Técnica de Prueba de condiciones - Pruebas de Caja Blanca

La prueba de condiciones es un método de diseño de casos de prueba que ejercita las condiciones lógicas contenidas en el módulo de un programa. Se basa en el criterio de que si un conjunto de pruebas de un programa P es efectivo para detectar errores en las condiciones que se encuentran en P, es probable que el conjunto de pruebas sea también efctivo para detectar otros errores en el programa P.

Para una expresión relacional de la forma:

E1 <operador relacional> E2

se requieren tres pruebas: el valor de E1 mayor, menor o igual que el de E2. La prueba que haga el valor de E1 mayor o menor que el de E2 debe hacer que la diferencia entre estos dos valores sea lo más pequeña posible.

Si la expresión es de la forma B1 & B2 donde B1 y B2 son variables lógicas, esta se cubre para B1 verdadero y B2 falso, B1 falso y B2 verdadero y ambos B1 y B2 verdadero.

Técnica de Camino Básico - Pruebas de Caja Blanca

El método del camino básico, propuesto por Tom McCabe, permite al diseñador de casos de prueba obtener una medida de la complejidad lógica de un diseño procedimental y usar esa medida como guía para la definición de un conjunto básico de caminos de ejecución. Los casos de prueba derivados del conjunto básico garantizan que durante la prueba se ejecuta por lo menos una vez cada sentencia de programa.

Cualquier representación del diseño procedimental se puede traducir a un grafo de flujo. La complejidad ciclomática de este grafo (como se definió en la clase anterior) define el número de caminos independientes del conjunto básico de un programa y nos da un límite superior para el número de pruebas que se deben realizar para asegurar que se ejecuta cada sentencia al menos una vez.

Un camino independiente es cualquier camino del programa que introduce por lo menos un nuevo conjunto de sentencias de procesamiento o una nueva condición.

En términos del grafo de flujo, un camino independiente se debe mover por lo menos por una arista que no haya sido recorrida anteriormente a la definición de un camino.

La complejidad se puede calcular de tres formas:

1.- El numero de regiones del grafo de flujo
2.- Aristas - Nodos + 2
3.-Nodos predicado + 1 (un nodo predicado es el que representa una condicional if o case, es decir, que de él salen varios caminos)
El valor de V(G) nos da el número de caminos linealmente independientes de la estructura de control del programa. Entonces se preparan los casos de prueba que forzarán la ejecución de cada camino del conjunto básico.

Ejemplo:
Diseñemos un algoritmo que sea capaz de procesar una situación de overflow cuando un conjunto de N pilas comparten un área de memoria común de M localizaciones enumeradas de L0 a Lm.

L0 L1 L2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM

Entradas al programa:

N - Cantidad de pilas
b(j), t(j) J = 1, ..., N
i - Pila donde se va a efectuar una inserción
 

Si t(i) > b(i+1) ocurre overflow. Tres casos son posibles:
 

1.- ¿Existe espacio a la izquierda? Se decrementa j desde i hasta 1 hasta encontrar que t(j) <= b(j+1). Si se encuentra, se corren a la izquierda una posición todas las pilas desde la j+1 hasta la pila i. Posteriormente se procede a ejecutar la inserción abandonada.
 

2.- Si no existe espacio a la izquierda ¿existe a la derecha? Se incremente j desde i hasta M hasta encontrar que t(j) <= b(j+1). Si es así, se corren todas las pilas 1 posición a la derecha desde la i+1 hasta la j. Efectuar la inserción abandonada.
 

3.- Si no existe espacio a la derecha ni a la izquierda, el overflow no tiene solución.

Caminos:

1 2 9
1 3 4 5 7 9
1 3 4 6 8 7 9
1 3 4 6 9

Los casos de prueba deben explotar los caminos anteriores.

Pruebas de Caja Blanca

La prueba de caja blanca se basa en el diseño de casos de prueba que usa la estructura de control del diseño procedimental para derivarlos. Mediante la prueba de la caja blanca el ingeniero del software puede obtener casos de prueba que:

1. Garanticen que se ejerciten por lo menos una vez todos los caminos independientes de cada módulo, programa o método.
2. Ejerciten todas las decisiones lógicas en las vertientes verdadera y falsa.
3. Ejecuten todos los bucles en sus límites operacionales.
4. Ejerciten las estructuras internas de datos para asegurar su validez.

Es por ello que se considera a la prueba de Caja Blanca como uno de los tipos de pruebas más importantes que se le aplican a los software, logrando como resultado que disminuya en un gran porciento el número de errores existentes en los sistemas y por ende una mayor calidad y confiabilidad.

Técnica de Camino básico

La prueba del camino básico es una técnica de prueba de la Caja Blanca propuesta por Tom McCabe.

Esta técnica permite obtener una medida de la complejidad lógica de un diseño y usar esta medida como guía para la definición de un conjunto básico.

La idea es derivar casos de prueba a partir de un conjunto dado de caminos independientes por los cuales puede circular el flujo de control. Para obtener dicho conjunto de caminos independientes se construye el Grafo de Flujo asociado y se calcula su complejidad ciclomática. Los pasos que se siguen para aplicar esta técnica son:

1. A partir del diseño o del código fuente, se dibuja el grafo de flujo asociado.
2. Se calcula la complejidad ciclomática del grafo.
3. Se determina un conjunto básico de caminos independientes.
4. Se preparan los casos de prueba que obliguen a la ejecución de cada camino del conjunto básico.

Los casos de prueba derivados del conjunto básico garantizan que durante la prueba se ejecuta por lo menos una vez cada sentencia del programa.

Técnica de Notación de Grafo de Flujo

Para aplicar la técnica del camino básico se debe introducir una sencilla notación para la representación del flujo de control, el cual puede representarse por un Grafo de Flujo. Cada nodo del grafo corresponde a una o más sentencias de código fuente. Todo segmento de código de cualquier programa se puede traducir a un Grafo de Flujo. Para construir el grafo se debe tener en cuenta la notación para las instrucciones. Un Grafo de Flujo está formado por 3 componentes fundamentales que ayudan a su elaboración, comprensión y nos brinda información para confirmar que el trabajo se está haciendo adecuadamente.

Los componentes son:

Nodo

Cada círculo representado se denomina nodo del Grafo de Flujo, el cual representa una o más secuencias procedimentales. Un solo nodo puede corresponder a una secuencia de procesos o a una sentencia de decisión. Puede ser también que hallan nodos que no se asocien, se utilizan principalmente al inicio y final del grafo.

Aristas

Las flechas del grafo se denominan aristas y representan el flujo de control, son análogas a las representadas en un diagrama de flujo. Una arista debe terminar en un nodo, incluso aunque el nodo no represente ninguna sentencia procedimental.

Regiones

Las regiones son las áreas delimitadas por las aristas y nodos. También se incluye el área exterior del grafo, contando como una región más. Las regiones se enumeran. La cantidad de regiones es equivalente a la cantidad de caminos independientes del conjunto básico de un programa.

Cualquier representación del diseño procedimental se puede traducir a un grafo de flujo. Cuando en un diseño se encuentran condiciones compuestas (uno o más operadores AND, NAND, NOR lógicos en una sentencia condicional), la generación del grafo de flujo se hace un poco más complicada.

Técnica Complejidad Ciclomática

La complejidad ciclomática es una métrica de software extremadamente útil pues proporciona una medición cuantitativa de la complejidad lógica de un programa. El valor calculado como complejidad ciclomática define el número de caminos independientes del conjunto básico de un programa y nos da un límite superior para el número de pruebas que se deben realizar para asegurar que se ejecute cada sentencia al menos una vez. Un camino independiente es cualquier camino del programa que introduce por lo menos un nuevo conjunto de sentencias de procesamiento o una nueva condición. El camino independiente se debe mover por lo menos por una arista que no haya sido recorrida anteriormente.