Software-Testing-Methoden

Veröffentlicht am 2017-11-16 | Stand: 2021-01-25 |  Autor: Melanie Wohnert

Im Software-Testing wird grundsätzlich zwischen Testverfahren und Testarten unterschieden: Testverfahren geben an, wie getestet wird. Testarten werden je nach Ziel der Software-Tests ausgewählt und angewendet. Im folgenden werden die gängigsten Software-Testing-Methoden vorgestellt und erläutert.

1. Testtechniken
   1. Statische Testtechniken
   2. Dynamische Testtechniken
2. Testarten
   1. Funktionale Tests
   2. Nicht-funktionale Tests
   3. Strukturelle und änderungsbezogene Tests

1. Testtechniken

Bei den Testtechniken ist grundsätzlich zwischen statischen Testtechniken und dynamischen Testtechniken zu unterscheiden. Der dynamische Test beinhaltet die Ausführung des Testelements. Der statische Test dagegen testet Arbeitsergebnisse ohne Ausführung von Code.

1.1 Statische Testtechniken

Statische Testtechniken dienen hauptsächlich dem Prüfen von Arbeitsergebnissen, wie Anforderungen oder Quelltext, ohne diese auf einem Rechner auszuführen. Bei den Prüfobjekten handelt es sich meist um Dokumente oder Quellcode. Prinzipiell kann aber jedes Arbeitsergebnis der Softwareentwicklung durch statische Testtechniken geprüft werden, zum Beispiel Anforderungsspezifikationen, User-Stories, Designspezifikationen, Quellcode, Testkonzepte, Testspezifikationen, Testfälle, Testskripte, Anwenderhandbücher oder Webseiten.
Reviews oder werkzeuggestützte statische Analysen zählen zu den gängigsten statischen Testtechniken.
Statische Analyse bezeichnet einen Prozess der Bewertung eines Testobjekts (Komponente oder System) basierend auf seiner Form, seiner Struktur, seines Inhalts oder seiner Dokumentation, ohne es auszuführen.

Vorteile statischer Testtechniken:

• Frühe Fehlererkennung bereits in der Spezifikation
• Fehlerzustände werden direkt aufgedeckt
• Verringert die Anzahl aufwändiger und teurer dynamischer Testtechniken
• Prüft auch auf Programmier-Konventionen, Standards, Design
• Auch nicht-ausgeführte Softwarebestandteile (z.B. Variablendefinitionen) unterliegen der Prüfung
• Prüfung erfasst auch Attribute wie Wartbarkeit
• Prüfung von Dokumenten (z.B. Anforderungsspezifikationen, etc.)
• Wissensaustausch zwischen Teammitgliedern (Review)
• Zwang zu klarer Darstellung von Sachverhalten (Review)
• Team als Ganzes trägt Qualitätsverantwortung (Review)

Nachteile statischer Testtechniken:

• Eher ungeeignet für komplexe Interaktionen zwischen verschiedenen Systemteilen
• Einige Fehlerzustände entstehen erst bei Ausführung. Ein Divisor kann beispielsweise bei der Ausführung den Wert „0“ annehmen und somit einen Laufzeitfehler verursachen. Dieser kann durch reines Sichten des Programmtextes nicht ermittelt werden

1.2 Dynamische Testtechniken

Dynamische Testtechniken dienen dem Auffinden von Fehlerwirkungen durch Ausführen des Testobjekts (Programm) auf einem Rechner. Die gängigsten dynamischen Testtechniken sind im Folgenden aufgelistet:

1.2.1 Black-Box-Testverfahren

Hierbei wird das von außen sichtbare Verhalten des Testobjekts betrachtet, ohne Kenntnis der Softwarestruktur oder des Quellcodes (Black Box) und die Testfälle auf Basis der Spezifikation entworfen. Deshalb werden Black-Box-Tests auch als spezifikationsorientierte Testverfahren bezeichnet.

Zum Black-Box-Test

1.2.2 White-Box-Testverfahren

Die White-Box-Testverfahren zählen unter den dynamischen Testtechniken zu den am meisten angewendeten Methoden. Die Testfälle werden basierend auf der Kenntnis der inneren Struktur einer Komponente oder eines Systems entwickelt (dies ist die sogenannte White-Box bzw. Glass-Box). White-Box-Tests werden deshalb auch als strukturbasierte oder strukturelle Testverfahren bezeichnet.

Zum White-Box-Test

1.2.1 Erfahrungsbasierte Testverfahren

Bei erfahrungsbasierten Testverfahren geht es weniger um eine systematische Ableitung von Testfällen, sondern vielmehr darum, das Können, die Intuition und die Erfahrung der Entwickler, Tester und Anwender wirksam einzusetzen. Zum Beispiel:

• Die Erfahrung mit ähnlichen Applikationen und Technologien
• Fehlersammlungen/Fehlermodelle zu den verwendeten Technologien bzw. Programmiersprachen
• Kenntnis von Vorgängersystemen und deren Schwächen
• Kenntnis über die Rahmenbedingungen der Softwareentwicklung z.B. Komponenten, die unter starkem Zeitdruck erstellt werden

Da die Wirksamkeit erfahrungsbasierter Testverfahren stark mit der Erfahrung des Testers variiert ist der Einsatz dieser Testverfahren insbesondere als Ergänzung zu systematischen Testverfahren sinnvoll.

Im ISTQB Certified Tester Foundation Level wird auf folgende erfahrungsbasierte Testverfahren näher eingegangen:

• Intuitive Testfallermittlung
  Häufig können Tester aufgrund ihrer Erfahrung bestimmte Fehler erahnen. Bei der intuitiven Testfallermittlung erstellen die Tester im ersten Schritt eine Liste intuitiv möglicher Fehlerzustände. Darauf basierend werden dann Testfälle entworfen, die auf diese Fehlerzustände abzielen.
• Exploratives Testen
  Beim explorativen Testen startet der Tester fast ohne vorherige Vorbereitung mit der Testdurchführung. Getestet wird dann typischerweise in einer auf 1-2 Stunden begrenzten Testsitzung, in der Unterbrechungen so wie möglich vermieden werden.
• Checklistenbasiertes Testen
  Checklistenbasiertes Testen in ein Testverfahren, bei dem entweder eine Liste von Kontrollpunkten genutzt wird, welche beachtet, überprüft oder beim Testen in Erinnerung gerufen werden müssen, oder eine Menge von Regeln und Kriterien, gegen welche das zu testende Produkt verifiziert werden muss.

Ersteller: Lisa Wendland; Quelle: Software Testing Academy

Vorteile dynamischer Testtechniken:

• Testobjekt wird tatsächlich ausgeführt, was der Bestimmung von Software näher kommt
• Das Zusammenspiel von Systemteilen wird getestet
• Umfasst auch die Durchführung wichtiger nicht-funktionaler Tests (Performanztest, Lasttest, etc.)

Nachteile dynamischer Testtechniken:

• Setzen lauffähiges Testobjekt und eine entsprechende Testumgebung voraus
• Nur Programmteile, die zur Ausführung gelangen, werden getestet
• Je nach Umfang und Anzahl verknüpfter Teilsysteme sind dynamische Testtechniken mit hohem Aufwand verbunden
• Es werden zunächst nur Fehlerwirkungen aufgedeckt. Die zugrundeliegenden Fehlerzustände müssen in einem separaten Arbeitsgang (Debugging) lokalisiert werden

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2. Testarten

Neben den oben genannten Testtechniken können Tests noch bezüglich Ihres Zieles differenziert werden. Nach dieser Unterscheidung ergeben sich verschiedene Testarten. Dahingehend muss im Testmanagement differenziert werden, welche funktionalen und nicht-funktionalen Qualitätsmerkmale im Fokus stehen.

2.1 Funktionale Tests

Funktionale Tests zielen auf die Überprüfung der reinen Funktionalität des Testobjekts ab. Die zugrundeliegende Frage könnte daher lauten: „Macht das System das, was von ihm erwartet wird?“

Ersteller: Lisa Wendland; Quelle: Software Testing Academy

2.2 Nicht-funktionale Tests

Nicht-funktionale Testarten zielen auf die Überprüfung weiterer allgemeiner Qualitätsmerkmale von Software, außer der reinen Funktionalität. Diese sind entlang der Qualitätsmerkmale in der DIN-ISO 25010 definiert:

Performanz / Effizienz

Wird durch Performanztests (betreffend Antwortzeiten und Verarbeitungsgeschwindigkeit) und Lasttests (betreffend Systemlast z.B. in Form von parallel zugreifender Benutzer, Anzahl Transaktionen oder Verarbeitungsvolumen) geprüft.

Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeitstests prüfen, ob das Testobjekt ein bestimmtes Leistungsniveau unter bestimmten Bedingungen über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten kann. Hierzu gehören Robustheitstests, sowie Tests, die prüfen, wie schnell das System im Fehlerfall wieder einsatzfähig ist („Recovery“-Tests). Auch Stresstests fallen in diesen Bereich: Sie beobachten das Systemverhalten bei Überlastung.

Benutzbarkeit / Gebrauchstauglichkeit

Benutzbarkeitstests (auch: Gebrauchstauglichkeits-Tests oder Usability-Tests) prüfen typischerweise, wie gut und wie einfach ein System für die Benutzer zu bedienen ist.

Sicherheitstests

Diese prüfen, ob das System und die damit zusammenhängenden Daten ausreichend vor unerlaubten Zugriffen und externen Bedrohungen, wie z.B. Viren, geschützt sind.

Kompatibilität

Interoperabilitätstests bewerten die Fähigkeit des Softwareprodukts mit ein oder mehreren spezifizierten Komponenten oder Systemen zu interagieren.

Wartbarkeit

Wird typischerweise durch Reviews und werkzeuggestützte statische Analyse geprüft.

Übertragbarkeit

Wird durch Portabilitätstests geprüft. Fokus dabei ist, wie leicht sich die Software in eine andere Umgebung übertragen lässt. Ein inzwischen weit verbreitetes Beispiel für Portabilitätstests sind Tests von Applikationen auf mobilen Endgeräten. Hierbei spielt die Übertragbarkeit auf verschiedene Hardware (z.B. mobile Geräte) ebenso eine Rolle wir die Übertragbarkeit in verschiedene Software-Umgebungen (z.B. Windows oder Apple iOS).

2.3 Strukturelle und änderungsbezogene Tests

Nach ISTQB gibt es neben den funktionalen und nicht-funktionalen Tests noch zwei weitere Testarten: nämlich strukturelle und änderungsbezogene Tests.

Ersteller: Lisa Wendland; Quelle: Software Testing Academy

Strukturelle Tests  – auch: White-Box-Tests – können in allen Teststufen angewandt werden. Strukturelle Tests setzen immer auch auf Modellen der Software auf. Ein großes Plus der strukturellen Tests ist, dass es bei ihrer Anwendung oft einfach möglich ist, die Testintensität messbar zu machen – als sogenannte Testüberdeckung.

Als änderungsbezogenes Testen wird das Testen bezeichnet, das durch Änderung einer Komponente oder eines Systems veranlasst wird. Konkret gibt es hierbei nochmals zwei Testarten zu unterscheiden: Den Fehlernachtest, was den Test bezeichnet, der die erfolgreiche Beseitigung eines Fehlers validiert sowie den Regressionstest, durch den geprüft wird, ob durch eine Änderung noch zusätzliche, ungewollte Änderungen oder Seiteneffekte entstanden sind.

Literaturangaben

Spillner, A., Linz, T. Basiswissen Softwaretest – Aus- und Weiterbildung zum Certified Tester, 6. Auflage, 2019, dpunkt Verlag

Certified Tester Foundation Level Syllabus – Version 2018 V3.1D