В сегодняшнем мире сложно представить жизнь любого человека без электронно-вычислительных машин и компьютерных технологий. Первоначальным толчком для развития программирования стала потребность в автоматизации вычислительных процессов.
Отладка программного средства — это деятельность, имеющая свои конечные цели в обнаружении и исправлении ошибок данного программного средства благодаря использованию непосредственно процессов выполнения его программ.
Важным этапом процесса отладки является тестирование программы, т.е. испытание ее путем введения теста – определенного набора исходных данных, для которого результат работы отдельных блоков или программы в целом известен заранее.
Часто в рамках разработки информационной модели накладываются ограничения на исходные данные. В этом случае программа должна реагировать на ввод неверных значений: останавливать работу или запрашивать повторный ввод. Как правило, в программе предусматривается защита от ввода неверных данных или от других непредусмотренных действий пользователя. Тогда в процессе тестирования проверяется качество такой защиты.
DEBUG ЧТО ЭТО И КАК ДЕБАЖИТЬ НА РЕАЛЬНЫХ ПРИМЕРАХ в JAVA | АВТОМАТИЗАЦИЯ НА ПАЛЬЦАХ
Тестирование программных средств – деятельность по выполнению программ ПС при помощи некоторого комплекса данных, причем для этих данных результат применения заранее известен либо же известны правила как могут повести себя данные программы.
Таким образом, отладка является многократным повторением нескольких процессов – тестирования, поиска места нахождения ошибки и само редактирование программ или документации для целей устранить ошибку. Иными словами, можно сказать, что:
Отладка = Тестирование + Поиск ошибок + Редактирование
Основная цель выделения отладки и тестирования как отдельных этапов создания программы заключается в том, чтобы обратить внимание обязательности обеих стадий и на необходимость специального планирования временных затрат по каждой из них в отдельности.
Цель данной работы – изучить основные подходы и ограничения в отладке и тестировании программ.
C учетом поставленной цели будут решены следующие задачи:
— рассмотрено понятие и принципы тестирования;
— проанализирована стратегия и методы тестирования;
— проведен анализ принципов и видов отладки программного обеспечения, в т.ч. заповедей отладки.
Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и библиографии.
Глава 1. Тестирование программ
1.1 Определение и принципы тестирования
Тестированием программного средства (ПС) является процесс, при котором программы выполняют при помощи некоторого комплекса данных; для него заранее известен результат применения либо же известны правила как могут повести себя эти программы. Комплекс данных называют тестовым (или просто тест)
Тестирование программ – это составляющая более крупного определения – отладка программ.
Тестирование программ является одной из составных частей более общего понятия — «отладка программ» [1] . Под отладкой понимается процесс, позволяющий получить программу, функционирующую с требующимися характеристиками в заданной области изменения входных данных.
Отладка в 1С 8.3 на примерах
Процесс отладки включает:
— действия, которые направлены на цели выявить ошибки (т.е непосредственно тестирование);
— диагностику и локализацию ошибок (т.е определение характера ошибок и их местонахождение);
— внесение исправлений в программу для целей устранить выявленные ошибки ошибок.
Из вышеперечисленных видов работ самый трудозатратный и достаточно дорогой — тестирование, затраты на него могут приближаться к 45 % общих затрат на разработку программных средств.
Невозможно утверждать что в программе на 100% не будут присутствовать ошибки. Самое оптимальное – можно попробовать продемонстрировать наличие существующих ошибок. В случае когда программа правильно работает для большого набора тестов, то и значит что оснований гарантировать что ошибок здесь не будет, нет. В случае, если предполагать что комплекс конкретных тестов наделен возможностью максимально вероятно найти всевозможные ошибки, можно утверждать о каком-то некотором уже уровне надежности в том, что программа работает правильно.
Обозначим следующее высказывание: если ваша цель — показать отсутствие ошибок, вы их найдете не слишком много. Если же ваша цель — показать наличие ошибок, вы найдете значительную их часть.
Рассмотрим особенности тестирования программного средства [2] :
— отсутствие эталона (программы), которому должна соответствовать тестируемая программа;
— высокая сложность программ и принципиальная невозможность исчерпывающего тестирования;
— практическая невозможность создать общую единую методику процесса тестирования (т.е. формализация процесса тестирования) в силу существующего огромного разнообразия программных изделий по их сложности, функциональному назначению, области использования и т.д.
Тестированием является процесс многократного выполнения программы для целей нахождения ошибок. Целью тестирования является обнаружить по максимуму ошибки. Поэтому если тестирование произошло и ошибки не выявлены, оно признается неудачным (неэффективным).
Существуют несколько практических правил проведения тестирования программ, объединяющих опыт тестировщиков.
1. Процесс тестирования станет более эффективным, когда его проводит не автор данной программы. В основе своей тестирование – это деятельность разрушительная, деструктивная. Отсюда становится очевидным причины почему большинство людей признают его достаточно трудным.
Максимально трудным и сложным, а также совсем не эффективным он будет для автора данной программы, потому что после процесса выполнения конструктивной части при проектировании и написания программы, автору уже будет нелегко переключиться на другой образ мышления, уже деструктивный, чтобы как только создав программу, сразу же начать к детальному поиску в ней ошибок. В силу этого для процессов тестирования призывают специально созданные группы. Конечно, нельзя утверждать, что программист не сможет сам протестировать свой продукт. Здесь речь ведется только о лишь повышении эффективности процесса тестирования.
2. Необходимой частью тестового набора данных должно быть описание предполагаемых значений результатов тестовых прогонов. Тестирование как процесс многократного выполнения программы проводится на многочисленных входных наборах данных. Чтобы определить правильность полученных в результате очередного тестового прогона данных, необходимо знать ожидаемый результат.
Таким образом, тестовый набор данных должен включать в себя два компонента: описание входных данных, описание точного и корректного результата, соответствующего набору входных данных. Этот принцип сложно, а в некоторых случаях и невозможно реализовать на практике. Сложность его заключается в том, что при тестировании программы (модуля) необходимо для каждого входного набора данных рассчитать вручную ожидаемый результат или найти допустимый интервал изменения выходных данных. Процесс этот трудоемкий даже для небольших программ, так как он требует ручных расчетов, следуя логике алгоритма программы. Из рассмотренного принципа, который трудно реализуем, но которого следует придерживаться логически, вытекает следующий.
3. Необходимо изучить результаты каждого теста. Из практики следует, что значительная часть обнаруженных ошибок могла быть выявлена в результате первых тестовых прогонов, но они были пропущены вследствие недостаточно тщательного анализа их результатов.
4. Тесты для неправильных и непредусмотренных входных данных должны разрабатываться также тщательно, как для правильных и предусмотренных. Согласно этому принципу при обработке данных, выходящих за область допустимых значений, в тестируемой программе должна быть предусмотрена диагностика в виде сообщений. Если сообщение о причине невозможности обработки по предложенному алгоритму отсутствует, и программа завершается аварийно или ведет себя непредсказуемо, то такая программа не может считаться работоспособной и требует существенной доработки. Тестовые наборы данных из области недопустимых входных значений обладают большей обнаруживающей способностью, чем тесты, соответствующие корректным входным данным.
5. Необходимо проверять не только, делает ли программа то, для чего она предназначена, но и не делает ли она того, чего не должна делать. Это утверждение логически вытекает из предыдущего. Необходимо любую программу проверить на нежелательные побочные эффекты.
6. Следует тщательнее проверять те участки программ, где обнаруживается больше ошибок. Утверждается, что вероятность наличия необнаруженных ошибок в какой-либо части программы пропорциональна числу ошибок, уже обнаруженных в этой части. Возможно, что те части программы, где при тестировании обнаружено большее число ошибок, либо были слабо проработаны с точки зрения системного анализа, либо разрабатывались программистами более низкой квалификации.
1.2 Стратегия проектирования тестов
Рассмотрим два самых противоположных подхода к проектированию тестов.
Сторонник первого подхода ориентируется только на стратегию тестирования, называемую стратегией «черного ящика», тестированием с управлением по данным или тестированием с управлением по входу-выходу. При использовании этой стратегии программа рассматривается как черный ящик.
Тестовые данные используются только в соответствии со спецификацией программы (т. е. без учета знаний о ее внутренней структуре). Недостижимый идеал сторонника первого подхода — проверить все возможные комбинации и значения на входе. Обычно их слишком много даже для простейших алгоритмов. Так, для программы расчета среднего арифметического четырех чисел надо готовить 10 7 тестовых данных.
Рис. 1. Взаимосвязь процессов проектирования и тестирования
При первом подходе обнаружение всех ошибок в программе является критерием исчерпывающего входного тестирования. Последнее может быть достигнуто, если в качестве тестовых наборов использовать все возможные наборы входных данных.
Следовательно, приходим к выводу, что для исчерпывающего тестирования программы требуется бесконечное число тестов, а значит, построение исчерпывающего входного теста невозможно. Это подтверждается двумя аргументами: во-первых, нельзя создать тест, гарантирующий отсутствие ошибок; во-вторых, разработка таких тестов противоречит экономическим требованиям. Поскольку исчерпывающее тестирование исключается, нашей целью должна стать максимизация результативности капиталовложений в тестирование (максимизация числа ошибок, обнаруживаемых одним тестом). Для этого необходимо рассматривать внутреннюю структуру программы и делать некоторые разумные, но, конечно, не обладающие полной гарантией достоверности предположения.
Сторонник второго подхода использует стратегию «белого ящика», или стратегию тестирования, управляемую логикой программы, которая позволяет исследовать внутреннюю структуру программы. В этом случае тестировщик получает тестовые данные путем анализа только логики программы; стремится, чтобы каждая команда была выполнена хотя бы один раз.
При достаточной квалификации добивается, чтобы каждая команда условного перехода выполнялась бы в каждом направлении хотя бы один раз. Цикл должен выполняться один раз, ни разу, максимальное число раз. Цель тестирования всех путей извне также недостижима. В программе из двух последовательных циклов внутри каждого из них включено ветвление на десять путей, имеется 10 18 путей расчета. Причем выполнение всех путей расчета не гарантирует выполнения всех спецификаций. Для справки: возраст Вселенной 10 17 с.
Сравним способ построения тестов при данной стратегии с исчерпывающим входным тестированием стратегии «черного ящика». Неверно предположение, что достаточно построить такой набор тестов, в котором каждый оператор исполняется хотя бы один раз. Исчерпывающему входному тестированию может быть поставлено в соответствие исчерпывающее тестирование маршрутов. Подразумевается, что программа проверена полностью, если с помощью тестов удается осуществить выполнение этой программы по всем возможным маршрутам ее потока (графа) передач управления.
Последнее утверждение имеет два слабых пункта: во-первых, число не повторяющих друг друга маршрутов — астрономическое; во-вторых, даже если каждый маршрут может быть проверен, сама программа может содержать ошибки (например, некоторые маршруты пропущены).
Свойство пути выполняться правильно для одних данных и неправильно для других — называемое чувствительностью к данным, наиболее часто проявляется за счет численных погрешностей и погрешностей усечения методов. Тестирование каждого из всех маршрутов одним тестом не гарантирует выявление чувствительности к данным.
В результате всех изложенных выше замечаний отметим, что ни исчерпывающее входное тестирование, ни исчерпывающее тестирование маршрутов не могут стать полезными стратегиями, потому что оба они нереализуемы. Поэтому реальным путем, который позволит создать хорошую, но, конечно, не абсолютную стратегию, является сочетание тестирования программы несколькими методами.
1.3 Сравнение методов тестирования
Рассмотрим с позиций надежности программного обеспечении стратегии тестирования и сравним их по семи критериям (табл.1 ).
Качественная оценка подхода к сборке
Источник: www.evkova.org
Отладка программ
процесс поиска и исправления ошибок в программах на ЭВМ.
Поделиться
- Telegram
- Вконтакте
- Одноклассники
Научные статьи на тему «Отладка программ»
Отладка и тестирование программы
Определение 1 Отладка программы – это процесс поиска и устранения ошибок в программе, который.
Термин debugging (с англ – отладка) дословно обозначает «вылавливание жучков».
Отладка программы В современных системах программирования (например, Turbo C, Turbo Pascal, Turbo Basic.
При выполнении отладки программы нужно придерживаться следующих правил: на начальном этапе проведения.
Тест и тестирование Если программа прошла отладку и явные ошибки не выявляются, пригодность программы
Автор Дмитрий Михайлович Беляев
Источник Справочник
Категория Информатика
Статья от экспертов
Методы отладки параллельных программ
Рассматриваются проблемы повышения качества параллельных программ, а также особенности, затрудняющие их отладку. Выполнен обзор четырех методов такой отладки: традиционная отладка, отладка на основе событий, динамический анализ и статический анализ. Приведена классификация ошибок специфических для параллельного программирования.
Автор(ы) Колосов А.П.
Источник Известия Тульского государственного университета. Технические науки
Научный журнал
Тестирование и отладка ПО
Сущность отладки ПО и ее этапы Тестирование программных продуктов является процессом исполнения программ.
Замечание 1 Отладкой называется процесс, который позволяет сформировать программу, работающую с необходимыми.
Процедура отладки программ состоит из следующих этапов: Осуществление тестирования, то есть операций.
Отладка программного обеспечения Успешность процесса отладки программного продукта в значительной степени.
При выполнении отладки программы обнаруживаются и ликвидируются, главным образом, тот набор ошибок, который
Автор Сергей Андреевич Дремук
Источник Справочник
Категория Информатика
Статья от экспертов
Оптимальная система отладки сложных комплексов программ
Рассматриваются методы разбиения структуры комплекса программ на части, их автономной отладки, последовательного объединения отлаженных частей и их последующей связанной отладки.
Источник: spravochnick.ru
Отладка программного обеспечения
Отладка программы — один их самых сложных этапов разработки программного обеспечения.
9.1. Классификация ошибок
Отладка — это процесс локализации и исправления ошибок, обнаруженных при тестировании программного обеспечения. Локализацией называют процесс определения оператора программы, выполнение которого вызвало нарушение нормального вычислительного процесса. Для исправления ошибки необходимо определить ее причину, т. е. определить оператор или фрагмент, содержащие ошибку. Причины ошибок могут быть как очевидны, так и очень глубоко скрыты.
В соответствии с этапом обработки, на котором проявляются ошибки, различают (рис. 9.1):
синтаксические ошибки — ошибки, фиксируемые компилятором (транслятором, интерпретатором) при выполнении синтаксического и частично семантического анализа программы;
ошибки компоновки — ошибки, обнаруженные компоновщиком (редактором связей) при объединении модулей программы;
ошибки выполнения — ошибки, обнаруженные операционной системой, аппаратными средствами или пользователем при выполнении программы.
Рис. 9.1. Классификация ошибок по этапу обработки программы
Синтаксические ошибки относят к группе самых простых, так как синтаксис языка, как правило, строго формализован, и ошибки сопровождаются развернутым комментарием с указанием ее местоположения. Определение причин таких ошибок, как правило, труда не составляет, и даже при нечетком знании правил языка за несколько прогонов удается удалить все ошибки данного типа.
Следует иметь в виду, что чем лучше формализованы правила синтаксиса языка, тем больше ошибок из общего количества может обнаружить компилятор и, соответственно, меньше ошибок будет обнаруживаться на следующих этапах. В связи с этим говорят о языках программирования с защищенным синтаксисом и с незащищенным синтаксисом. К первым, безусловно, можно отнести Pascal, ко вторым — С со всеми его модификациями.
Ошибки компоновки, как следует из названия, связаны с проблемами, обнаруженными при разрешении внешних ссылок. Например, предусмотрено обращение к подпрограмме другого модуля, а при объединении модулей данная подпрограмма не найдена или не стыкуются списки параметров. В большинстве случаев ошибки такого рода также удается быстро локализовать и устранить.
К самой непредсказуемой группе относятся ошибки выполнения. Прежде всего они могут иметь разную природу, и соответственно по-разному проявляться. Часть ошибок обнаруживается и документируется операционной системой. Выделяют четыре способа проявления таких ошибок:
• появление сообщения об ошибке, зафиксированной схемами контроля выполнения машинных команд,
• появление сообщения об ошибке, обнаруженной операционной системой,
• несовпадение полученных результатов с ожидаемыми.
Причины ошибок выполнения очень разнообразны, а потому и локализация может оказаться крайне сложной. Все возможные причины ошибок можно разделить на следующие группы:
• неверное определение исходных данных,
• накопление погрешностей результатов вычислений.
Неверное определение исходных данных происходит, если возникают любые ошибки при выполнении операций ввода-вывода.
Логические ошибки имеют разную природу. Так они могут следовать из ошибок, допущенных при проектировании, например, при выборе методов, разработке алгоритмов или определении структуры классов, а могут быть непосредственно внесены при кодировании модуля. К последней группе относят:
• ошибки некорректного использования переменных,
• ошибки межмодульного интерфейса,
• другие ошибки кодирования.
Накопление погрешностей результатов числовых вычислений возникает, например, при некорректном отбрасывании дробных цифр чисел, некорректном использовании приближенных методов вычислений, игнорировании ограничения разрядной сетки представления вещественных чисел в ЭВМ и т. п.
9.2. Методы отладки программного обеспечения
Большинство ошибок можно обнаружить по косвенным признакам посредством тщательного анализа текстов программ и результатов тестирования без получения дополнительной информации. При этом используют различные методы:
Метод ручного тестирования.
Это — самый простой и естественный способ данной группы. При обнаружении ошибки необходимо выполнить тестируемую программу вручную, используя тестовый набор, при работе с которым была обнаружена ошибка.
Метод очень эффективен, но не применим для больших программ, программ со сложными вычислениями и в тех случаях, когда ошибка связана с неверным представлением программиста о выполнении некоторых операций. Данный метод часто используют как составную часть других методов отладки.
Метод основан на тщательном анализе симптомов ошибки, которые могут проявляться как неверные результаты вычислений или как сообщение об ошибке. Если компьютер просто «зависает», то фрагмент проявления ошибки вычисляют, исходя из последних полученных результатов и действий пользователя. Полученную таким образом информацию организуют и тщательно изучают, просматривая соответствующий фрагмент программы. В результате этих действий выдвигают гипотезы об ошибках, каждую из которых проверяют. Если гипотеза верна, то детализируют информацию об ошибке, иначе — выдвигают другую гипотезу.
Самый ответственный этап — выявление симптомов ошибки. Организуя данные об ошибке, целесообразно записать все, что известно о ее проявлениях, причем фиксируют, как ситуации, в которых фрагмент с ошибкой выполняется нормально, так и ситуации, в которых ошибка проявляется. Если в результате изучения данных никаких гипотез не появляется, то необходима дополнительная информация об ошибке. Дополнительную информацию можно получить, например, в результате выполнения схожих тестов.
В процессе доказательства пытаются выяснить, все ли проявления ошибки объясняет данная гипотеза, если не все, то либо гипотеза не верна, либо ошибок несколько.
По методу дедукции вначале формируют множество причин, которые могли бы вызвать данное проявление ошибки. Затем, анализируя причины, исключают, те, которые противоречат имеющимся данным. Если все причины исключены, то следует выполнить дополнительное тестирование исследуемого фрагмента. В противном случае наиболее вероятную гипотезу пытаются доказать. Если гипотеза объясняет полученные признаки ошибки, то ошибка найдена, иначе — проверяют следующую причину.
Метод обратного прослеживания.
Для небольших программ эффективно применение метода обратного прослеживания. Начинают с точки вывода неправильного результата. Для этой точки строится гипотеза о значениях основных переменных, которые могли бы привести к получению имеющегося результата. Далее, исходя из этой гипотезы, делают предположения о значениях переменных в предыдущей точке. Процесс продолжают пока не обнаружат причину ошибки.
9.3. Методы и средства получения дополнительной информации
Для получения дополнительной информации об ошибке можно выполнить добавочные тесты или использовать специальные методы и средства
• интегрированные средства отладки,
Метод требует включения в программу дополнительного отладочного вывода в узловых точках. Узловыми считают точки алгоритма, в которых основные переменные программы меняют свои значения. При этом предполагается, что, выполнив анализ выведенных значений, программист уточнит момент, когда были получены неправильные значения, и сможет сделать вывод о причине ошибки.