정보처리기사 실기 7장 - 애플리케이션 테스트 관리

91. 애플리케이션 테스트(B)

1. 애플리케이션 테스트

• 애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차
• 개발된 SW가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation), 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verification)

2. 애플리케이션 테스트의 기본 원리

• 완벽한 테스트 불가능
  • 결함을 줄일 수 있지만 결함이 없다고 증명할 수는 없음
• 파레토 법칙(Pareto Principle)
  • 20%에 해당하는 코드에서 전체 결함의 80%가 나옴
• 살충제 패러독스 (Pesticed Paradox)
  • 동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상
• 테스팅은 정황(Context)의존
  • SW의 특징, 테스트 환경, 테스터의 역량 등 정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라짐. 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 함
• 오류-부재의 궤변(Absence of Errors Fallacy)
  • SW의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 SW는 품질이 높다고 할 수 없음
• 테스트와 위험은 반비례
  • 테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있음
• 테스트의 점진적 확대
  • 테스트는 작은 부분에서 점점 확대해야함
• 테스트의 별도 팀 수행
  • 테스트는개발자와 관계없는 별도 팀에서 수행해야 함

---

92. 애플리케이션 테스트의 분류 (B)

1. 프로그램 실행 여부에 따른 테스트

• 정적 테스트
  • 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 코드를 대상으로 분석하는 테스트
  • 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도, 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용
  • 워크스루, 인스펙션, 코드 검사 등
• 동적 테스트
  • 프로그램을 실행하여 오류를 찾음
  • 모든단계에서 테스트 수행
  • 블랙박스/화이트박스 테스트

2. 테스트 기반(Test Bases)에 따른 테스트

• 명세 기반 테스트
  • 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 TC로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트
  • 동등 분할, 경계 값 분석 등
• 구조 기반 테스트
  • SW 내부의 논리 흐름에 따라 TC를 작성하고 확인하는 테스트
  • 구문 기반, 결정 기반, 조건 기반 등
• 경험 기반 테스트
  • 유사 SW나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로 수행
  • 요구사항에 대한 명세가 불충분하거나 테스트 시간에 제약이 있는 경우 효과적
  • 에러 추정, 체크리스트, 탐색적 테스팅

3. 시각에 따른 테스트

• 검증(Verification)
  • 개발자의 시각에서 테스트
  • 명세서대로 되었는지 테스트
• 확인(Validation)
  • 사용자의 시각에서 테스트
  • 요구한대로 제품이 완성됐는지, 제품이 정상 동작하는지 테스트

4. 목적에 따른 테스트

• 회복(Recovery) 테스트
  • 시스템에 결함을 주어 실패하도록 한 후 올바르게 복구되는지 확인하는 테스트
• 안전(Security) 테스트
  • 시스템에 설치된 보호 도구가 침입으로부터 보호할 수 있는지 확인하는 테스트
• 강도(Stress) 테스트
  • 과도한 정보나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에 정상적으로 실행되는지 확인하는 테스트
• 성능(Performance) 테스트
  • 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트, 응답시간, 처리량 등을 테스트
• 구조(Structure) 테스트
  • 내부의 경로, 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트
• 회귀(Regression) 테스트
  • SW의 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없음을 확인하는 테스트
• 병행(Parallel) 테스트
  • 변경된 SW와 기존 SW에 동일한 테이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트

---

93. 테스트 기법에 따른 애플리케이션 테스트 (A)

1. 화이트박스 테스트(White Box Test)

• 모듈의 원시 코드를 오픈시킨 상태에서 원시코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 TC를 설계하는 방법
• 모듈 안의 작동을 직접 관찰
• 원시 코드(모듈)의 모든 문장을 한 번 이상 실행함으로써 수행

2. 화이트박스 테스트의 종류

• 기초 경로 검사 (Base Path Testing)
  • TC 설계자가 절자척 설계의 논리적 복잡성을 측정할 수 있게 해주는 테스트
  • 대표적인 화이트박스 테스트
• 제어 구조 검사(Control Structure Testing)
  • 조건 검사(Condition Testing) : 프로그램 모듈 내에 있는 논리적 조건을 테스트하는 TC 설계 기법
  • 루프 검사(Loop Testing) : 반복 구조에 초점을 맞춰 실시하는 TC 설계 기법
  • 데이터 흐름 검사 (Data Flow Testing) : 변수의 정의와 변수 사용의 위치에 초점을 맞춘 TC 설계 기법

3. 화이트박스 테스트의 검증 기준

• 문장 검증 기준(Statement Coverage)
  • 소스 코드의 모든 구문이 한 번 이상 수행되도록 TC 설계
• 분기 검증 기준(Branch Coverage)
  • 코드의 모든 조건문에 대해 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 TC 설계
  • 결정 검증 기준(Decision Coverage)라고도 함
• 조건 검증 기준(Condition Coverage)
  • 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 TC 설계
• 분기/조건 기준(Branch/Condition Coverage)
  • 분기 검증과 조건 검증을 모두 만족하는 설계

4. 블랙박스 테스트

• SW가 수행할 특정 기능을 알기 위해 각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트, 기능 테스트라고도 함
• 사용자의 요구사항 명세서를 보며 테스트
• 주로 구현된 기능을 테스트
• SW 인터페이스를 통해 실시

5. 블랙박스 테스트의 종류

• 동치 분할 검사(Equivalence Partitioning Testing, 동치 클래스 분해)
  • 입력조건에 맞는 조건과 맞지 않는 조건의 개수를 균등하게 하여 테스트
  • 동등 분할 기법이라고도 함
• 경계값 분석(Boundary Value Analysis)
  • 입력 조건의 중간값보다 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높음
  • 입력 조건의 경계값을 TC로 선정하여 테스트
• 원인-효과 그래프 검사 (Cause-Effect Graphing Testing)
  • 입력과 출력에 영향을 미치는 상황을 체계적으로 분석하여 효용성이 높은 TC를 선정하여 검사
• 오류 예측 검사 (Error Guessing)
  • 과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트
• 비교 검사(Comparison Testing)
  • 여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트를 넣어 동일한 결과가 나오는지 테스트

---

94. 개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트 (A)

1. 개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

• 개발 단계에 따라 단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트로 분류됨. 이를 테스트 레벨이라 함
• 개발단계와 테스트를 연결한 것을 V-모델 이라함

 

2. 단위 테스트(Unit Test)

• 코딩 직후 SW 설계의 최소 단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트
• 인터페이스, 외부적 IO, 자료 구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사
• 사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선
• 구조 기반과 명세 기반으로 나뉘지만 주로 구조 기반 테스트를 시행

3. 통합 테스트(Integration Test)

• 단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트
• 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사

4. 시스템 테스트(System Test)

• 개발된 SW가 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트
• 기능적 요구사항과 비기능적 요구사항으로 구분하여 각각을 만족하는지 테스트

5. 인수 테스트(Acceptance Test)

• 개발한 SW가 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트
• 사용자가 직접 테스트
• 인수 테스트 종류

사용자 인수 테스트

• 사용자가 시스템 사용의 적절성 여부를 확인

운영상의 인수 테스트

• 시스템 관리자가 시스템 인수시 수행하는 테스트
• 백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리, 정기 점검 등 확인

계약 인수 테스트

• 계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 확인

규정 인수 테스트

• SW가 정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발되었는지 확인

알파 테스트

• 개발자의 장소에 사용자가 개발자 앞에서 하는 테스트
• 테스트는 통제된 환경에서 행해짐, 오류와 사용상의 문제점을 사용자와 개발자가 함께 확인

베타 테스트

• 선정된 최종 사용자가 여러 명의 사용자 앞에서 행하는 테스트
• 실업무를 가지고 사용자가 직접 테스트

---

95. 통합 테스트(A)

1. 통합 테스트(Integration Test)

• 단위 테스트가 끝난 모듈을 통합하는 과정에서 발생하는 오류 및 결함을 찾는 테스트
• 비점진적 통합 방식
  • 단계적으로 통합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 있는 프로그램 전체를 테스트
  • 빅뱅 통합 테스트 방식
• 점진적 통합 방식
  • 모듄 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트
  • 하향식 통합 테스트, 상향식 통합 테스트, 혼합식 통합 테스트

2. 하향식 통합 테스트(Top Down Integration Test)

• 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트
• 깊이 우선 통합법(DFS), 넓이 우선 통합법(BFS) 사용
• 절차
  1. 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용, 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체
  2. 깊이 우선, 넓이 우선 등의 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한번에 하나씩 실제 모듈로 교체됨
  3. 모듈이 통합될 때마다 테스트 실시
  4. 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀테스트 실시

* 스텁 : 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구, 일시적인 필요한 조건만을 가지고 있는 시험용 모듈

3. 상향식 통합 테스트 (Bottom Up Integration Test)

• 하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트
• 절차
  1. 하위 모듈들을 클러스터(Cluster)로 결합
  2. 상위 모듈에서 테이터의 입출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성
  3. 통합된 클러스터 단위로 테스트
  4. 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체

* 클러스터(Cluster) : 하나의 주요 제어 모듈과 관련된 종속 모듈의 그룹을 의미

* 테스트 드라이버(Test Driver) : 테스트 대상의 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 도구

4. 혼합식 통합 테스트

• 하위 수준에서는 상향식, 상위 수준에서는 하향식을 사용하여 최적의 테스트를 지원
• 샌드위치식 통합 테스트 방법이라고도 함

5. 회귀 테스팅(Regression Testing)

• 통합 테스트로 인해 변경된 모듈이나 컴포넌트에 새로운 오류가 있는지 확인하는 테스트
• 이미 테스트된 프로그램의 테스팅을 반복하는 것

---

96. 테스트 케이스 / 테스트 시나리오 / 테스트 오라클 (B)

1. 테스트 케이스(Test Case)

• 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위해 설계된 테스트 항목에 대한 명세서

2. 테스트 시나리오(Test Scenario)

• TC를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 TC를 묶은 집합
• TC를 적용하는 구체적인 절차를 명세

3. 테스트 오라클 (Test Oracle)

• 테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법
• 특징
  • 제한된 검증 : 테스트 오라클을 모든 TC에 적용할 수 없음
  • 수학적 기법 : 테스트 오라클의 값을 수학적으로 구할 수 있음
  • 자동화 기능 : 자동화할 수 있음

4. 테스트 오라클 종류

• 참(True) 오라클
  • 모든 TC의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하는 오라클
  • 발생된 모든 오류를 검출할 수 있음
• 샘플링(Sampling) 오라클
  • 특정한 몇몇 TC의 입력 값에 대해서만 제공
  • 오라클로 전수 테스트가 불가능한 경우 사용
• 추정(Heuristic) 오라클
  • 특정 TC의 입력 값에 대해 기대 결과를 제공
  • 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리
• 일관성 검사(Consistent) 오라클
  • 애플리케이션에 변경이 있을 때, TC의 수행 전과 후의 값이 동일한지 확인하는 오라클

---

97. 테스트 자동화 도구 (C)

1. 테스트 자동화

• 종류
  • 정적 분석 도구
  • 테스트 실행 도구
  • 성능 테스트 도구
  • 테스트 통제 도구

2. 정적 분석 도구(Static Analysis Tools)

• 프로그램을 실행하지 않고 분석하는 도구
• 소스 코드의 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드복잡도 등 발견하기 위해 사용

3. 테스트 실행 도구 (Test Execution Tools)

• 스크립트 언어를 사용하여 테스트를 실행하는 도구
• 데이터 주도 접근 방식 : 스프레드시트에 테스트 데이터를 저장하고 이를 읽어 실행하는 방식
• 키워드 주도 접근 방식 : 스프레드시트에 테스트를 수행할 동작을 나타내는 키워드와 테스트 데이터를 저장하여 실행하는 방식

4. 성능 테스트 도구 (Performance Test Tools)

• 가상의 사용자를 만들어 테스트를 수행하여 성능의 목표 달성 여부를 확인하는 도구
• 처리량, 응답시간, 자원 사용률 등 확인

5. 테스트 통제 도구 (Test Control Tools)

• 테스트 계획 및 관리, 테스트 수행, 결함 관리 등을 수행
• 종류 : 형상 관리 도구, 겸함 추적/관리 도구 등

6. 테스트 하네스 도구 (Test Harness Tools)

• 테스트가 실행될 환경을 시뮬레이션하여 컴포넌트 및 모듈이 정상적으로 테스트되도록 하는 도구
• 테스트 하네스 : 컴포넌트 및 모듈을 테스트하는 환경의 일부분, 테스트를 지원하기 위해 생성된 코드와 데이터를 의미

7. 테스트 하네스의 구성 요소

• 테스트 드라이버
  • 테스트 대상의 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 도구
• 테스트 스텁
  • 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구, 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 테스트용 모듈
• 테스트 슈트 (Test Suites)
  • 테스트 대상 컴포넌트나 모듈, 시스템에 사용되는 TC의 집합
• 테스트 케이스
  • 테스트 항목의 명세서
• 테스트 스크립트
  • 자동화된 테스트 실행 절차에 대한 명세서
• 목 오브젝트 (Mock Object)
  • 사전에 사용자의 행위를 조건부로 입력해 두면, 그 상황에 맞는 예정된 행위를 수행하는 객체

---

99. 애플리케이션 성능 분석 (B)

1. 애플리케이션 성능

• 최소한의 자원을 사용하여 최대한 많은 기능을 처리하는 정도
• 측정 지표
  • 처리량
  • 응답 시간
  • 경과 시간
  • 자원 사용률

---

100. 복잡도

2. 시간 복잡도

• 빅오 표기법 (O) : 최악
• 세타 표기법 (θ) : 평균
• 오메가 표기법 (Ω) : 최상

3. 빅오 표기법 최악의 알고리즘 시간복잡도

• O(1)
  • 스택의 삽입(Push), 삭제(Pop)
• O(log₂n)
  • 이진 트리, 이진 탐색(검색)
• O(n)
  • for문
• O(nlog₂n)
  • 힙 정렬, 2-way 합병 절렬
• O(n²)
  • 삽입 정렬, 쉘 정렬, 선택 정렬, 버블 정렬, 퀵 정렬
• O(2ⁿ)
  • 피보나치 수열

4. 순환 복잡도

순환 복잡도 (Cyclomatic Complexity), 맥케이브 순환도 (McCabe's Cyclomatic), 제어 흐름도 이론에 기초를 둠

 

제어 흐름도 G에서 순환 복잡도 V(G)

V(G) = E - N + 2

E : 화살표 수

N : 노드의 수

 

 

 

 

순환복잡도 V(G) = 화살표수 (11) - 노드의 수(9) + 2 = 4

영역의 수 = 내부 영역(1, 2, 3) + 외부 영역(4) = 4

 

 

아래 제어 흐름도그래프의 McCabe의 Cyclomatic 수는?

 

영억 4개 -> 4 

 

 

 

---

101. 애플리케이션 성능 개선 (B)

1. 소스 코드 최적화

• 나쁜 코드(Bad Code)를 배제하고, 클린 코드(Clean Code)로 작성하는 것
• 클린 코드 : 누구나 쉽게 이해하고 수정할 수 있는 단순, 명료한 코드, 잘 작성된 코드
• 나쁜 코드 : 로직이 복잡하고 이해하기 어려운 코드
  • 스파게티 코드 : 코드의 로직이 서로 복잡하게 얽힌 코드
  • 외계인 코드 : 아주 오래되거나 참고문서 또는 개발자가 없어 유지보수가 어려운 코드

2. 클린 코드 작성 원칙

• 가독성
  • 누구나 쉽게 읽어야 함
  • 쉬운 변수명, 들여쓰기
• 단순성
  • 코드를 단순하게
  • 하나의 함수는 한 가지의 기능만
• 의존성 배제
  • 코드가 다른 모듈에 미치는 영향 최소화
• 중복성 최소화
  • 코드의 중복을 최소화
• 추상화
  • 상위 클래스/메소드/함수에서는 간략하게 애플리케이션의 특성을 나타내고, 상세 내용은 하위 클래스/메소드/함수에서 구현

4. 소스 코드 품질 분석 도구

• 정적 분석 도구 : 코드를 실행하지 않고 분석
• 동적 분석 도구 : 코드를 실행하여 메모리 누수, 스레드 결함 등을 분석