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Verificação,ValidaçãoeTestes
LeonardoGrestaPaulinoMurtaleomurta@ic.uff.br
Oqueé?• “HerraréUmano!!!”– Masnossosusuáriosnãotemculpa
– PrecisamosfazeromáximoparaentregarsoJwaredequalidade
• ObjeMvosdeVV&T– Assegurarqueestamosfazendodeformacorretaoprodutocorreto
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Ciclodepropagação
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1–Desenvolvedorcometeumengano(mistake)
2–SoJwarecomdefeito(fault)
3–Defeitoéexercitadoegeraumerro(error)
001101
2+2=5
4–SoJwarefalha(failure)
5–Usuáriosofreasconsequências
001101
max(1,0)à0
TestexDepuração
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1–Desenvolvedorcometeumengano(mistake)
2–SoJwarecomdefeito(fault)
3–Defeitoéexercitadoegeraumerro(error)
001101
2+2=5
4–SoJwarefalha(failure)
001101
max(1,0)à0
TestebuscaporfalhasouerrosexercitandoosoJwarecomoumtodooupartesdele
TestexDepuração
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1–Desenvolvedorcometeumengano(mistake)
2–SoJwarecomdefeito(fault)
3–Defeitoéexercitadoegeraumerro(error)
001101
2+2=5
4–SoJwarefalha(failure)
001101
max(1,0)à0
DepuraçãobuscaecorrigedefeitosquesãoresponsáveisporfalhasouerrosdosoJware
Vamosentãofazertestesparatodasaspossibilidadesexistentes!
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Vamosentãofazertestesparatodasaspossibilidadesexistentes!
• Infelizmente,issoéimpossível• Exemplo– Programasimples,com2loopsaninhadosqueexecutam6vezescadae1if-then-elsedentro
– Aproximadamente236caminhosdeexecuçãopossíveis– Assumindoqueamáquinaexecuta1testepormilissegundo
– Seriamnecessários2anosininterruptosdeprocessamento• ImaginetestarexausMvamenteoDebianGNU/LINUX4,comsuas283MLOCs!!!
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 7
VerificaçãoxValidação• Verificação– EstamosfazendocorretamenteosoJware?– Aderênciaaosrequisitosespecificados
• Validação– EstamosfazendoosoJwarecorreto?– Aderênciaaosrequisitosdesejadosdousuário
• NãoadiantafazercomperfeiçãoumsoJwarequenãosejaoqueousuáriodeseja!
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VerificaçãoxValidação
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Requisitos Arquitetura Código
Verificação
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?
Verificação
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Desenvolvimento
Requisitos Arquitetura Código
Verificação
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Desenvolvimento
Verificação
Requisitos Arquitetura Código
TestedeUnidade
TestedeIntegração
Validação
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?
Validação
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Validação
Requisitos
Especificação
Validação
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Validação
Requisitos
TestedeAceitação(homologação)
Especificação
VerificaçãoxValidação
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Verificação
Anatomiadetestes
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Sistemasendotestado
Casodeteste
Oráculo
DadosestansMcos
Sistemaslegados
Valoresdeexemplo Especialista
Resultado
Dadosdeteste
Pontosimportantes• Verificaçãonãoprecisaserfeitasomentequandoexistecódigo– InspeçõessãotécnicasefeMvasparaidenMficaçãodedefeitos,mesmoantesdetercódigo
• Testesdevemseraplicadosnaspartes,parasóentãoseraplicadonotodo– Facilitaoisolamentoealocalizaçãoposteriordedefeitos
• Quemfazostestes?– Oprópriodesenvolvedor,emrelaçãoàspartes(testesdeunidade)
– Umaequipeprópriaeindependentedetestes,emrelaçãoaotodo(testesdeintegração)
– Ousuário(testesdeaceitação)LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 18
Pontosimportantes• TestesnãosubsMtuemprodutosdequalidade– Produtosdebaixaqualidade,aoseremsubmeMdosatestes,precisarãoserrefeitos(retrabalho!!!)
• ParaquetestessejamefeMvos,planejamentoéfundamental– Énecessárioestabelecerumobje>voclarodetestes– Éimportanteoalinhamentodostestescomosperfisdosusuários
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CaracterísMcasdeumbomcasodeteste
• Teraltaprobabilidadedeencontrarerros– Conheceroprodutoeexploraraspectosdiferenciados
• Nãoserredundante– Estabelecerclaramenteopropósitodecadateste(planejamento)
• Nãoserdemasiadamentecomplexo– Decomporostestesdeformaquecadatestefoqueemsomenteumobje>vo
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Exercício• Etapa1– Codifiquenopapelumalgoritmoparaordenação– Definaalgunstestesparaessealgoritmo
• Etapa2– Insirapropositalmenteumdefeitonoseualgoritmo
• Etapa3– Passeoseualgoritmoparaoutrogrupoerecebaoalgoritmodeoutrogrupo
– Apliqueseustestessobreoalgoritmorecebido– Seustestesforamcapazesdedetectarafalhanoalgoritmo?
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Testecaixabrancaxcaixapreta• DuasestratégiasdisMntasparaelaboraçãodetestes• Testecaixabranca– Tambémconhecidocomotesteestrutural– Conheceointeriordoproduto– UMlizaesseconhecimentonadefiniçãodaestratégiadeteste– Encontraerros
• Testecaixapreta– Tambémconhecidocomotestefuncional– Nãoconheceointeriordoproduto– UMlizasomenteosrequisitosnadefiniçãodaestratégiadeteste– Encontrafalhas
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Metadotestecaixabranca• GaranMrquetodososcaminhosindependentesforamexercitadosaomenosumavez– Umcaminhoindependenteéumcaminhoqueexercitaalgumanovainstruçãooucondiçãodoprograma
• GaranMrquetodasasdecisõeslógicasforamexercitadasdonosdoissenMdos(V/F)
• GaranMrquetodososloopsforamexercitadosnosseusvaloresdefronteira
• GaranMrqueasestruturasdedadosinternasforamexercitadasparaassegurarasuaintegridade
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Testedefumaça• Metáforaafumaçageradaporcircuitoeletrônicocomdefeitonasuaprimeiraexecução
• Consisteemfazerumtestesuperficialqueindicaaviabilidadederodarosdemaistestes– TodasaspartessãocombinadaseégeradoumbuilddosoJware
– EssebuildésubmeMdoatestesbásicos
– EsseprocessoérepeMdofrequentemente(e.g.,diariamente)
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Testesdeunidade• Focoemtestarcaminhosespecíficosdoproduto(caixabranca)
• Visater100%decobertura– Nestecaso,100%decoberturarepresentandoaexecuçãodetodasaslinhasdocódigo
– Jávimosqueéimpossívelter100%decoberturaparatodososcaminhospossíveisdeexecução!!!
• Normalmentecapturaerrosdecálculos,comparaçõesefluxodecontrole– Éfundamentaltestarasfronteiras– Ex.:valores-1,0,n,(n+1)paraumloopde0an
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Testesdeunidade(Drivers&stubs)
• Paraviabilizarotestedeunidade,énecessárioconstruirdriversestubs
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Parteasertestada
Driver
Stub1 Stub2
Chamadaafuncionalidadesaseremtestadas
Chamadasafuncionalidadesqueretornamvalorespredefinidos
Testesdeunidade• Esenãodertempoparafazertodosostestesdeunidade?– Seconcentreaomenosnaspartescommaiorcomplexidade
– Paraissoénecessáriocalcularacomplexidadeciclomá>cadaspartes
• ComplexidadeciclomáMcaéonúmerodecaminhosindependentesdeumprograma
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Projetodetestes• Métododeconjuntobásico(basisset)– Visaexercitaraomenosumaveztodasassentenças
deumprograma– Sebaseianografodefluxo(flowgraph)doprograma
enasuacomplexidadeciclomáMca– Permiteencontrarquantossãooscaminhos
independentesdeteste– Permiteencontrarpossíveisconjuntosmínimosde
caminhosindependentesdeteste
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Projetodetestes1. Gerarografodefluxos(flowgraph)paracada
parte(método,procedimento,função,etc.)• sentençaa;sentençab;sentençac;...(1)
• ifa(1)thenb(2)elsec(3)endif(4)
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12
34
1
Projetodetestes• whilea(1)dob(2)endwhile(3)[ou]• fora(1)dob(2)endfor(3)
• doa(1)whileb(2)enddo(3)[ou]• repeata(1)unMlb(2)enddo(3)
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1 2 3
1 2 3
Projetodetestes• switcha(1)caseb(2);casec(3)cased(4)...
endswitch(5)
• Tratamentoespecialparaexpressõesbooleanas– ifa(1)OUb(2)thenc(3)elsed(4)endif(5)
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1
2
3 5
4
13
25
4
Projetodetestes2. CalcularacomplexidadeciclomáMcadografode
fluxos
• V(G)=E–N+2– Géografodefluxo– V(G)éacomplexidadeciclomáMcadografodefluxo
G– EéonúmerodearestasdografoG– NéonúmerodevérMcesdografoG
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Projetodetestes3. IdenMficarV(G)caminhosindependentesque
formemoconjuntobásico– Fazerumabuscaemprofundidadepeloscaminhos
possíveis,sempreadicionandoalgumaarestanova
4. Elaborarcasosdetestecomvaloresdeentradaqueexercitemcadaumdoscaminhosindependentesdoconjuntobásico
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Exemplo(quicksort)publicList<String>ordena(List<String>listaDesordenada){List<String>listaOrdenada=newArrayList<String>();if(listaDesordenada.size()>1){Stringpivo=listaDesordenada.get(0);List<String>listaMenoresDesordenada=newArrayList<String>();List<String>listaMaioresDesordenada=newArrayList<String>();for(inti=1;i<listaDesordenada.size();i++){Stringelemento=listaDesordenada.get(i);if(elemento.compareTo(pivo)<0){listaMenoresDesordenada.add(elemento);}else{listaMaioresDesordenada.add(elemento);}}listaOrdenada.addAll(ordena(listaMenoresDesordenada));listaOrdenada.add(pivo);listaOrdenada.addAll(ordena(listaMaioresDesordenada));}else{listaOrdenada.addAll(listaDesordenada);}returnlistaOrdenada;}
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Extraçãodografodefluxo...publicList<String>ordena(List<String>listaDesordenada){List<String>listaOrdenada=newArrayList<String>();if(listaDesordenada.size()>1){Stringpivo=listaDesordenada.get(0);List<String>listaMenoresDesordenada=newArrayList<String>();List<String>listaMaioresDesordenada=newArrayList<String>();for(inti=1;i<listaDesordenada.size();i++){Stringelemento=listaDesordenada.get(i);if(elemento.compareTo(pivo)<0){listaMenoresDesordenada.add(elemento)}else{listaMaioresDesordenada.add(elemento);}}listaOrdenada.addAll(ordena(listaMenoresDesordenada));listaOrdenada.add(pivo);listaOrdenada.addAll(ordena(listaMaioresDesordenada));}else{listaOrdenada.addAll(listaDesordenada);}returnlistaOrdenada;}
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1
3
4
75
9810
12 13
2
6
11
14
GrafodefluxoecomplexidadeciclomáMca
• V(G)=E–N+2=16–14+2=4– Teste1:1,2,12,13,14– Teste2:1,2,3,4,10,11,13,14(impossível)– Teste3:1,2,3,4,5,6,7,9,4,10,11,13,14– Teste4:1,2,3,4,5,6,8,9,4,10,11,13,14
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2
3
1
4 5 1067
89 11
12
13 14
Exemplo(teste1comJUnit)
@Testpublicvoidteste1(){List<String>listaDesordenada=Arrays.asList("abc");List<String>oraculo=Arrays.asList("abc");List<String>resultado=quicksort.ordena(listaDesordenada);assertEquals(oraculo,resultado);}
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Exemplo(teste2comJUnit)
@Testpublicvoidteste2(){List<String>listaDesordenada=Arrays.asList("def","abc");List<String>oraculo=Arrays.asList("abc","def");List<String>resultado=quicksort.ordena(listaDesordenada);assertEquals(oraculo,resultado);}
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 38
Exemplo(teste3comJUnit)
@Testpublicvoidteste3(){List<String>listaDesordenada=Arrays.asList("abc","def");List<String>oraculo=Arrays.asList("abc","def");List<String>resultado=quicksort.ordena(listaDesordenada);assertEquals(oraculo,resultado);}
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Exemplo(resultadonoJUnit)
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Exemplo(quicksortcomdefeito)publicList<String>ordena(List<String>listaDesordenada){List<String>listaOrdenada=newArrayList<String>();if(listaDesordenada.size()>1){Stringpivo=listaDesordenada.get(0);List<String>listaMenoresDesordenada=newArrayList<String>();List<String>listaMaioresDesordenada=newArrayList<String>();for(inti=1;i<listaDesordenada.size()-1;i++){Stringelemento=listaDesordenada.get(i);if(elemento.compareTo(pivo)<0){listaMenoresDesordenada.add(elemento)}else{listaMaioresDesordenada.add(elemento);}}listaOrdenada.addAll(ordena(listaMenoresDesordenada));listaOrdenada.add(pivo);listaOrdenada.addAll(ordena(listaMaioresDesordenada));}else{listaOrdenada.addAll(listaDesordenada);}returnlistaOrdenada;}
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Exemplo(resultadonoJUnitcomdefeito)
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Exemplo(coberturadostestescomEMMA)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 43
Exemplo(coberturadostestescomEMMA)
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Exemplo(coberturadoteste1comEMMA)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 45
Exemplo(coberturadoteste1comEMMA)
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Projetodetestes(outrasestratégias)
• Testesbaseadosemdefeitos– VisaidenMficarosMposdedefeitomaisprováveis– Projetatestesquesãoeficazesnadescobertadeerrosoriundosdessesdefeitos
• Testesbaseadosemcenários– Projetatestesemfunçãodosprincipaiscenáriosdeusodosistema,enãonasfuncionalidadesdosistema
– Éguiadopelousuário,enãopelaestruturaLeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 47
Tratamentodeexceções• ÉumaboapráMcaconstruirsoJwarecapazdetratarassuasprópriasexceções(erros)
• Nestecaso,otratamentodeexceçõesprecisatambémsertestado– Amensagemquedescreveaexceçãoécompreensível?– Amensagemcorrespondeaoerro?– OmecanismouMlizadoparaotratamentoéapropriado?– AmensagempermiMráqueosdesenvolvedoreslocalizemodefeito?
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 48
Exercício• ApliquejUnit(ouqualqueroutroxUnit)sobrealgumapartedotrabalhodocurso
• ExibaacoberturadetestesuMlizandoEMMA(ouqualqueroutraferramenta)
• Dica:oNetBeanstemambasasferramentas– h�p://www.netbeans.org– JUnitjávemnadistribuiçãopadrãodoNetBeans– EMMAéumplugin-h�p://codecoverage.netbeans.org
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 49
Exercícios• Tragaumexemplodacriaçãodestubscoma
ferramentaMockito,EasyMockoujMock(oualgumaoutraquevocêconheça)– h�p://www.mockito.org– h�p://www.easymock.org– h�p://www.jmock.org
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 50
DesenvolvimentoDirigidoaTestes(TDD–métodoágil)
• Inverteaordem,colocandotesteantesdacodificação(testfirst)1. Otesteéconstruídoantesdaimplementaçãoda
funcionalidade2. Otestedevefalharnessemomento(vermelho)3. Éfeitoocódigomaissimplescapazdeatenderaoteste
(verde)4. OcódigoérefatoradocomoobjeMvodeaumentara
qualidadedoproduto5. Retornaaopasso1enquantoMveremnovas
funcionalidadesaseremimplementadas
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 51
Testesdeintegração• Focoemcombinaraspartesdoprodutoetestaraspartesemconjunto
• Visaanalisaroprodutoemtermosdeentradasesaídas(caixapreta)– Eventualmentetestatambémcaminhosespecíficosdegranderelevância
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 52
Estratégiasparaintegração• Bigbang– Jogaforaosdriversestubs,conectatodasaspartes,eexecutatodosostestesdeintegração
– Geranormalmenteumgrandenúmerodeerros– Tornadi�cilaaMvidadededepuração
• Incremental– Aospoucos,segundoalgumcritério,driversestubssãosubsMtuídosporpartesreaisdosoJware,eostestesdeintegraçãosãoexecutados
– OserrosaparecemgradaMvamente– OespaçodebuscaparaaMvidadededepuraçãoémenor
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 53
Exercício• AssumaqueosvérMcesabaixosejamclassesdeumsistema
orientadoaobjetos,easarestasassuasdependênciasondeAàBsignificaAdependedeB.– Qualcritériodeintegraçãoincrementalvocêadotaria?– QualMpodebusca(larguraouprofundidade)implementaessecritério?
– QualseriaumapossívelordemdeintegraçãoassumindoqueaclasseAéresponsávelpelainicializaçãodosistema(classeraiz)?
F
G
J
H
I
B
A
C
D
E
LeonardoMurta 54Verificação,ValidaçãoeTestes
Integraçãotop-down• AparteraizdaárvorededependênciastemseusstubsgradaMvamentesubsMtuídosporpartesreaisdosistema
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 55
ADriverStubB
StubC
BDriver StubD
CDriverStubE
StubF
...
...
ADriver
B StubD
CStubE
StubF
...
Integraçãobo?om-up• AspartesfolhadaárvorededependênciastêmseusdriversgradaMvamentesubsMtuídosporpartesreaisdosistema
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 56
ADriverStubB
StubC
BDriver StubD
CDriverStubE
StubF
...
...
ADriverStubB
StubC
BDriver
CDriver
...F
E
D
Top-downxbo?om-up• Integraçãotop-down,apesardefazersenMdo,manteráousodestubsportodosospassosdeintegraçãoincremental,menosoúlMmo
• Integraçãobo?om-updefatosubsMtuigradaMvamentestubsporpartesreais– Ostestesmanipulamdadosprocessadosenãoconstruídosporstubs
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 57
Exercício• Definaaestratégiaaseradotadapeloseugrupoparatestesdeintegraçãodotrabalhodocurso
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 58
Testedesistema• TranscendeosoJware• Ocorredepoisdosdemaisteste
• VisagaranMrqueosoJwarefuncionacorretamentecomosdemaiselementosdosistema
• Exemplo– Hardware-in-the-loop
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 59
Testedesistema(Mpos)
• Testederecuperação– Forçasituaçõesextremas– Verificacomoosistemasecomportaposteriormente
• Testedesegurança– Verificaseosistematembrechasquepossibiliteminvasões
– Emalgunscasos,hackerssãocontratadosparaessefim• Testedeestresse(carga)– SubmeteosoJwareaumaelevadademandadeuMlização– Verificacomoaqualidadedeserviçovariaemfunçãodessademanda
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 60
Exemplo(Selenium–gravaçãoereprodução)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 61
Exemplo(Selenium–exportação)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 62
Exemplo(Selenium–exportadoparaJUnit)
packagecom.example.tests;importcom.thoughtworks.selenium.*;importjava.uMl.regex.Pa�ern;publicclassUnMtledextendsSeleneseTestCase{
publicvoidsetUp()throwsExcepMon{ setUp("h�p://www.google.com.br/","*chrome");}publicvoidtestUnMtled()throwsExcepMon{ selenium.open("/"); selenium.type("q","EngenhariadeSoJwareuff"); selenium.click("btnG"); selenium.waitForPageToLoad("30000"); selenium.click("//ol[@id='rso']/li[1]/h3/a/em"); selenium.waitForPageToLoad("30000"); verifyTrue(selenium.isTextPresent("LeonardoGrestaPaulinoMurta"));}
}
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Exemplo(jMeter–configuraçãodacarga)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 64
Exemplo(jMeter–adiçãodetestador)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 65
Exemplo(jMeter–resultados)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 66
Exemplo(profilingdeCPU)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 67
Exemplo(profilingdememória)
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 68
Exercício• UMlizeSelenium,jMeteroualgumprofilersobreotrabalhodocursoeapresenteosresultadosobMdos
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 69
Testederegressão• NãoémaisumMpodeteste,massimumpapelquepodeserempenhadopordiferentesMposdeteste
• Visaevitarquedefeitosjácorrigidosretornemaoproduto
• Muitousadoemtestesdeintegração,ondetestesanterioressãoaplicados
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 70
Testesdeaceitação• Focoemapresentaroprodutoaousuárioparaqueoprodutosejahomologado
• Visaestabelecercritériosparaaceitação– Funcionais– Comportamentais– Dedesempenho
• Tiposdetestedeaceitação– Alfa– Beta
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 71
Cenárionpicodevalidação
LeonardoMurta Verificação,ValidaçãoeTestes 72
Sistemasendotestado
Testesformais(critérios,planos,etc.)
Testesinformais(adhoc)Semanasoumeses
SistemaanMgo(manualou
automaMzado)
UMlizaçãoemparalelo
Testesalfa
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Sistemasendotestado
Usa
Ambientecontrolado(e.g.,localdodesenvolvimento)
Observa
(numeroreduzido)
Testesbeta
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Sistemasendotestado
Usa
Ambientereal(e.g.,localdeprodução)
Reportaproblemas
SistemadeControledeSolicitações
Referências• Pilone,D.;Miles,R.;2008.HeadFirstSoJwareDevelopment.O’ReillyMedia.
• Pressman,R.S.;2004.SoJwareEngineering:APracMMoner’sApproach.6ed.McGraw-Hill.
LeonardoMurta 75Verificação,ValidaçãoeTestes
Verificação,ValidaçãoeTestes
LeonardoGrestaPaulinoMurtaleomurta@ic.uff.br
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