애플리케이션 테스트

김상우·2022년 4월 10일
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테스트

애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차

  • 기본 원리
기본 원리설명
완벽한 테스트 불가능소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없음
파레토 법칙 (Pareto Paradox)20%에 해당하는 코드에서 전체 결함의 80%가 발견된다는 법칙
살충제 패러독스 (Pesticide Paradox)동일한 테스트 케이스로 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상
테스팅은 정황 (Context) 의존정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 함
오류-부재의 궤변 (Absense of Errors Fallacy)결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없는 것
테스트와 위험은 반비례테스트를 많이 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있음
테스트의 점진적 확대테스트는 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하며 진행해야 함
테스트의 별도 팀 수행테스트는 개발자와 관계 없는 별도의 팀에서 수행해야 함

테스트의 분류

  • 프로그램 실행 여부에 따른 테스트
    • 정적 테스트
      • 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스코드를 대상으로 분석하는 테스트
      • 소스 코드에 대한 코딩 표준, 스타일, 복잡도, 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용
      • 종류 : 워크스루(Walkthrough, 검토 회의), 인스펙션(Inspection), 코드 검사 등
    • 동적 테스트
      • 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트
      • 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행
      • 종류 : 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트
  • 테스트 기반에 따른 테스트
    • 명세 기반 테스트
      • 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트
      • 종류 : 동등 분할, 경계 값 분석 등
    • 구조 기반 테스트
      • 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트
      • 종류 : 구문 기반, 결정 기반, 조건 기반 등
    • 경험 기반 테스트
      • 유사 소프트웨어나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로 수행하는 테스트
      • 사용자의 요구사항에 대한 명세가 불충분하거나 테스트 시간에 제약이 있는 경우 수행하면 효과적
      • 종류 : 에러 추정, 체크 리스트, 탐색적 테스팅
  • 시각에 따른 테스트
    • 검증(Verification) 테스트
      • 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트
      • 제품이 명세서대로 완성되었는지 테스트
    • 확인(Validation) 테스트
      • 사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트
      • 사용자가 요구한대로 제품이 완성됐는지, 제품이 정상적으로 동작하는지 테스트
  • 목적에 따른 테스트
    • 회복(Recovery) 테스트
      • 시스템에 여러가지 결함을 주어 실패를 유도 후 올바르게 복구되는지 확인하는 테스트
    • 안전(Security) 테스트
      • 시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로부터 시스템을 보보할 수 있는지 확인하는 테스트
    • 강도(Stress) 테스트
      • 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시 소프트웨어가 정상적으로 실행되는지 확인하는 테스트
    • 성능(Performance) 테스트
      • 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트, 소프트웨어 응답 시간 및 처리량 등을 테스트
    • 회귀(Regression) 테스트
      • 소프트웨어의 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없음을 확인하는 테스트
    • 병행(Parallel) 테스트
      • 변경된 소프트웨어와 기존 소프트웨어에 동일한 데이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트

화이트박스 테스트

원시 코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 솔계 하는 방법

  • 종류
    • 기초 경로 검사(Base Path Testing)
      • 테스트 케이스 설계자가 절차적 설계의 논리적 복잡성을 측정할 수 있게 해주는 테스트 기법
      • 대표적인 화이트박스 테스트 기법
    • 제어 구조 검사(Control Structure Testing)
      • 조건 검사(Condition Testing) : 프로그램 모듈 내에 있는 논리적 조건을 테스트하는 기법
      • 루프 검사(Loop Testing) : 프로그램의 반복(Loop) 구조에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 기법
      • 데이터 흐름 검사(Data Flow Testing) : 프로그램에서 변수의 정의와 변수 사용의 위치에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 기법
  • 검증 기준
    • 문장 검증(Statement Coverage)
      • 소스 코드의 모든 구문이 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계
    • 분기 검증(Branch Coverage)
      • 소스 코드의 모든 조건문에 대해 조건식의 결과가 True인 경우 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계
      • 결정 검증(Decision Coverage)라고도 함
    • 조건 검증(Condition Coverage)
      • 소스 코드의 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True인 경우 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계
    • 분기/조건 검증(Branch/Condition Coverage)
      • 두 가지 기준을 모두 만족하는 설계로 조건문이 True인 경우와 False인 경우에 따라 조건 검증에 기준의 입력 데이터를 구분하는 테스트 케이스 설계

블랙박스 테스트

각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트

  • 종류
    • 동치 분할 검사(Equivalence Partitioning Testing, 동치 클래스 분해)
      • 프로그램의 입력 조건에 따라 타당한 입력 자료와 타당하지 않은 입력 자료의 개수를 균등히 하여 테스트 케이스를 정하고, 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법
      • 동등 분할 기법이라고도 함
    • 경계값 분석(Boundary Value Analysis)
      • 입력 조건의 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높다는 점을 이용해 입력 조건의 경계값을 테스트 케이스로 선정 후 검사하는 기법
    • 원인-효과 그래프 검사(Cause-Effect Graphing Testing)
      • 입력 데이터 간의 관계와 출력에 영향을 미치는 상황을 체계적으로 분석 후 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법
    • 오류 예측 검사(Error Guessing)
      • 과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트 하는 기법
    • 비교 검사(Comparison Testing)
      • 여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공해 동일한 결과가 출력되는지 테스트 하는 기법

개발 단계에 따른 테스트

  • 단위 테스트(Unit Test)

    • 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트
    • 인터페이스, 외부적 I/O, 자료 구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사
    • 사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선으로 수행
    • 구조 기반과 명세 기반 테스트로 나뉘지만 주로 구조 기반 테스트를 시행

  • 통합 테스트(Integration Test)

    • 단위 테스트가 완료된 모듈들을 결함하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트
    • 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류 검사

  • 시스템 테스트(System Test)

    • 개발된 소프트웨어가 완벽하게 수행하는가를 점검하는 테스트
    • 기능적, 비기능적 요구사항으로 구분하여 각각을 만족하는지 테스트

  • 인수 테스트(Acceptance Test)

    • 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법

    • 종류

      테스트 종류설명
      사용자 인수 테스트사용자가 시스템 사용의 적절성 여부 확인
      운영상의 인수 테스트시스템 관리자가 인수 시 수행하는 테스트 기법
      백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리, 정기 점검 등을 확인
      계약 인수 테스트계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부 확인
      규정 인수 테스트소프트웨어가 정부 지침, 법규, 규정 등에 맞게 개발 되었는지 확인
      알파 테스트개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법
      통제된 환경에서 진행되며, 오류와 사용상의 문제점을 사용자와 개발자가 함께 확인하며 기록
      베타 테스트최종 사용자가 여러명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법
      실업무를 가지고 사용자가 직접 테스트

통합 테스트

단위 테스트가 끝난 모듈을 통합하는 과정에서 발생하는 오류 및 결함을 찾는 테스트 기법

  • 종류
    • 비점진적 통합 방식
      • 단계적으로 통합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 있는 프로그램 전체를 테스트하는 방법
      • 종류 : 빅뱅 통합 테스트 방식
    • 점진적 통합 방식
      • 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법
      • 종류 : 하향식/상향식 통합 테스트, 혼합식 통합 테스트
  • 하향식 통합 테스트(Top Down Integration Test)
    • 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하며 테스트하는 기법
    • 절차
    1. 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용, 주요 제어 모듈의 종속 모듈은 스텁(Stub)으로 대체
    2. 깊이 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체
    3. 모듈이 통합될 때마다 테스트 실시
    4. 새로윤 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트 실시
  • 상향식 통합 테스트(Bottom Up Integration Test)
    • 하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하며 테스트하는 기법
    • 절차
    1. 하위 모듈들을 클러스터(Cluster)로 결합
    2. 상위 모듈에서 데이터의 입출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성
    3. 통합된 클러스터 단위로 테스트
    4. 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램의 구조로 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체
  • 혼합식 통합 테스트
    • 하위 수준에서는 상향식, 상위 수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식
  • 회귀 테스팅(Regression Testing)
    • 통합 테스트로 인해 변경된 모듈이나 컴포넌트에 새로운 오류가 있는지 확인하는 테스트

테스트 케이스

  • 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서
  • 테스트 케이스의 구성 요소
ISO/IEC/IEEE 29119-3 표준테스트 케이스의 구성 요소
식별자(Identifier)항목 식별자, 일련번호
테스트 항목(Test Item)테스트 대상(모듈 또는 기능)
입력 명세(Input Specification)입력 데이터 또는 테스트 조건
출력 명세(Output Specification)테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과
환경 설정(Environment Needs)필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경
특수 절차 요구(Special Procedure Requirement)테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차
의존성 기술(Inter-case Dependencies)테스트 케이스 간의 의존성

테스트 시나리오

  • 테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러개의 테스트 케이스를 묶은 집합
  • 테스트 케이스를 적용하는 구체적인 절차 명세
  • 순서에 대한 구체적인 절차, 사전 조건, 입력 데이터 등이 설정

테스트 오라클

  • 테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동
  • 특징
    • 제한된 검증
      • 테스트 오라클을 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없음
    • 수학적 기법
      • 테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이용하여 구할 수 있음
    • 자동화 가능
      • 테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화 가능
  • 종류
종류설명
참(True) 오라클모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공
발생된 모든 오류 검출 가능
샘플링(Sampling) 오라클특정한 테스트 케이스의 입력 값들에 대해서만 기대하는 결과를 제공하며, 전수 테스트가 불가능한 경우 사용
추정(Heuristic) 오라클특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력 값들에 대해서는 추적으로 처리
일관성 검사(Consistent) 오라클애플리케이션 변경 발생 시, 테스트 케이스의 수행 전후의 결과 값이 동일한지를 확인

테스트 자동화 도구

  • 정적 분석 도구(Static Analysis Tools)

    • 프로그램을 실행하지 않고 분석하는 도구

  • 테스트 실행 도구(Test Execution Tools)

    • 스크립트 언어를 사용하여 테스트를 실행하는 도구
    • 접근 방식
      • 데이터 주도 접근 방식
      • 키워드 주도 접근 방식

  • 성능 테스트 도구(Performance Test Tools)

    • 가상의 사용자를 만들어 테스트를 수행함으로써 성능의 목표 달성 여부를 확인하는 도구

  • 테스트 통제 도구(Test Control Tools)

    • 테스트 계획 및 관리, 테스트 수행, 결함 관리 등을 수행하는 도구
    • 종류 : 형상 관리 도구, 결함 추적/관리 도구 등

  • 테스트 하네스 도구(Test Harness Tools)

    • 테스트가 실행될 환경을 시뮬레이션하여 컴포넌트 및 모듈이 정상적으로 테스트되도록 하는 도구
    • 구성 요소
    구성 요소설명
    테스트 드라이버(Test Driver)테스트 대상의 하위 모듈을 호출, 파라미터 전달, 모듈 테스트 수행 후 결과를 도출
    테스트 스텁(Test Stub)일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 테스트용 모듈
    테스트 슈트(Test Suites)테스트 대상 컴포넌트나 모듈, 시스템에 사용되는 테스트 케이스의 집합
    테스트 케이스(Test Case)사용자의 요구사항을 정확이 준수 했는지 확인하기 위해 만들어진 테스트 항목의 명세서
    테스트 스크립트(Test Script)자동화된 테스트 실행 절차에 대한 명세서
    목 오프젝트(Mock Object)사전에 사용자의 행위를 조건부로 입력해 두면, 그 상황에 맞는 예정된 행위를 수행하는 객체

  • 단계별 테스트 자동화 도구

  1. 계획
    • 요구사항 관리
  2. 분석/설계
    • 테스트 케이스 생성
  3. 수행
    • 테스트 자동화
    • 정적 분석
    • 동적 분석
    • 성능 테스트
    • 모니터링
  4. 관리
    • 커버리지 분석
    • 형상 관리
    • 결함 추적/관리

결함 관리

  • 결함(Fault)
    소프트웨어가 개발저가 설계한 것과 다르게 동작하거나 다른 결과가 발생되는 것
  • 관리 프로세스
    결함관리 계획->결함 기록->결함 검토->결함 수정->결함 재확인->결함 상태 추적 및 모니터링 활동->최종 결함 분석 및 보고서 작성
  • 결함 추적 순서
    결함 등록(Open)->결함 검토(Reviewed)->결함 할당(Assigned)->결함 수정(Resolved)->결함 조치 보류(Deffered)->결함 종료(Closed)->결함 해제(Clarified)
  • 결함 분류
결함설명
시스템 결함애플리케이션 환경이나 데이터베이스 처리에서 발생된 결함
기능 결함애플리케이션의 기획, 설계, 업무 시나리오 등의 단계에서 유입된 결함
GUI 결함사용자 화면 설계에서 발생된 결함
문서 결함기획자, 사영자, 개발자 간의 의사소통 및 기록이 원활하지 않아 발생된 결함
  • 결함 심각도
    • 애플리케이션에 발생한 결함이 전체 시스템에 미치는 치명도를 나타내는 척도
  • 결함 우선순위
    • 결정적(Critical), 높음(High), 보통(Medium), 낮음(Low), 즉시 해결, 주의 요망, 대기, 개선 권고 등
  • 결함 관리 도구
    • Mantis
      • 결함 및 이슈 관리 도구, 소프트웨어 설계 시 단위별 작업 내용을 기록할 수 있어 결함 추적도 가능
    • Trac
      • 결함 추적은 물론 결함을 통합하여 관리할 수 있는 도구
    • Redmine
      • 프로젝트 관리 및 결함 추적이 가능한 도구
    • Bugzilla
      • 결함을 지속적으로 관리 가능한 도구
      • 결함의 심각도 및 우선순위 지정 가능

성능 개선

  • 클린코드 작성 원칙
    • 가독성
    • 단순성
    • 의존성 배제
    • 중복성 최소화
    • 추상화
  • 품질 분석 도구 종류
도구설명
pmd미사용 변수 등 결함을 유발할 수 있는 코드 검사
cppcheckC,C++코드에 대한 메모리 누수, 오버플로우 등 분석
SonarQube소스 분석 통합 플랫폼
checkstyleJava 코드에 대해 소스 코드 표준을 따르는지 검사
ccm다양한 언어의 코드 복잡도 분석
coberturaJava의 소스 코드 복잡도 분석 및 테스트 커버리지 측정
AvalancheValgrind 프레임워크 및 STP 기반으로 구현되었으며, 프로그램에 대한 결함 및 취약점 등 분석
Valgrind프로그램 내에 존재하는 메모리 및 쓰레드 결함 등 분석
  • 정적 분석 도구

    pmd, cppcheck, SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등

  • 동적 분석 도구

    Avalanche, Valgrind 등

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김상우
아침엔 운동하고 밤엔 잠을 잔다.
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