nam cũng nhƣ trên toàn Thế Giới đều sử dụng phần mềm. Phần mềm đƣợc áp dụng trong việc hỗ trợ phát triển, sản xuất, tiếp thị, và hỗ trợ cho các sản phẩm - dịch vụ của doanh nghiệp. Thúc đẩy sự phát triển của công nghệ thông tin luôn là chính sách đƣợc ƣu tiên hàng đầu của các quốc gia nhằm làm tiền đề cho sự phát triển của khoa học kỹ thuật và kinh tế - xã hội. Công nghệ thông tin là ngành ứng dụng công nghệ vào quản lý và xử lý thông tin, đặc biệt trong các cơ quan, doanh nghiệp. Ở Việt Nam thì khái niệm công nghệ thông tin đƣợc hiểu theo nghĩa sau: “Công nghệ thông tin là tập hợp các phƣơng pháp khoa học, các phƣơng tiện và công cụ kỹ thuật hiện đại - chủ yếu là kỹ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm năng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con ngƣời và xã hội”. Công nghệ thông tin là sự kết hợp của hạ tầng phần cứng và nền tảng phần mềm. Hạ tầng phần cứng sẽ ngày càng mạnh mẽ là tiền đề cho phép phần mềm cũng ngày 11 càng lớn và phức tạp hơn. Chính vì lý do này mà Công nghệ phần mềm (quy trình phát triển phần mềm) đã đƣợc chú tâm bàn thảo từ rất sớm nhằm tìm ra những phƣơng pháp để phát triển phần mềm thuận tiện có chất lƣợng cao đáp ứng tốt nhu cầu ngày càng đa dạng và phức tạp. Hầu hết các quy trình phát triển phần mềm đều trải qua các bƣớc từ xác định yêu cầu, phân tích, xây dựng, kiểm thử, cho tới triển khai và bảo trì. Trong đó kiểm thử phần mềm là một công việc khá phức tạp, tốn nhiều công sức và cũng là điều kiện tiên quyết cho một sản phẩm phần mềm có chất lƣợng tốt. Bất kỳ sản phẩm phần mềm nào cho dù đã áp dụng kỹ thuật kiểm thử tiên tiến nhất hiện nay đều có phát sinh lỗi. Một số lỗi đã đƣợc phát hiện và chỉnh sửa trong thời gian lập trình. Một số khác đƣợc tìm ra và chỉnh sửa trong các hình thức kiểm thử (vd: kiểm thử module). Các doanh nghiệp phần mềm đều nhận ra một thực tế là có nhiều lỗi phần mềm vẫn chƣa đƣợc phát hiện và một số sẽ đƣợc sửa sau đó thông qua những bản vá lỗi hoặc nâng cấp. Kiểm thử là điều kiện tiên quyết cho một phần mềm hoàn thiện, tuy nhiên với kỹ thuật kiểm thử hiện nay việc đảm bảo cho một phần mềm hoàn hảo (không có lỗi) là một việc rất khó khăn, tốn thời gian, và tƣởng chừng nhƣ không thể. Theo thống kê của Tassey năm 2002, thì lỗi trong những phần mềm đóng gói gây thiệt hại cho nền kinh tế Mỹ khoảng 59,5 tỷ USD [9]. Kiểm thử chiếm khoảng 25% tới 50% tổng chi phí phát triển một phần mềm. Bộ phận kiểm thử thƣờng gồm các kỹ sƣ với vai trò là kiểm thử viên, ngƣời sử dụng công cụ, và những ngƣời phát triển công cụ kiểm thử. Ngân sách và con ngƣời đều đóng vai trò quan trọng vì một sản phẩm trong quá trình xây dựng phải đƣợc kiểm thử một cách tốt nhất và hiệu quả nhất. Vào năm 2008, tổng doanh thu của phần mềm Việt Nam đạt trên 500 triệu USD (tổng doanh thu trên toàn thế giới vào khoảng 519 tỷ USD - theo: http://softwaremag.com). Số lƣợng các kỹ sƣ và lập trình viên tại Việt Nam năm 2008 vào khoảng 13.500 ngƣời. Những con số trên dựa trên tổng kết của Hiệp hội Doanh nghiệp phần mềm Việt Nam (vinasa: http://www.vinasa.org.vn). Giảm chi phí phát triển phần mềm và nâng cao chất lƣợng phần mềm là mục tiêu quan trọng của các ngành công nghiệp phần mềm Việt Nam. Một nghiên cứu tƣơng tự cũng cho biết rằng 12 các ngành công nghiệp phần mềm bị thiệt hại về kinh tế, vì không có đủ cơ sở hạ tầng cho việc kiểm thử phần mềm. Hiện nay có khá nhiều công cụ kiểm thử đƣợc giới thiệu trên thị trƣờng. Tuy nhiên, vẫn còn phải xem xét về khả năng đáp ứng đƣợc nhu cầu về đảm bảo chất lƣợng phần mềm xét trên nhiều khía cạnh khác nhau. Các công cụ kiểm thử có thể kiểm thử phần mềm với một số cấp độ tự động, qua đó những kiểm thử viên có thể giành thời gian để xem xét và giải quyết những vấn đề thuộc phạm vi có nhiều rủi ro hơn, tuy nhiên, tính tự động của các công cụ mới chỉ dừng ở các kỹ thuật đơn giản và những kịch bản kiểm thử bao gồm chuỗi sự kiện nhấn chuột hoặc bàn phím. Kiểm thử viên mong đợi các công cụ kiểm thử hiệu quả và linh hoạt hơn với các tính năng tự động cao để có thể theo kịp sự phát triển rất nhanh trong công nghệ phần mềm hiện nay. Mục tiêu của Luận văn là nghiên cứu kỹ thuật phát triển một công cụ kiểm thử tự động, có thể kiểm thử một sản phẩm phần mềm phức tạp một cách hiệu quả với yêu cầu tác động của con ngƣời là ít nhất. Nội dung của đề tài Xuất phát từ việc phân tích và mục tiêu nêu trên, nội dung của đề tài luận văn sẽ bao gồm những vấn đề chính sau: - Nghiên cứu, tìm hiểu các vấn đề tổng quan về kiểm thử phần mềm. - Nghiên cứu kiến trúc và các thể loại kiểm thử phần mềm. - Nghiên cứu xây dựng công cụ kiểm thử phần mềm tự động trên môi trƣờng Dot Net và thử nghiệm. Cấu trúc luận văn Luận văn sẽ đƣợc chia thành 3 chƣơng chính dựa vào nội dung nêu trên: - Chƣơng 1: Khái quát về kiểm thử phần mềm. - Chƣơng 2: Phƣơng pháp và các thể loại kiểm thử phần mềm. - Chƣơng 3: Nghiên cứu xây dựng công cụ kiểm thử phần mềm tự động trên môi trƣờng .NET. 13 CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM 1.1 Tổng quan Kiểm thử phần mềm là một trong những khâu quan trọng của quy trình phát triển phần mềm nhằm kiểm tra xem phần mềm làm ra có những lỗi gì cần khắc phục. Kiểm thử không thể chứng minh đƣợc phần mềm là hết lỗi mà nó chỉ giúp cho ngƣời viết mã nguồn tìm ra và có biện pháp khắc phục càng nhiều lỗi càng tốt. Bản chất của kiểm thử phần mềm là các cách thức làm việc với máy tính và chƣơng trình, tuy nhiên với những phần mềm lớn, việc kiểm thử cũng yêu cầu có sự phối hợp của nhiều nhóm chuyên môn phụ trách các thành phần riêng biệt, cho nên kiểm thử cũng cần các kĩ năng của con ngƣời. Để thực hiện tốt công việc kiểm thử, ngoài nắm vững các kĩ thuật kiểm thử điển hình, kiểm thử viên cũng cần xây dựng kế hoạch kiểm thử, chuẩn bị dữ liệu kiểm thử, tiến hành kiểm thử, viết báo cáo về kết quả kiểm thử, và cần biết quản lí toàn bộ công việc kiểm thử. Kiểm thử cần đƣợc nhìn theo nhiều góc độ khác nhau liên quan tới phần mềm: kiểm thử chức năng, kiểm thử hiệu năng, cấu hình, an ninh... và liên quan tới qui trình kiểm thử: kiểm thử đơn vị, kiểm thử tích hợp, kiểm thử hệ thống, kiểm thử chấp nhận; đồng thời phải thực hiện quản lí toàn bộ quá trình kiểm thử: ghi lại hoàn cảnh lỗi, việc sửa chữa, kiểm thử rà lại... 1.2 Vai trò của kiểm thử phần mềm Các lỗi trong phần mềm không chỉ làm phiền phức và bực mình cho ngƣời dùng mà chúng còn gây tổn thất rất lớn cho nền kinh tế. Đơn cử hàng năm nền kinh tế Mỹ thiệt hại khoảng 59,5 tỷ USD do lỗi phần mềm gây ra (thông số đƣợc công bố bởi Viện Công nghệ và Tiêu chuẩn quốc gia (NIST) thuộc Bộ Thƣơng mại Mỹ). Theo Giám đốc Arden Bement của NIST, hiện nay mọi ngành ở Mỹ gần nhƣ đều phụ thuộc vào phần mềm để phát triển, từ khâu sản xuất đến khâu phân phối và hỗ trợ khách hàng. Bởi thế, các lỗi kỹ thuật phần mềm là vô cùng nguy hiểm. 14 Những ngƣời sử dụng phần mềm chịu thiệt hại một nửa và nửa còn lại dành cho các nhà phát triển và kinh doanh phần mềm. Nghiên cứu cũng cho thấy, việc kiểm thử để phát hiện và loại bỏ những khiếm khuyết ngay từ ban đầu có thể giảm mức thiệt hại khoảng 22,2 tỷ USD cho Mỹ trong vòng 1 năm. Hiện nay, có hơn một nửa số lỗi không đƣợc phát hiện cho đến khi phần mềm đã đƣợc tung ra thị trƣờng. Chính vì lý do này mà Viện Hàn lâm Khoa học Mỹ đã đề nghị các nhà lập pháp thông qua điều luật yêu cầu những hãng sản xuất phần mềm phải có trách nhiệm về vấn đề bảo mật và lỗi phần mềm. Theo các số liệu của tạp chí SoftwareMag (softwaremag.com) năm 2007 tổng doanh thu của CNPM trên toàn Thế Giới là 451.8 tỷ USD và tăng 14,7% so với năm 2006. Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của nghành công nghiệp phần mềm thì những lỗi – khiếm khuyết của phần mềm cũng xảy ra ngày càng thƣờng xuyên, dẫn tới những tổn thất do nó gây ra cũng ngày càng nặng nề hơn. Dƣới đây là một vài ví dụ điển hình về sự tổn thất đó. Một trong những lỗi phần mềm điển hình về mức độ thiệt hại là vào tháng 4 năm 1999, một lỗi phần mềm đã gây ra lỗi hệ thống phóng tên lửa Quân sự của Mỹ làm thiệt hại 1.2 tỉ USD. Đây có lẽ là một lỗi phần mềm gây thiệt hại kinh tế lớn nhất trong lịch sử công nghiệp phần mềm. Chính điều này đã thúc đẩy một cuộc tổng điều tra trong ngành quân sự và nền công nghiệp của Mỹ về vấn đề tích hợp phần mềm và quy trình kiểm thử . Một ví dụ điển hình khác cũng hay đƣợc nhắc tới là tai nạn khi phóng Vệ tinh thăm dò thời tiết Sao Hỏa của NASA vào tháng 10 năm 1999. Nguyên nhân của sự việc là do trục trặc trong một bộ phận của phần mềm ở chức năng chuyển đổi chuẩn độ đo của Anh sang chuẩn độ đo mét. Năm 2002, ngƣời ta đã phát triển một module dành cho việc kiểm thử dụng cụ Quang học nhằm đảm bảo không có việc lẫn lộn giữa các phép đo. Nếu Vệ tinh thăm dò thời tiết của Sao Hỏa đƣợc trang bị module này thì đã không xảy ra tai nạn đáng tiếc trên đây. Đảm bảo chất lƣợng phần mềm cần đƣợc quan tâm một cách đúng mức, và đòi hỏi những ngƣời liên quan có kiến thức và đánh giá đúng về vai trò của kiểm thử phần mềm, gồm: các quản trị viên cao cấp, quản lý dự án, nhân viên phát triển phần mềm, 15 nhân viên kiểm thử phần mềm và ngƣời dùng cuối. Khi bắt đầu một dự án dựa theo các mô hình phát triển phần mềm, những ngƣời dùng cuối, lập trình viên, kiểm thử viên, và quản trị viên cao cấp đều phải nắm đƣợc yêu cầu phần mềm, các đặc tả phần mềm và các chiến lƣợc kiểm thử. Trong hầu hết các mô hình phát triển phần mềm thì kiểm thử đƣợc lên kế hoạch ngay từ thời điểm bắt đầu dự án và đƣợc thực thi song song với vòng đời phát triển của phần mềm. Chúng ta sẽ không thể kiểm thử một sản phẩm nếu không có hiểu biết chi tiết về nó. Kiểm thử một sản phẩm đang trong giai đoạn đƣợc xây dựng sẽ luôn là một trải nghiệm bổ ích cho các kiểm thử viên. Thời gian và nỗ lực của kiểm thử viên phụ thuộc vào độ phức tạp của một sản phẩm cũng nhƣ kinh nghiệm của anh ta trong lĩnh vực kiểm thử phần mềm. Sẽ rất hữu ích nếu ta sử dụng các công cụ kiểm thử tự động, điều này sẽ hạn chế bớt việc các kiểm thử viên phải giành quá nhiêu thời gian cho công việc nghiên cứu một sản phẩm mới. Qua đó họ có thể giành thời gian nhiều hơn tập trung cho những vấn đề, những yếu tố phức tạp và rủi ro cao trong khi vận hành phần mềm. Kiểm thử phần mềm là một tiến trình thử thách, trải nghiệm một ứng dụng để tìm ra lỗi và để xác định rằng chúng đáp ứng đƣợc những yêu cầu nhất định. Trong vòng đời phát triển phần mềm, các lập trình viên và kiểm thử viên cùng làm việc để tìm ra lỗi và đảm bảo cho chất lƣợng của sản phẩm. Các sản phẩm phần mềm đã đƣợc chuyển giao sẽ phải bao hàm tất cả các chức năng đƣợc yêu cầu và phải tƣơng thích với hạ tầng phần cứng của khách hàng. Trong một thời gian dài, kiểm thử phần mềm đã đƣợc thực hiện một cách thủ công; có nghĩa là những kiểm thử viên chạy ứng dụng dựa trên những tiến trình đã đƣợc định sẵn. Kể từ thời điểm ban đầu của nền công nghiệp phần mềm, các kiểm thử viên đã tạo ra những tiến trình kiểm thử tự động khá hiệu quả. Nhiều công ty phần mềm danh tiếng đã tạo ra những công cụ kiểm thử phần mềm mà hiện nay đang đƣợc chào bán rộng rãi trên thị trƣờng. Ngày nay, có nhiều công cụ kiểm thử trên thị trƣờng đã đƣợc dùng để tìm ra lỗi để có biện pháp chỉnh sửa kịp thời trƣớc khi chuyển giao. Nhƣ đã đề cập ở trên, những công cụ này thực thi một số tác vụ một cách tự động 16 (thực hiện một vài kế hoạch và sinh ra kịch bản kiểm thử), tuy nhiên nó vẫn tồn tại một số khuyết điểm sau:  Các kịch bản kiểm thử, tự thân chúng cũng cần đƣợc kiểm thử.  Không thể thực hiện tất cả các tiến trình kiểm thử một cách độc lập.  Chúng thực thi các tiến trình có thể không thống nhất hoàn toàn với thiết kế phần mềm của tổ chức.  Một vài tiến trình đƣợc phân tách từ việc tự sinh kịch bản kiểm thử. Trong hầu hết các trƣờng hợp, tạo lập hoặc ghi lại một kịch bản kiểm thử cho mỗi thành phần của một assembly là một công việc phức tạp mà các kiểm thử viên phải thực hiện. Tạo và lập tài liệu cho dữ liệu kiểm thử với các công cụ hiện tại đều hoàn toàn sử dụng sức ngƣời. Do vậy, khả năng tự động của những công cụ kiểm thử sẽ bị hạn chế. Nội dung của luận văn là nghiên cứu để phát triển một công cụ kiểm thử phần mềm sao cho kiểm thử viên không cần viết các kịch bản kiểm thử bằng tay hoặc phải ghi lại các kịch bản kiểm thử một cách thủ công. Tiến trình kiểm thử phần mềm sẽ đƣợc thực thi với yêu cầu tƣơng tác trực tiếp từ con ngƣời là ít nhất. Công cụ đƣợc thiết kế để giảm bớt và sát với yêu cầu của hầu hết các sản phẩm phần mềm. Đồng thời đây cũng là cách thức để tạo ra các module có thể sử dụng lại để kiểm thử nhiều mã nguồn khác nhau. 1.3 Các công cụ kiểm thử phổ biến hiện nay Trên thị trƣờng hiện nay có nhiều công cụ kiểm thử phần mềm. Với các nhà cung cấp nhƣ: Rational Software của IBM, Mercury Interactives, Segue Software. Hiện có nhiều nhà cung cấp khác và cũng có một số công cụ kiểm thử nguồn mở nhƣ Ant, JUnit, và JProbe… Sau đây là một số công cụ kiểm thử phần mềm đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay:  Visual Studio Team System Test Edition 17 Hình 1.1: Mô hình tổ chức Visual Studio Team System 2008 Team Foundation Server Visual Studio Team System Test Edition bao gồm một bộ công cụ thử nghiệm đã đƣợc tích hợp chặt chẽ với Visual Studio. Nó không chỉ làm việc trong khuôn khổ của nền tảng kiểm thử, mà còn tham gia vào một nền tảng lớn hơn tham gia vào các khâu khác trong toàn bộ vòng đời của phần mềm. Test Edition cho phép ta tạo, quản lý, chỉnh sửa và chạy công việc kiểm thử, đồng thời cũng nhận đƣợc và lƣu trữ kết quả kiểm thử. Visual Studio tích hợp một vài loại thử nghiệm bao gồm: kiểm thử đơn vị (Unit Test), kiểm thử web (Web Test), kiểm thử chịu tải (Load Test), và các kiểm thử thủ công. Thực hiện kiểm thử bằng cách sử dụng môi trƣờng phát triển tích hợp của Visual Studio (IDE Visual Studio). Ngoài ra, có thể chạy các nhóm thử nghiệm hoặc kiểm tra bất kỳ đơn vị thử nghiệm độc lập nào khác bằng cách sử dụng dòng lệnh (command line). Do các công cụ thử nghiệm đƣợc tích hợp với các thành phần khác của Visual Studio Team System, nên kiểm thử viên có thể lƣu trữ kết quả vào cơ sở dữ liệu, tạo ra các hình thức báo cáo khác nhau, so sánh các loại dữ liệu, và xem có bao nhiêu lỗi, là những lỗi nào đã đƣợc tìm thấy bởi công cụ kiểm thử. Đây quả là một công cụ mạnh mẽ mà Microsoft trang bị cho bộ sản phẩm Visual Studio của mình. Với lợi thế là tích hợp chặt chẽ vào môi trƣờng phát triển phần mềm, công cụ sẽ giảm bớt đƣợc nhiều công sức trong quá trình thực hiện các thao tác kiểm 18 thử, đồng thời việc quản lý nó cũng thống nhất trong suốt quá trình phát triển phần mềm. Tuy nhiên để sở hữu đƣợc bộ công cụ này thì chúng ta cũng phải bỏ ra một khoản chi phí khá lớn, vào khoảng 5.200 USD. Đồng thời chúng ta cũng phải trang bị nền tảng Visual Studio Team System 2008 Team Foundation Server (mức giá tham khảo: 2.500 USD) để có thể tích hợp bộ công cụ này.  QuickTest Professional Hình 1.2: Giao diện QuickTest Professional QuickTest Professional (QTP) với phiên bản mới nhất 9.5 của hãng Mercury khá tốt và mạnh, bao gồm nhiều chức năng điển hình của một công cụ kiểm thử tự động. QTP là công cụ dùng để kiểm tra chức năng (functional test) và cho phép thực hiện kiểm tra hồi qui (regression test) một cách tự động. Đây cũng là công cụ áp dụng phƣơng pháp Keyword-Driven, một kỹ thuật tạo kịch bản kiểm thử (lập trình trong kiểm thử tự động) hiện đại, cho phép kiểm thử viên bổ sung Test Case bằng cách tạo file mô tả cho nó mà không cần phải chỉnh sửa hay bổ sung bất cứ kịch bản nào. Nó cũng phù hợp trong tình huống chuyển giao công việc mà ngƣời mới tiếp nhận chƣa có thời gian hoặc không hiểu kịch bản vẫn có thể thực hiện đƣợc. QTP giúp chúng ta kiểm thử phần mềm theo hƣớng chức năng trên rất nhiều loại chƣơng trình phần mềm khác nhau. Tuy nhiên Mercury chỉ hỗ trợ sẵn một số loại 19 chƣơng trình thông dụng nhƣ: Ứng dụng Windows; Ứng dụng web theo chuẩn HTML, XML; Ngôn ngữ lập trình C#, VB NET. Một số loại chƣơng trình khác yêu cầu cài đặt thêm thành phần bổ sung của QTP thì mới thực hiện kiểm tra đƣợc, nhƣ: .NET Framework 1.1, 2.0, 3.5; Các đối tƣợng chuẩn của .NET và các đối tƣợng khác thừa kế từ các đối tƣợng chuẩn; Java; Sun JDK; và IBM JDK. QTP sử dụng ngôn ngữ VBScript để viết kịch bản kiểm thử. Ưu điểm: - Dễ sử dụng, bảo trì, tạo kịch bản kiểm thử nhanh. Cung cấp dữ liệu kiểm thử rõ ràng và dễ hiểu. - Kiểm thử phiên bản mới của ứng dụng với rất ít sự thay đổi. Ví dụ khi ứng dụng thay đổi nút tên “Login” thành “Đăng nhập”, thì chỉ cần cập nhật lại Object Repository (OR – đƣợc giải thích ở phần sau) để QTP nhận ra sự thay đổi đó mà không cần thay đổi bất cứ kịch bản kiểm thử nào. - Hỗ trợ làm việc theo nhóm thông qua việc chia sẻ thƣ viện, thống nhất quản lý Object Repository. - Thực tế cho thấy, QTP thực hiện kiểm thử tự động trên nhiều trình duyệt cùng lúc tốt hơn những công cụ khác. - Với chức năng Recovery Scenarios, QTP cho phép xử lý những sự kiện hoặc lỗi không thể đoán trƣớc có thể làm kịch bản bị dừng trong khi đang chạy. - QTP có khả năng hiểu kịch bản kiểm thử của Mercury Winrunner (một công cụ kiểm tra khác của Mercury). Nhược điểm: - Chƣa hỗ trợ tốt trên nhiều nền tảng công nghệ khác nhau. - Giá thành khá cao: cho một máy 9.000 USD; cho nhiều máy dùng cùng lúc 12.000 USD.  JMeter