애플리케이션 테스트

애플리케이션 테스트란?

애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차로 개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation)하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verification)하는 것

애플리케이션 테스트의 필요성

• 프로그램 실행 전에 오류를 발견하여 예방할 수 있으며제품의 신뢰도를 향상시킨다.
  • 개발 초기부터 애플리케이션 테스트를 계획하고 시작하면 단순한 오류 발견뿐만 아니라 새로운 오류의 유입도 예방할 수 있다.
• 애플리케이션 테스트를 효과적으로 수행하면 최소한의 시간과 노력으로 많은 결함을 찾을 수 있다.

애플리케이션 테스트의 기본 원리

• 애플리케이션 테스트는 소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없다.
  • 애플리케이션의 결함은 대부분 개발자의 특성이나 애플리케이션의 기능적 특징 때문에 특정 모듈에 집중되어 있다.
  • 애플리케이션의 20%에 해당하는 코드에서 전체 80%의 결함이 발견된다고 하여 파레토 법칙을 적용하기도 한다.
• 동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복했을 때 더 이상 결함이 발견되지 않는 '살충제 패러독스(Pesticide Paradox)' 를 방지하기 위해 테스트 케이스를 지속적으로 보완 및 개선해야 한다.
• 애플리케이션 테스트는 정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 한다.
• 소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없다.
  • 이것을 오류-부재의 궤변(Absence of Errors Fallacy)이라고 한다.
• 테스트는 개발자와 관계없는 별도의 팀에서 수행해야 하며 테스트는 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하여 진행해야 한다.

프로그램 실행 여부에 따른 테스트

애플리케이션 테스트를 진행할 때 프로그램의 실행 여부에 따라 정적 테스트와 동적 테스트로 나뉜다.

• 정적 테스트
  • 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스 코드를 대상으로 분석하는 테스트
  • 소프트웨어 개발 초기에 결함을 발견할 수 있어 소프트웨어의 개발 비용을 낮추는데 도움
    • 워크스루, 인스펙션, 코드 검사 등
• 동적 테스트
  • 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트
  • 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행할 수 있음
    • 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트

테스트 기반(Test Bases)에 따른 테스트

애플리케이션 테스트를 진행할 때 무엇을 기반으로 수행하느냐에 따라 명세 기반, 구조 기반, 경험 기반 테스트로 나뉜다.

• 명세 기반 테스트
  • 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트
    • 동등 분할, 경계 값 분석 등
• 구조 기반 테스트
  • 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트
    • 구분 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 수행
    • 에러 추정, 체크 리스트, 탐색적 테스팅

시각에 따른 테스트

애플리케이션 테스트를 진행할 때 누구를 기준으로 하느냐에 따라 검증 테스트와 확인 테스트로 나뉜다.

• 검증(Verification) 테스트
  • 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트하는 것
  • 제품이 명세서대로 완성됐는지를 테스트
• 확인(Validation) 테스트
  • 사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트하는 것
  • 사용자가 요구한대로 제품이 완성됐는지, 제품이 정상적으로 동작하는지를 테스트

목적에 따른 테스트

애플리케이션 테스트를 진행할 떄 무엇을 목적으로 진행하느냐에 따라 회복, 안전, 강도, 성능, 구조, 회귀, 병행 테스트로 나뉜다.

• 회복(Recovery) 테스트
  • 시스템에 여러 결함을 주어 실패하도록 한 후 올바르게 복구되는지를 확인하는 테스트
• 안전(Security) 테스트
  • 시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로 부터 시스템을 보호할 수 있는지를 확인하는 티스트
• 강도(Stress) 테스트
  • 시스템에 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에도 정상적으로 실행되는지를 확인하는 테스트
• 성능(Performance) 테스트
  • 소프트웨어의 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트로 주로 소프트웨어의 응답시간, 처리량 등을 테스트함
• 구조(Structure) 테스트
  • 소프트웨어 내부의 논리적인 경로, 소스 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트
• 회구(Regression) 테스트
  • 소프트웨어의 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없음을 확인하는 테스트
• 병행(Parallel) 테스트
  • 변경된 소프트웨어와 기존 소프트웨어에 동일한 데이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트

개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

애플리케이션 테스트는 소프트웨어의 개발 단계에서부터 테스트를 수행하므로 단순히 소프트웨어에 포함된 코드 상의 오류 뿐만 아니라 요구 분석의 오류, 설계 인터페이스 오류 등도 발견할 수 있다.

애플리케이션 테스트와 소프트웨어 개발 단계를 연결하여 표현한 것을 V-모델이라고 한다.

https://naminal.tistory.com/185

단위 테스트(Unit Test)

• 코딩 직후 소프트웨어 설계의 최소 단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트하는 것
• 사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선으로 수행
• 인터페이스, 외부적 I/O, 자료 구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사
• 구조 기반 테스트(화이트박스 테스트), 명세 기반 테스트(블랙박스 테스트) 중 주로 구조 기반 테스트를 시행
• 발견 가능한 오류로는 알고리즘 오류에 따른 원치 않는 결과, 무한루프 등이 있다.

통합 테스트(Integration Test)

• 단위 테스트(Unit Test)가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트
• 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사

비점진적 통합 방식	단계적으로 통합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 있는 프로그램 전체를 테스트하는 방법 단시간 내에 테스트가 가능하여 규모가 작은 소프트웨어에 유리 전체 프로그램을 대상으로 하기 때문에 오류 발견 및 장애 위치 파악 및 수정이 어려움
점진적 통합 방식	모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법 하향식, 상향식, 혼합식 통합 방식이 있음 오류 수정이 용이하고 인터페이스와 연관된 오류를 완전히 테스트할 가능성이 높음

하향식 통합 테스트(Top Down Integration Test)

• 깊이 우선 통합법, 넓이 우선 통합법을 사용하여 주요 제어 모듈을 기준으로 하여 아래 단계로 이동하면서 통합
• 테스트 초기부터 사용자에게 시스템 구조를 보여줄 수 있으며 상위 모듈에서는 테스트 케이스를 사용하기 어려움

1. 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 테스트 스텁(Test Stub)으로 대체
2. 깊이 우선 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체됨
3. 모듈이 통합될 때마다 테스트 실시
4. 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 이미 테스트된 프로그램의 테스팅을 반복하는 회귀 테스트 실시

상향식 통합 테스트(Bottom Up Integration Test)

• 가장 하위 단계의 모듈부터 통합 및 테스트가 수행되므로 스텁(Stub)은 필요하지 않지만 하나의 주요 제어 모듈과 관련된 종속 모듈의 그룹인 클러스터(Cluster)가 필요함

1. 하위 모듈을 클러스터(Cluster)로 결합
2. 상위 모듈에서 데이터의 입출력을 확인하기 위해 더비 모듈인 드라이버(Driver) 작성
3. 통합된 클러스터 단위로 테스트
4. 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체

혼합식 통합 테스트

하위 수준에서는 상향식 통합, 상위 수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식

시스템 테스트(System Test)

• 개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는지를 점검하는 테스트
• 비기능적 요구사항으로 구분하여 각각을 만족하는지 테스트

인수 테스트(Acceptance Test)

• 개발된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 충적하는지에 중점을 두고 테스트
• 인수 테스트에서 문제가 없으면 프로젝트는 종료되며 다음의 6가지 종류로 구분하여 테스트

테스트 종류	설명
사용자 인수 테스트	사용자가 시스템 사용의 적절성 여부 확인
운영상의 인수 테스트	시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법 백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리, 정기 점검 등을 확인
계약 인수 테스트	계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부 확인
규정 인수 테스트	소프트웨어가 정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발됐는지 확인
알파 테스트	개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법 통제된 환경에서 진행되며 오류와 사용상의 문제점을 사용자와 개발자가 함께 확인하면서 기록
베타 테스트	선정된 최종 사용자가 여러 명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법 개발자에 의해 제어되지 않은 상태에서 발견된 오류와 문제점을 기록하여 개발자에게 주기적으로 보고

애플리케이션 테스트 프로세스

개발된 소프트웨어가 사용자의 요구대로 만들어졌는지, 결함은 없는지 등을 테스트하는 절차로 다음과 같은 순서로 진행된다.

• 테스트 계획 ➡️ 테스트 분석 및 디자인 ➡️ 테스트 케이스 및 시나리오 작성 ➡️ 테스트 수행 ➡️ 테스트 결과 평가 및 리포팅 ➡️ 결함 추적 및 관리 

테스트 오라클

테스트 오라클은 테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동으로 다음의 특징을 가진다.

• 제한된 검증 : 테스트 오라클을 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없다.
• 수학적 기법 : 테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이용하여 구할 수 있다.
• 자동화 기능 : 테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화할 수 있다.

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 오라클
추정(Heuristic) 오라클	특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 샘플링 오라클을 개선한 오라클
일관성 검사(Consistent) 오라클	애플리케이션의 변경이 있을 떄 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과 값이 동일한지를 확인하는 오라클

테스트 자동화 도구

테스트 자동화 도구를 사용함으로써 휴먼 에러(human Error)를 줄이고 테스트의 정확성 유지 및 품질 향상을 위해 테스트 절차를 스크립트 형태로 구현한 자동화 도구를 적용하여 쉽고 효율적으로 테스트를 수행할 수 있도록 한 것

• 테스트 절차를 고려하여 재사용 및 측정이 불가능한 테스트 프로그램은 제외한다.
• 모든 테스트 과정을 자동화할 수 있는 도구는 없으므로 용도에 맞는 적절한 도구를 선택해서 사용한다.

장점	인력 및 시간을 줄일 수 있다. 다중 플랫폼 호환성, 소프트웨어 구성, 기본 테스트 등 향상된 테스트 품질을 보장한다. 테스트 결과에 대한 객관적인 평가 기준을 제공한다. UI가 없는 서비스도 정밀 테스트가 가능하다.
단점	자동화 도구를 프로세스 단계별로 적용하기 위한 시간, 비용, 노력이 필요하다.

테스트 자동화 도구는 테스트를 수행하는 유형에 따라 다음과 같이 분류된다.

정적 분석 도구(Static Analysis Tools)	프로그램을 실행하지 않고 분석하는 도구 소스 코드에 대한 코딩 표준, 스타일, 복잡도 및 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용
테스트 케이스 생성 도구(Test Case Generation Tools)	자료 흐름도, 기능 테스트, 입력 도메인 분석, 랜덤 테스트
테스트 실행 도구(Test Execution Tools)	스크립트 언어를 사용하여 테스트를 실행하는 방법 테스트 데이터와 테스트 수행 방법 등이 포함된 스크립트를 작성한 후 실행
성능 테스트 도구(Performance Test Tools)	애플리케이션의 처리량, 응답 시간, 경과 시간, 자원 사용률 등을 인위적으로 적용한 가상의 사용자를 만들어 테스트를 수행함으로써 성능의 목표 달성 여부 확인
테스트 통제 도구(Test Control Tools)	테스트 계획 및 관리, 테스트 수행, 결함 관리 등을 수행하는 도구 형상 관리 도구, 결함 추적/관리 도구 등이 있음
테스트 하네스 도구(Test Harness Tools)	테스트가 실행될 환경을 시뮬레이션하여 컴포넌트 및 모듈이 정상적으로 테스트되도록 함