Guía de metodologías de prueba de software: una descripción general de alto nivel

Los sistemas de software confiables, seguros y de alta calidad se entregan porque los desarrolladores, ingenieros y programadores realizan pruebas de software rigurosas como parte de una estrategia de lanzamiento al mercado.

Los beneficios de las pruebas son simples. Elimine defectos, evite errores, reduzca los costos de desarrollo, mejore el rendimiento y evite litigios. Como desarrolladores de pruebas de software, creemos fundamentalmente que debe integrarse en todas las fases del proceso de desarrollo de software.

En el pasado, pocos ingenieros de software, desarrolladores o ingenieros de control de calidad vio el proceso de prueba de software de manera integral. Tradicionalmente, las pruebas de software se han separado del resto del desarrollo, dejando que los ingenieros de control de calidad las ejecuten cerca del final del ciclo de desarrollo.

Si se encontraran defectos, lo más probable es que las soluciones fueran costosas y las fechas de lanzamiento se retrasaran, lo que acabaría con la credibilidad de la empresa y la confianza de las partes interesadas. El resultado fue un aumento de los costos y una disminución de las ganancias.

En esta descripción general de alto nivel de las pruebas, juntaremos todas las piezas del rompecabezas de las pruebas de software.

¿Qué es la prueba de software?

La prueba se puede definir como un proceso de análisis de un elemento de software para detectar las diferencias entre las condiciones existentes y requeridas y para evaluar las características del elemento de software. En este proceso, validamos y verificamos que un producto o aplicación de software hace lo que se supone que debe hacer. El sistema o sus componentes se prueban para garantizar que el software satisfaga todos los requisitos especificados.

Al ejecutar los sistemas en desarrollo, podemos identificar lagunas, errores o requisitos faltantes en contraste con los requisitos reales. Nadie quiere sufrir dolores de cabeza por correcciones de errores, entregas tardías, defectos o fallos de funcionamiento graves que provoquen daños o la muerte.

¿Quién realiza las pruebas de software?

Las personas que realizan las pruebas y desarrollan los procesos de prueba varían mucho de una organización a otra. Las empresas tienen diferentes designaciones para las personas que prueban el software en función de su experiencia y conocimiento, por lo que depende del proceso y las partes interesadas asociadas de un proyecto. Los títulos como ingeniero de control de calidad de software y desarrollador de software son comunes. Estos son algunos títulos generales y sus funciones para la prueba.

Ingeniero de control de calidad/probadores de software son responsables de eliminar los defectos. Muchos son expertos en análisis de software y sistemas, mitigación de riesgos y prevención de problemas relacionados con el software. Es posible que tengan un conocimiento limitado sobre el sistema, pero estudian la documentación de requisitos y realizan pruebas manuales y automatizadas. Ellos crear y ejecutar casos de prueba y reportar errores. Después de que el desarrollo resuelve los errores, vuelven a probar.

Desarrolladores de software puede conocer todo el sistema, de principio a fin. Están involucrados en el diseño, desarrollo y prueba de sistemas, por lo que conocen todas las pautas y requisitos. Además, están altamente capacitados en el desarrollo de software, incluida la automatización de pruebas.

Líder/gerentes de proyecto son responsables de todo el proyecto: calidad del producto, tiempo de entrega y finalización exitosa del ciclo de desarrollo. Cuando surgen problemas con el producto, es el gerente de producto quien prioriza los plazos para resolver los problemas.

Usuarios finales son las partes interesadas o los clientes. La prueba beta es una versión preliminar del software, que ayuda a garantizar la alta calidad y la satisfacción del cliente. Quién mejor para determinar si el producto que se entrega está en la trayectoria para satisfacer su aceptación.

Ingenieros de sistemas diseñar y diseñar el sistema a partir de los requisitos y conceptos recopilados. Debido al conjunto de conocimientos que poseen sobre el sistema, definen los casos de prueba a nivel del sistema para que luego los realice el equipo de control de calidad y/o los desarrolladores de software. También se realiza la verificación de requisitos para los casos de prueba. En sistemas muy complejos en los que se utiliza el modelado, los ingenieros de sistemas suelen realizar pruebas a través de la ejecución del modelo del diseño del sistema lógico y/o físico.

¿Cuándo comenzar las pruebas de software?

Lo mejor es comenzar pronto con las pruebas, ya que reduce los costos y el tiempo que lleva volver a trabajar y producir un diseño arquitectónico limpio y un software sin errores. Cada fase del ciclo de vida de desarrollo de software (SDLC) se presta como una oportunidad para la prueba, que se logra de diferentes formas.

Por ejemplo, en el SDLC, una forma de prueba puede comenzar durante la fase de recopilación de requisitos. Los requisitos deben entenderse claramente. Volver a las partes interesadas para aclarar y negociar los requisitos es una forma de probar la interpretación de los requisitos de las partes interesadas para garantizar que se construya el sistema correcto. Esta es una parte vital de la gestión de productos y proyectos. Casos de prueba para las pruebas de aceptación también deben definirse.

Es importante comprender que los casos de prueba definidos durante la fase de ingeniería del sistema son casos de prueba basados ​​en texto que explican qué y cómo se debe probar el sistema. Estos casos de prueba serán realizados posteriormente por el equipo de desarrollo y/o control de calidad, creados a partir del caso de prueba basado en texto de los ingenieros del sistema, así como del requisito vinculado. La validación o ejecución de los casos de prueba realizados producirá los resultados de aprobado/desaprobado que proporcionan prueba de la funcionalidad adecuada y también se pueden utilizar para cualquier necesidades de cumplimiento.

La fase de descomposición de requisitos y diseño arquitectónico detalla aún más el sistema en otro nivel de abstracción. Se definen las interfaces y, si se realiza el modelado mediante SysML, UML u otro lenguaje, probar la arquitectura a través de la simulación para eliminar los defectos de diseño es otra tarea vital.

Durante este proceso se definen requisitos adicionales, incluyendo los casos de prueba que verifican y validan cada uno de ellos. Se produce una descomposición adicional que produce el diseño detallado.

En última instancia, los requisitos a nivel del sistema se rastrean a los casos de prueba a nivel del sistema, los requisitos arquitectónicos se rastrean a los casos de prueba de prueba de integración y los requisitos de diseño detallado o los requisitos de bajo nivel se rastrearán a los casos de prueba de unidad. La verificación de los requisitos puede comenzar a realizarse para garantizar que cada requisito se rastree hasta un caso de prueba. A Requerimientos de trazabilidad matriz es perfecto para encontrar brechas de trazabilidad.

Cuando se lleve a cabo el traspaso de los ingenieros de sistemas a los de software, los desarrolladores comenzarán su implementación en función de los requisitos. Aquí, los desarrolladores de software aplican o deberían aplicar estándares de codificación para garantizar la calidad del código. El análisis de código estático, que es una forma de prueba y en las primeras etapas de la fase de implementación, cuando también es más barato de arreglar, encontrará defectos de codificación, así como problemas de seguridad. Prueba unitaria Seguirá, y cada caso de prueba unitario realizado debe vincularse nuevamente a los requisitos de bajo nivel o caso de prueba que realice.

A medida que evoluciona la implementación del sistema, los casos de prueba definidos anteriormente durante el proceso de ingeniería de sistemas deben realizarse y ejecutarse contra el sistema en desarrollo. Comenzando con las pruebas unitarias, seguidas de las pruebas de integración, las pruebas del sistema y las pruebas de aceptación. Además, según el tipo de requisitos de calidad de servicio, es posible que sea necesario realizar otros métodos de prueba, como Pruebas de API, pruebas de rendimiento, pruebas de estrés, pruebas de portabilidad, pruebas de usabilidad, etc.

Metodologías de prueba de software

Las metodologías de prueba de software son las estrategias, los procesos o los entornos utilizados para probar. Las dos metodologías SDLC más utilizadas son Agile y Waterfall, y las pruebas son muy diferentes para estos dos entornos.

Modelo de cascada

Por ejemplo, en el modelo en cascada, las pruebas formales se realizan en la fase de prueba, que comienza una vez que se completa la fase de desarrollo. El modelo de cascada para pruebas funciona bien para proyectos pequeños y menos complejos. Sin embargo, si los requisitos no están claramente definidos al principio, es extremadamente difícil volver atrás y hacer cambios en las fases completadas.

El modelo de cascada es popular entre los proyectos pequeños porque tiene menos procesos y participantes con los que atender, lo que puede conducir a una finalización más rápida del proyecto. Sin embargo, los errores se encuentran más adelante en el desarrollo, lo que los hace más costosos de solucionar.

Modelo ágil

El modelo Agile es el más adecuado para proyectos de desarrollo más grandes. Las pruebas ágiles son un modelo incremental en el que las pruebas se realizan al final de cada incremento o iteración. Además, toda la aplicación se prueba al finalizar el proyecto. Hay menos riesgo en el proceso de desarrollo con el modelo Agile porque cada miembro del equipo comprende lo que se ha completado o no. Los resultados de los proyectos de desarrollo suelen ser mejores con Agile cuando hay un director de proyectos sólido y experimentado que puede tomar decisiones rápidas.

Modelo iterativo

Otros modelos SDLC incluyen el modelo iterativo y el modelo DevOps. En el modelo iterativo, los desarrolladores crean versiones básicas del software, revisan y mejoran la aplicación en iteraciones: pequeños pasos. Este es un buen enfoque para aplicaciones extremadamente grandes que deben completarse rápidamente. Los defectos se pueden detectar antes, lo que significa que pueden ser menos costosos de resolver.

Enfoque DevOps y pruebas continuas

Al tomar un Enfoque DevOps para las pruebas, o pruebas continuas, existe una colaboración con los equipos de operaciones durante todo el ciclo de vida del producto. A través de este enfoque, los equipos de desarrollo no esperan para realizar pruebas hasta que el software se haya creado con éxito o esté cerca de su finalización. En cambio, prueban el software continuamente durante el proceso de construcción.

Las pruebas continuas utilizan métodos de prueba automatizados como análisis estático, pruebas de regresión y soluciones de cobertura de código como parte del proceso de desarrollo de software CI/CD para proporcionar retroalimentación inmediata durante el proceso de construcción sobre cualquier riesgo comercial que pueda existir. Este enfoque detecta defectos antes, cuando su reparación es menos costosa, entregando código de alta calidad más rápido.

Pruebas de software manuales versus automatizadas

Las pruebas de software se pueden realizar de forma manual o mediante automatización. Ambos enfoques tienen sus propias ventajas y desventajas, y la elección entre ellos depende de varios factores, como la complejidad del proyecto, los recursos disponibles y los requisitos de prueba.

Las pruebas manuales ponen a un humano en el asiento del conductor. Los evaluadores analizan casos predefinidos o exploran el software libremente, utilizando su intuición para detectar problemas inesperados. Esto es ideal para pruebas de usabilidad, donde una perspectiva humana es crucial para evaluar la interfaz de usuario y la experiencia general.

Por otro lado, las pruebas automatizadas implican el uso de scripts o herramientas para ejecutar casos de prueba y validar los resultados esperados. Las pruebas automatizadas resultan útiles para las pruebas de regresión, donde los mismos casos de prueba deben ejecutarse repetidamente después de cada cambio o actualización de código.

La automatización puede ahorrar mucho tiempo y esfuerzo, especialmente en proyectos grandes y complejos, porque permite a los evaluadores ejecutar numerosos casos de prueba de manera simultánea y consistente.

La siguiente tabla resume las diferencias clave entre manual y pruebas de software automatizadas.

¿Cuáles son los tipos de pruebas de software?

Los tipos más comunes de pruebas de software incluyen:

• Análisis estático
• Prueba unitaria
• Pruebas de integración
• Prueba del sistema
• Test de aceptación

Análisis estático

El análisis estático no implica la ejecución dinámica del software bajo prueba y puede detectar posibles defectos en una etapa temprana, antes de ejecutar el programa. El análisis estático se realiza durante o después de la codificación y antes de ejecutar las pruebas unitarias. Puede ser ejecutado por un motor de análisis de código para "recorrer" automáticamente el código fuente y detectar reglas que no cumplen, o errores léxicos, sintácticos e incluso algunos semánticos.

Las herramientas de análisis de código estático evalúan, compilan y verifican vulnerabilidades y fallas de seguridad para analizar el código bajo prueba. Las herramientas de análisis estático de Parasoft ayudan a los usuarios a administrar los resultados de las pruebas, incluida la priorización de hallazgos, la supresión de hallazgos no deseados y la asignación de hallazgos a los desarrolladores. Estas herramientas admiten un conjunto integral de ecosistemas de desarrollo para integrarse en una extensa lista de productos IDE para realizar análisis estáticos para C, C ++, Java, C# y VB.NET.

Examen de la unidad

El objetivo de las pruebas unitarias es aislar cada parte del programa y mostrar que las partes individuales son correctas en términos de requisitos y funcionalidad.

Los desarrolladores realizan este tipo de prueba antes de entregar la configuración al equipo de prueba para ejecutar formalmente los casos de prueba. Las pruebas unitarias las realizan los respectivos desarrolladores en las unidades individuales de las áreas asignadas del código fuente. Los desarrolladores utilizan datos de prueba que son diferentes de los datos de prueba del equipo de control de calidad.

El uso de Parasoft para realizar cobertura de sucursales, extractos y MC/DC es una forma de prueba unitaria. El software está aislado para cada función y se examinan estas partes individuales. La limitación de las pruebas unitarias es que no puede detectar todos los errores en la aplicación, ya que no evalúa un hilo o una ruta de ejecución en la aplicación.

Pruebas de integración

La prueba de integración se define como la prueba de partes combinadas de una aplicación para determinar si funcionan correctamente. Las pruebas de integración se pueden realizar de dos formas:

1. Pruebas de integración ascendentes. Los evaluadores toman casos de prueba unitarios y combinan otras unidades para construir niveles más altos de funcionalidad. Estos tipos de casos de prueba integrados se utilizan para validar requisitos de alto nivel.
2. Pruebas de integración de arriba hacia abajo. En esta prueba, se prueba primero y de forma progresiva la colaboración entre los módulos de más alto nivel. A continuación se prueba la colaboración entre los módulos de nivel inferior. Los casos de prueba creados para probar estas colaboraciones deben rastrearse hasta requisitos de nivel superior.

Pruebas del sistema

La prueba del sistema prueba el sistema como un todo donde se considera una caja negra y no hay necesidad de comprender el funcionamiento interno del sistema bajo prueba. Las pruebas del sistema se realizan una vez que todos los componentes están integrados, la aplicación en su conjunto se prueba rigurosamente para ver si cumple con los requisitos. Este tipo de prueba es realizada por el equipo de pruebas de control de calidad.

• La prueba del sistema es donde el sistema o la aplicación se ha implementado completamente y se probará como un todo.
• La aplicación se prueba exhaustivamente para verificar que cumple con los requisitos funcionales, los requisitos de calidad del servicio y los requisitos comerciales.
• La aplicación se prueba en el entorno de producción final o uno muy cercano al entorno de producción donde se implementará la aplicación.
• Las pruebas del sistema permiten a las organizaciones tener una idea del tiempo de comercialización cuando se logran resultados satisfactorios.

Test de aceptación

Este es posiblemente el tipo de prueba más importante, ya que lo lleva a cabo el equipo de control de calidad, que evalúa si la aplicación cumple con las especificaciones previstas y satisface los requisitos del cliente. El equipo de control de calidad tendrá un conjunto de escenarios y casos de prueba escritos previamente que se utilizarán para probar la aplicación.

Se compartirán más ideas sobre la aplicación y se podrán realizar más pruebas para medir su precisión y las razones por las que se inició el proyecto. Las pruebas de aceptación no solo pretenden señalar simples errores ortográficos, errores estéticos o lagunas en la interfaz, sino también señalar cualquier error en la aplicación que provocará fallas en el sistema o errores importantes en la aplicación.

Al realizar pruebas de aceptación en una aplicación, el equipo de pruebas deducirá cómo funcionará la aplicación en producción. También existen requisitos legales y contractuales para la aceptación del sistema.

¿Cuándo se completan y finalizan las pruebas?

Es difícil determinar cuándo dejar de probar, ya que la prueba es un proceso interminable y nadie puede afirmar que el software está 100 % probado. Sin embargo, existen criterios a considerar que pueden servir como indicadores para detener las pruebas.

1. Decisión de gestión. Quizás la forma más simple y común de saber que se detuvo la prueba es cuando la administración decide detener el proceso de prueba. La decisión de la gerencia puede deberse a limitaciones de tiempo o presupuesto, lo que puede comprometer la calidad. La decisión puede ser simplemente que el proyecto ha alcanzado el alcance de las pruebas requeridas, lo que significa que se han alcanzado los plazos de las pruebas.
2. Finalización de la ejecución del caso de prueba. Al completar los casos de prueba, la tasa de aprobación del caso de prueba debe ser del 95% y todos los casos de prueba críticos han sido aprobados. El 5% que falla debe ser casos de prueba de baja prioridad.
3. Realización de requisitos y pruebas de robustez. Los desarrolladores y evaluadores pueden analizar los datos de los resultados de las pruebas para asegurarse de que la aplicación funcione como se espera y reciba un resultado de aprobación para cada requisito definido. Además, todos los flujos funcionales principales se ejecutan con éxito con varias entradas y funcionan bien.
4. Cobertura de código a un porcentaje preespecificado. Instrumentar su código y ejecutar todos sus casos de prueba proporcionará no solo un porcentaje del código probado, sino que también expondrá el código que no se ejecutó, que potencialmente tiene errores ocultos. Algunas organizaciones se sienten cómodas obteniendo una cobertura de código del 80 % o superior, mientras que otras organizaciones requieren una cobertura de decisión de estados de cuenta, sucursales y condiciones modificadas del 100 %.
5. La tasa de errores cae por debajo de cierto nivel. Cuando las tasas de errores caen por debajo de un nivel predeterminado y no se identifican errores de alta prioridad, se puede detener la prueba.

Mejores prácticas para pruebas de software

Ofrecer software de alta calidad depende de pruebas efectivas. Para lograr esto, recomendamos seguir estas mejores prácticas para crear un proceso de prueba sólido.

Comience temprano y cree estrategias

Integre las pruebas a lo largo del ciclo de vida de desarrollo de software (SDLC) desde el principio (pruebas de desplazamiento a la izquierda). Esto permite la detección y resolución temprana de defectos, ahorrando tiempo y recursos más adelante. Además, desarrolle una estrategia de prueba integral que se alinee con los requisitos, objetivos y limitaciones del proyecto. Este plan debe describir el enfoque de prueba, las técnicas, las herramientas y los recursos necesarios.

Escriba requisitos claros y comprobables

Los requisitos de software inequívocos y comprobables son fundamentales. Los requisitos claros garantizan que todos estén en sintonía y facilitan la creación de casos de prueba efectivos.

Automatizar para lograr eficiencia

Utilice marcos de automatización de pruebas como C/C++test o herramientas de código abierto como GoogleTest con C/C++test CT y otras herramientas para agilizar las pruebas, minimizar el esfuerzo manual y mejorar la cobertura y la coherencia de las pruebas.

Aproveche las herramientas de análisis de código

Identifique posibles defectos, vulnerabilidades de seguridad y violaciones de estándares de codificación desde el principio. herramientas de análisis de código estático.

Mantener la trazabilidad

Establecer trazabilidad entre requisitos, casos de prueba y el código. Esto garantiza que todos los requisitos se prueben exhaustivamente y que los defectos identificados puedan rastrearse hasta el código.

Mejorar continuamente

Supervise y analice constantemente métricas de prueba, como el cumplimiento de los estándares de codificación, la cobertura de las pruebas y las tendencias de defectos. Aproveche esta información para identificar áreas de mejora y adaptar la estrategia y los procesos de prueba en consecuencia.

Fomentar la colaboración y la comunicación

Promover la colaboración y la comunicación abierta entre desarrolladores, evaluadores y todas las partes interesadas involucradas. La comunicación regular y el intercambio de conocimientos pueden ayudar a identificar problemas potenciales desde el principio y garantizar que las pruebas se alineen con los objetivos del proyecto y las expectativas de las partes interesadas.

¿Cómo ayuda Parasoft con las pruebas de software?

Parasoft lo ayuda a entregar software de calidad que es seguro, confiable y a escala con soluciones de prueba automatizadas que abarcan cada etapa del ciclo de desarrollo. Las soluciones de automatización de pruebas de software de Parasoft brindan un conjunto unificado de herramientas para acelerar las pruebas al ayudar a los equipos a dejar las pruebas en las primeras etapas de desarrollo mientras mantienen la trazabilidad, el mantenimiento de registros de resultados de pruebas, los detalles de cobertura de código, la generación de informes y la documentación de cumplimiento.

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