1. 애플리케이션 테스트
애플리케이션 테스트
•
애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차
•
개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation)하고, 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verification) 한다.
애플리케이션 테스트의 기본 원리
•
완벽한 테스트 불가능
◦
소프트웨어의 잠재적인 결함은 줄일 수 있지만, 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없다.
•
파레토 법칙 (Pareto Principle)
◦
애플리케이션의 20%에 해당하는 코드에서 전체 결함의 80%가 발견된다는 법칙
•
살충제 패러독스 (Pesticide Paradox)
◦
동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상
•
테스팅은 정황(Context) 의존
◦
소프트웨어의 특징, 테스트 환경, 테스터의 역량 등 정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 함
•
오류-부재의 궤변 (Absence of Errors Fallacy)
◦
소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면, 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없다.
•
테스트와 위험은 반비례
◦
테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있다.
•
테스트의 점진적 확대
◦
테스트는 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하며 진행해야 한다.
•
테스트의 별도 팀 수행
◦
테스트는 개발자와 관계없는 별도의 팀에서 수행해야 한다.
2. 애플리케이션 테스트의 분류
프로그램 실행 여부에 따른 테스트
•
정적 테스트
◦
프로그램을 실행하지 않고, 명세서나 소스코드를 대상으로 분석하는 테스트
◦
소스코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도, 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용
◦
종류 : 워크스루, 인스펙션, 코드 검사 등
•
동적 테스트
◦
프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트
◦
소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행함
◦
종류 : 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트
테스트 기반(Test Bases)에 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 효과적이다.
◦
종류 : 에러 추정, 체크리스트, 탐색적 테스팅
시각에 따른 테스트
•
검증(Verification) 테스트
◦
개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트 하는 것
◦
제품이 명세서대로 완성 됐는지를 테스트 함
•
확인(Validation) 테스트
◦
사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트 하는 것
◦
사용자가 요구한대로 제품이 완성 됐는지, 제품이 정상적으로 동작하는지를 테스트 함
목적에 따른 테스트
3. 테스트 기법에 따른 애플리케이션 테스트
화이트박스 테스트 (White Box Test)
•
모듈의 원시 코드를 오픈시킨 상태에서 원시 코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 설계하는 방법
•
모듈 안의 작동을 직접 관찰한다.
•
원시 코드(모듈)의 모든 문장을 한 번 이상 실행함으로써 수행된다.
화이트박스 테스트의 종류
•
기초 경로 검사 (Base Path Testing)
◦
테스트 케이스 설계자가 절차적 설계의 논리적 복잡성을 측정할 수 있게 해주는 테스트 기법
◦
대표적 화이트박스 테스트 기법
•
제어 구조 검사 (Control Structure Testing)
◦
조건 검사 (Condition Testing)
▪
프로그램 모듈 내에 있는 논리적 조건을 테스트하는 테스트 케이스 설계 기법
◦
루프 검사 (Loop Testing)
▪
프로그램의 반복(Loop) 구조에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법
◦
데이터 흐름 검사 (Data Flow Testing)
▪
프로그램에서 변수의 정의와 변수 사용의 위치에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법
화이트박스 테스트의 검증 기준(=커버리지)
블랙박스 테스트 (Black Box Test)
•
소프트웨어가 수행할 특정 기능을 알기 위해서, 각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트로 기능 테스트라고도 한다.
•
사용자의 요구사항 명세를 보면서 테스트한다.
•
주로 구현된 기능을 테스트한다.
•
소프트웨어 인터페이스를 통해 실시된다.
블랙박스 테스트의 종류
•
동치 분할 검사 (Equivalence Partitioning Testing)
◦
프로그램의 입력 조건에 타당한 입력 자료와 타당하지 ㅇ낳은 입력 자료의 개수를 균등하게 하여 테스트 케이스를 정하고, 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법
◦
동등 분할 기법
•
경계값 분석 (Boundary Value Analysis)
◦
입력 조건의 중간값보다 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높다는 점을 이용하여 입력 조건의 경계값을 테스트 케이스로 선정하여 검사하는 기법
•
원인-효과 그래프 검사 (Cause-Effect Graphing Testing)
◦
입력 데이터 간의 관계와 출력에 영향을 미치는 상황을 체계적으로 분석한 다음, 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법
•
오류 예측 검사 (Error Guessing)
◦
과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트하는 기법
•
비교 검사 (Comparison Testing)
◦
여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공하여 동일한 결과가 출력되는지 테스트하는 기법
4. 개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트
개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트
•
소프트웨어 개발 단계에 따라 단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트로 분류된다.
◦
이렇게 분류된 것을 테스트 레벨이라고 한다.
•
애플리케이션 테스트와 소프트웨어 개발 단계를 연결하여 표현한 것을 V-모델 이라고 한다.
단위 테스트 (Unit Test)
•
코딩 직후 소프트웨어 설계의 최소 단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트 하는 것
•
인터페이스, 외부적 I/O, 자료구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사한다.
•
사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선으로 수행한다.
•
구조 기반 테스트와 명세 기반 테스트로 나뉘지만, 주로 구조 기반 테스트를 시행한다.
통합 테스트 (Integration Test)
•
단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트
•
모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사한다.
시스템 테스트 (System Test)
•
개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트
•
기능적 요구사항과 비기능적 요구사항으로 구분하여 각각을 만족하는지 테스트한다.
인수 테스트 (Acceptance Test)
•
개발한 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법
•
개발한 소프트웨어를 사용자가 직접 테스트한다.
•
인수 테스트는 다음과 같이 6가지 종류로 구분해서 테스트한다.
5. 통합 테스트
통합 테스트 (Integration Test)
•
단위 테스트가 끝난 모듈을 통합하는 과정에서 발생하는 오류 및 결함을 찾는 테스트 기법
•
종류
•
빅뱅 통합 테스트
◦
모듈 간의 상호 인터페이스를 고려하지 않고, 단위 테스트가 끝난 모듈을 한꺼번에 결합시켜 테스트하는 방법
◦
주로 소규모 프로그램이나 프로그램의 일부만을 대상으로 테스트 할 떄 사용된다.
하향식 통합 테스트 (Top Down Integration Test)
•
프로그램의 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법
•
깊이 우선 통합법이나 넓이 우선 통합법을 사용한다.
◦
깊이 우선 통합법
▪
주요 제어 모듈을 중심으로 해당 모듈에 종속된 모든 모듈을 통합하는 것
◦
넓이 우선 통합법
▪
구조의 수평을 중심으로 해당하는 모듈을 통합하는 것
•
하향식 통합 테스트 절차
1.
주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고, 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체한다.
a.
스텁(Stub) : 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로, 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 시험용 모듈
2.
깊이 우선 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한번에 하나씩 실제 모듈로 교체된다.
3.
모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시한다.
4.
새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트를 실시한다.
상향식 통합 테스트 (Bottom Up Integration Test)
•
프로그램의 하위 모듈에서 상위 모듈 방향을 통합하면서 테스트 하는 기법
•
상향식 통합 테스트 절차
1.
하위 모듈들을 클러스터(Cluster)로 결합한다.
2.
상위 모듈에서 데이터의 입출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성한다.
a.
테스트 드라이버 : 테스트 대상의 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출 하는 도구
3.
통합된 클러스터 단위로 테스트 한다.
4.
테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고, 드라이버는 실제 모듈로 대체된다.
혼합식 통합 테스트
•
하위 수준에서는 상향식 통합, 상위 수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식
•
샌드위치식 통합 테스트 방법
회귀 테스트 (Regression Testing)
•
통합 테스트로 인해 변경된 모듈이나 컴포넌트에 새로운 오류가 있는지 확인하는 테스트
•
이미 테스트된 프로그램의 테스팅을 반복하는 것
•
회귀 테스트는 수정한 모듈이나 컴포넌트가 다른 부분에 영향을 미치는지, 오류가 생기지 않았는지 테스트하여 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 반복 테스트한다.
6. 애플리케이션 테스트 프로세스
애플리케이션 테스트 프로세스
•
개발된 소프트웨어가 사용자의 요구대로 만들어졌는지, 결함은 없는지 등을 테스트하는 절차
결함 관리 프로세스
7. 테스트 케이스 / 테스트 시나리오 / 테스트 오라클
테스트 케이스 (Test Case)
•
구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수 했는지를 확인하기 위해 입력 값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 구성된 테스트 항목에 대한 명세서
•
테스트 케이스를 미리 설계하면 테스트 오류 방지, 테스트 수행에 필요한 인력, 시간 등의 자원 낭비를 줄일 수 있다.
테스트 시나리오 (Test Scenario)
•
테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 테스트 케이스를 묶은 집합
•
테스트 케이스를 적용하는 구체적인 절차를 명세한다.
•
테스트 순서에 대한 구체적인 절차, 사전 조건, 입력 데이터 등이 설정되어 있다.
테스트 오라클 (Test Oracle)
•
테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동
•
결과를 판단하기 위해 테스트 케이스에 대한 예상 결과를 계산하거나 확인한다.
•
테스트 오라클의 특징
◦
제한된 검증
▪
테스트 오라클을 모든 테스트 케이스에 적용할 수 있음
◦
수학적 기법
▪
테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이용하여 구할 수 있음
◦
자동화 기능
▪
테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화 할 수 있음
테스트 오라클의 종류
•
참(True) 오라클
◦
모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하는 오라클
◦
발생된 모든 오류를 검출할 수 있음
•
샘플링 (Sampling) 오라클
◦
특정한 몇몇 테스트 케이스의 입력 값들에 대해서만 기대하는 결과를 제공하는 오라클로, 전수 테스트가 불가능한 경우에 사용
•
추정(Heuristic) 오라클
◦
특정 테스트 케이스 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 오라클
•
일관성 검사(Consistent) 오라클
◦
애플리케이션에 변경이 있을 때, 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과 값이 동일한지를 확인하는 오라클
8. 테스트 자동화 도구
테스트 자동화
•
사람이 반복적으로 수행하던 테스트 절차를 스크립트 형태로 구현하는 자동화 도구를 적용함으로써 쉽고 효율적으로 테스트를 수행할 수 있도록 한 것
•
테스트 유형에 따른 테스트 자동화 도구의 종류
◦
정적 분석 도구
◦
테스트 실행 도구
◦
성능 테스트 도구
◦
테스트 통제 도구
정적 분석 도구 (Static Analysis Tools)
•
프로그램을 실행하지 않고 분석하는 도구
•
소스코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도 및 남은 결함 등을 발견한기 위해 사용된다.
테스트 실행 도구 (Test Execution Tools)
•
스크립트 언어를 사용하여 테스트를 실행하는 도구
•
테스트 데이터와 테스트 수행 방법 등이 포함된 스크립트를 작성한 후 실행한다.
•
방식
◦
데이터 주도 접근 방식
▪
스프레드시트에 테스트 데이터를 저장하고, 이를 읽어 실행하는 방식
◦
키워드 주도 접근 방식
▪
스프레드시트에 테스트를 수행할 동작을 나타내는 키워드와 테스트 데이터를 저장하여 실행하는 방식
성능 테스트 도구 (Performance Test Tools)
•
애플리케이션의 처리량, 응답시간, 경과시간, 자원 사용률 등을 인위적으로 적용한 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 시뮬레이션 하여 컴포넌트 및 모듈이 정상적으로 테스트 되도록 하는 도구
•
테스트 하네스
◦
애플리케이션의 컴포넌트 및 모듈을 테스트하는 환경의 일부분
◦
테스트를 지원하기 위해 생성된 코드와 데이터를 의미함
테스트 하네스의 구성요소
•
테스트 드라이버 (Test Driver)
◦
테스트 대상의 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 도구
•
테스트 스텁 (Test Stub)
◦
제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로, 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 정확하게 준수했는지 확인하기 위한 입력값, 실행조건, 기대결과 등으로 만들어진 테스트 항목의 명세서
•
테스트 스크립트 (Test Script)
◦
자동화된 테스트 실행 절차에 대한 명세서
•
목 오브젝트 (Mock Object)
◦
사전에 사용자의 행위를 조건부로 입력해두면, 그 상황에 맞는 예정된 행위를 수행하는 객체
테스트 수행 단계별 테스트 자동화 도구
9. 결함 관리
결함 (Fault)
•
오류 발생, 작동 실패 등과 같이 소프트웨어가 개발자가 설계한 것과 다르게 동작하거나 다른 결과가 발생되는 것
•
사용자가 예상한 결과와 실행 결과 간의 차이나 업무 내용과의 불일치 등으로 인해 변경이 필요한 부분도 모두 결함에 해당된다.
결함 관리 프로세스
결함 상태 추적
•
테스트에서 발견한 결함은 지속적으로 상태 변화를 추적하고 관리해야 한다.
•
발견된 결함에 대해 결함 관리 측정 지표의 속성 값들을 분석하여 향후 결함이 발견될 모듈 또는 컴포넌트를 추정할 수 있다.
•
결함 관리 측정 지표
◦
결함 분포
▪
모듈 또는 컴포넌트의 특징 속성에 해당하는 결함 수 측정
◦
결함 추세
▪
테스트 진행 시간에 따른 결함 수의 추이 분석
◦
결함 에이징
▪
특정 결함 상태로 지속되는 시간 측정
결함 추적 순서
결함 분류
결함 심각도
•
애플리케이션에 발생한 결함이 전체 시스템에 미치는 치명도를 나타내는 척도
•
High, Medium, Low 또는 치명적(Critical), 주요(Major), 보통(Normal), 경미(Minor), 단순(Simple) 등으로 분류된다.
결함 우선순위
•
발견된 결함 처리에 신속성을 나타내는 척도
•
결함의 중요도와 심각도에 따라 설정되고, 수정 여부가 결정된다.
•
결정적, 높음, 보통, 낮음 또는 즉시해결, 주의요망, 대기, 개선권고
결함 관리 도구
10. 애플리케이션 성능 분석
애플리케이션 성능
•
최소한의 자원을 사용하여 최대한 많은 기능을 신속하게 처리하는 정도
•
애플리케이션 성능 측정 지표
처리량 (Throughput)
•
일정 시간 내에 애플리케이션이 처리하는 일의 양
응답 시간 (Response Time)
•
애플리케이션에 요청을 전달한 시간부터 응답이 도착할 때까지 걸린 시간
경과 시간 (Turn Around Time)
•
애플리케이션에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸린 시간
자원 사용률 (Resource Usage)
•
애플리케이션이 의뢰한 작업을 처리하는 동안의 CPU 사용량, 메모리 사용량, 네트워크 사용량 등 자원 사용률
성능 테스트 도구
•
애플리케이션의 성능을 테스트하기 위해 애플리케이션에 부하나 스트레스를 가하면서 애플리케이션의 성능 측정 지표를 점검하는 도구
◦
부하(Load) 테스트 : 애플리케이션에 일정 시간 동안 부하를 가하면서 반응을 측정하는 테스트
◦
스트레스(Stress) 테스트 : 부하 테스트를 확장한 테스트로, 애플리케이션이 과부하 상태에서 어떻게 작동하는지 점검하는 테스트
시스템 모니터링 (Monitoring) 도구
•
애플리케이션이 실행되었을 때, 시스템 자원의 사용량을 확인하고 분석하는 도구
11. 복잡도
복잡도 (Complexity)
•
시스템이나 시스템 구성요소 또는 소프트웨어의 복잡한 정도를 나타내는 말
•
시스템 또는 소프트웨어를 어느 정도의 수준까지 테스트해야 하는지 또는 개발하는 데 어느 정도의 자원이 소요되는지 예측하는 데 사용된다.
시간 복잡도
•
알고리즘을 수행하기 위해 프로세스가 수행하는 연산 횟수를 수치화한 것
빅오 표기법으로 표현한 최악의 알고리즘 시간 복잡도
O(1)
•
입력값(N)에 관계없이 일정하게 문제 해결에 하나의 단계만을 거침
•
스택의 삽입, 삭제
O(logN)
•
문제해결에 필요한 단계가 입력값(N) 또는 조건에 의해 감소함
•
이진트리, 이진검색
O(N)
•
문제 해결에 필요한 단계가 입력값(N)과 1 : 1 의 관계를 가짐
•
for 문
O(NlogN)
•
문제 해결에 필요한 단계가 N(logN)번 만큼 수행됨
•
힙 정렬, 2-way 합병 정렬(Merge Sort)
O(N^2)
•
삽입정렬, 쉘정렬, 선택정렬, 버블정렬, 퀵정렬
O(2^N)
•
피보나치 수열
순환 복잡도 (Cyclomatic Complexity)
12. 애플리케이션 성능 개선
소스코드 최적화
•
나쁜 코드(Bad Code)를 배제하고, 클린 코드(Clean Code)로 작성하는 것
◦
클린 코드 : 누구나 쉽게 이해하고, 수정 및 추가할 수 있는 단순, 명료한 코드, 즉 잘 작성된 코드
◦
나쁜 코드
▪
프로그램의 로직이 복잡하고 이해하기 어려운 코드
▪
스파게티 코드 : 코드의 로직이 서로 복잡하게 얽혀 있는 코드
▪
외계인 코드 : 아주 오래되거나 참고문서 또는 개발자가 없어 유지보수 작업이 어려운 코드
클린 코드 작성 원칙
•
가독성
•
단순성
•
의존성 배제
•
중복성 최소화
•
추상화
소스코드 최적화 유형
•
클래스 분할 배치
◦
하나의 클래스는 하나의 역할만 수행하도록 응집도를 높이고, 크기를 작게 작성함
•
느슨한 결합 (Loosely Coupled)
◦
인터페이스 클래스를 이용하여 추상화된 자료구조와 메소드를 구현함으로써 클래스 간의 의존성을 최소화함
소스코드 품질 분석 도구
•
소스코드의 코딩 스타일, 코드에 설정된 코딩 표준, 코드의 복잡도, 코드에 존재하는 메모리 누수현상, 스레드 결함 등을 발견하기 위해 사용하는 분석 도구
•
정적 분석 도구
◦
작성한 소스 코드를 실행하지 않고, 코딩 표준이나 코딩 스타일, 결함 등을 확인하는 코드 분석 도구
◦
pmd, cppcheck, SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등
•
동적 분석 도구
◦
작성한 소스 코드를 실행하여 코드에 존재하는 메모리 누수, 스레드 결함 등을 분석하는 도구
◦
Avalanche, Valgrind 등
