[정보처리기사 #7] 애플리케이션 테스트 관리

[[B]] 애플리케이션 테스트

: 애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차

- 애플리케이션 테스트는 개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation)하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verificaiton)함

 

애플리케이션 테스트의 기본 원리

기본 원리	설명
완벽한 테스트 불가능	소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없음
파레토 법칙 (Pareto Principle)	애플리케이션의 20%에 해당되는 코드에서 전체 결함의 80%가 발견된다는 법칙
살충제 패러독스 (Pesticide Paradox)	동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 현상
테스팅은 정황(Context) 의존	소프트웨어의 특징, 테스트 환경, 테스터의 역량 등 정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 함
오류-부재의 궤변 (Absence of Errors Fallacy)	소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없는 것
테스트와 위험은 반비례	테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있음
테스트의 점진적 확대	테스트는 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하며 진행해야 함
테스트의 별도 팀 수행	테스트는 개발자와 관계없는 별도의 팀에서 수행해야 함

 

 

[[B]] 애플리케이션 테스트의 분류

프로그램 실행 여부에 따른 테스트

정적 테스트	- 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스 코드를 대상으로 분석하는 테스트 - 소스 코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도, 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용함 * 종류 : 워크스루, 인스펙션, 코드 검사 등
동적 테스트	- 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트 - 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행함 * 종류 : 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트

 

테스트 기반(Test Bases)에 따른 테스트

명세 기반 테스트	- 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트 * 종류 : 동등 분할, 경계 값 분석 등
구조 기반 테스트	- 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트 * 종류 : 구문 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 수행하면 효과적임 * 종류 : 에러 추정, 체크 리스트, 탐색적 테스팅

 

시각에 따른 테스트

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

 

목적에 따른 테스트

회복 (Recovery) 테스트	시스템에 여러 가지 결함을 주어 실패하도록 한 후 올바르게 복구되는지를 확인하는 테스트
안전 (Security) 테스트	시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로부터 시스템을 보호할 수 있는지를 확인하는 테스트
강도 (Stress) 테스트	시스템에 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에도 소프트웨어가 정상적으로 실행되는지를 확인하는 테스트
성능 (Performance) 테스트	소프트웨어의 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트로, 소프트웨어의 응답 시간, 처리량 등을 테스트
구조 (Structure) 테스트	소프트웨어 내부의 논리적인 경로, 소스 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트
회귀 (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

 

 

[[A]] 테스트 기법에 따른 애플리케이션 테스트

화이트박스 테스트 (White Box Test)

: 원시 코드를 오픈시킨 상태에서 원시 코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 설계하는 방법

- 모듈 안의 작동을 직접 관찰함

- 원시 코드(모듈)의 모든 문장을 한 번 이상 실행함으로써 수행됨

 

화이트박스 테스트의 종류

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

 

화이트박스 테스트의 검증 기준

 

문장 검증 기준 (Statement Coverage)	소스 코드의 모든 구문이 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
분기 검증 기준 (Branch Coverage)	- 소스 코드의 모든 조건문에 대해 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함 - 결정 검증 기준(Decision Coverage)이라고도 함
조건 검증 기준 (Condition Coverage)	소스 코드의 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스를 설계함
분기/조건 기준 (Branch/Condition Coverage)	분기 검증 기준과 조건 검증 기준을 모두 만족하는 설계로, 조건문이 True인 경우와 False인 경우에 따라 조건 검증 기준의 입력 데이터를 구분하는 테스트 케이스를 설계함

 

블랙박스 테스트 (Black Box Test)

: 각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트로, 기능 테스트라고도 함

- 사용자의 요구사항 명세를 보면서 테스트함

- 주로 구현된 기능을 테스트함

- 소프트웨어 인터페이스를 통해 실시됨

 

블랙박스 테스트의 종류

동치 분할 검사 (Equivalence Partitioning Testing, 동치 클래스 분해)	- 프로그램의 입력 조건에 타당한 입력 자료와 타당하지 않은 입력 자료의 개수를 균등하게 하여 테스트 케이스를 정하고, 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법 - 동등 분할 기법이라고도 함
경계값 분석 (Boundary Value Analysis)	입력 조건의 중간값보다 경계값에서 오류가 발생될 확률이 높다는 점을 이용하여 입력 조건의 경계값을 테스트 케이스로 선정하여 검사하는 기법
원인-효과 그래프 검사 (Cause-Effect Graphing Testing)	입력 데이터 간의 관계와 출력에 영향을 미치는 상황을 체계적으로 분석한 다음 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법
오류 예측 검사 (Error Guessing)	과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트하는 기법
비교 검사 (Comparison Testing)	여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공하여 동일한 결과가 출력되는지 테스트하는 기법

 

 

[[A]] 개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

- 소프트웨어의 개발 단계에 따라 단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트로 분류됨 (=테스트 레벨, 단통시인)

- 애플리케이션 테스트와 소프트웨어 개발 단계를 연결하여 표현한 것을 V-모델 이라고 함

소프트웨어 생명 주기의 V-모델 (요분설구-단통시인)

 

단위 테스트 (Unit Test)

: 코딩 직후 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트하는 것

 

통합 테스트 (Integration Test)

: 단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트

 

시스템 테스트 (System Test)

: 개발된 소프트웨어가 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점건하는 테스트

 

인수 테스트 (Acceptance Test)

: 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트

- 인수 테스트는 개발한 소프트웨어를 사용자가 직접 테스트함

- 인수 테스트는 다음과 같이 6가지의 종류로 구분해서 테스트함

테스트 종류	설명
사용자 인수 테스트	사용자가 시스템 사용의 적절성 여부를 확인함
운영상의 인수 테스트	- 시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법 - 백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리, 정기 점검 등을 확인함
계약 인수 테스트	계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부를 확인함
규정 인수 테스트	소프트웨어가 정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발되었는지 확인함
알파 테스트	- 개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법 - 테스트는 통제된 환경에서 행해지며, 오류와 사용상의 문제점을 사용자와 개발자가 함께 확인하면서 기록함
베타 테스트	- 선정된 최종 사용자가 여러 명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법 - 실업무를 가지고 사용자가 직접 테스트

 

 

[[A]] 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 테스트하는 기법 * 종류 : 빅뱅 통합 테스트 방식
점진적 통합 방식	- 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법 * 종류 : 하향식 통합 테스트, 상향식 통합 테스트, 혼합식 통합 테스트

 

하향식 통합 테스트 (Top Down Integration Test)

: 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

- 깊이 우선 통합법이나 넓이 우선 통합법을 사용함

 

하향식 통합 테스트 절차

1. 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고, 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체함
2. 깊이 우선 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체됨
3. 모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시함
4. 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트를 실시함

 

상향식 통합 테스트 (Bottom Up Integration Test)

: 하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

 

상향식 통합 테스트 절차

1. 하위 모듈을 클러스터(Cluster)로 결합함
2. 상위 모듈에서 데이터의 입/출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성함
3. 통합된 클러스터 단위로 테스트함
4. 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체됨

 

혼합식 통합 테스트

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

- 샌드위치(Sandwich)식 통합 테스트 방법이라고도 함

 

회귀 테스팅 (Regression Testing)

: 통합 테스트로 인해 변경된 모듈이나 컴포넌트에 새로운 오류가 있는지 확인하는 테스트

- 이미 테스트된 프로그램의 테스팅을 반복하는 것

- 회귀 테스트는 수정한 모듈이나 컴포넌트가 다른 부분에 영향을 미치는지, 오류가 생기지 않았는지 테스트하여 새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 반복 테스트함

 

 

[[B]] 테스트 케이스 / 테스트 시나리오 / 테스트 오라클

테스트 케이스 (Test Case)

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

- 테스트 케이스를 미리 설계하면 테스트 오류 방지, 테스트 수행에 필요한 인력, 시간 등의 자원 낭비를 줄일 수 있음

 

테스트 시나리오 (Test Scenario)

: 테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 테스트 케이스를 묶은 집합

- 테스트 케이스를 적용하는 구체적인 절차를 명세함

- 테스트 순서에 대한 구체적인 절차, 사전 조건, 입력 데이터 등이 설정되어 있음

 

* 테스트 슈트 VS 테스트 시나리오

** 슈트 == 단순한 집합

** 시나리오 == 동작 순서에 따른 집합

 

테스트 오라클 (Test Oracle)

: 테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참값을 대입하여 비교하는 기법

- 결과를 판단하기 위해 테스트 케이스에 대한 예상 결과를 계산하거나 확인함

 

테스트 오라클의 특징

제한된 검증	테스트 오라클을 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없음
수학적 기법	테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이용하여 구할 수 있음
자동화 기능	테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화할 수 있음

 

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 오라클로 전수 테스트가 불가능한 경우 사용
추정(Heuristic) 오라클	특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 오라클
일관성 검사(Consistent) 오라클	애플리케이션에 변경이 있을 때, 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과 값이 동일한지를 확인하는 오라클

 

 

[[C]] 결함 관리

결함 관리 측정 지표 (분추에, 포세이징)

• 결함 분포 : 모듈 또는 컴포넌트의 특정 속성에 해당하는 결함 수 측정
• 결함 추세 : 테스트 진행 시간에 따른 결함 수의 추이 분석
• 결함 에이징 : 특정 결함 상태로 지속되는 시간 측정

 

 

[[B]] 애플리케이션 성능 분석

애플리케이션 성능

: 최소한의 자원을 사용하여 최대한 많은 기능을 신속하게 처리하는 정도

 

애플리케이션 성능 측정 지표 (처응경자)

처리량 (Throughput)	일정 시간 내에 애플리케이션이 처리하는 일의 양
응답 시간 (Response Time)	애플리케이션에 요청을 전달한 시간부터 응답이 도착할 때까지 걸린 시간
경과 시간 (Turn Around Time)	애플리케이션에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸린 시간
자원 사용률 (Resource Usage)	애플리케이션이 의뢰한 작업을 처리하는 동안의 CPU 사용량, 메모리 사용량, 네트워크 사용량 등 자원 사용률

 

성능 테스트 도구

: 애플리케이션에 부하나 스트레스를 가하면서 애플리케이션의 성능 측정 지표를 점검하는 도구

 

종류

도구명	도구 설명	지원 환경
JMeter	HTTP, FTP 등 다양한 프로토콜을 지원하는 부하 테스트 도구	Cross-Platform
LoadUI	- 서버 모니터링, Drag&Drop 등 사용자의 편리성이 강화된 부하 테스트 도구 - HTTP, JDBC 등 다양한 프로토콜 지원	Cross-Platform
OpenSTA	HTTP, HTTPS 프로토콜에 대한 부하 테스트 및 생산품 모니터링 도구	Windows

 

시스템 모니터링(Monitoring) 도구

: 애플리케이션이 실행되었을 때 시스템 자원의 사용량을 확인하고 분석하는 도구

 

종류

도구명	도구 설명	지원 환경
Scouter	- 단일 뷰 통합/실시간 모니터링, 튜닝에 최적화된 인프라 통합 모니터링 도구 - 애플리케이션의 성능을 모니터링/통제하는 도구	Cross-Platform
Zabbix	웹기반 서버, 서비스, 애플리케이션 등의 모니터링 도구	Cross-Platform

 

 

[[B]] 애플리케이션 성능 개선

소스 코드 최적화

: 나쁜 코드(Bad Code)를 배제하고, 클린 코드(Clean Code)로 작성하는 것

• 클린 코드(Clean Code) : 누구나 쉽게 이해하고 수정 및 추가할 수 있는 단순, 명로한 코드, 즉 잘 작성된 코드
• 나쁜 코드(Bad Code) : 프로그램의 로직(Logic)이 복잡하고 이해하기 어려운 코드
  • [ 대표적인 나쁜 코드]
  • 스파게티 코드 : 코드의 로직이 서로 복잡하게 얽혀 있는 코드
  • 외계인 코드 : 아주 오래되거나 참고문서 또는 개발자가 없어 유지보수 작업이 어려운 코드

- 나쁜 코드로 작성된 애플리케이션의 코드를 클린 코드로 수정하면 애플리케이션의 성능이 개선됨

 

클린 코드 작성 원칙 (가단의중추)

가독성	- 누구든지 코드를 쉽게 읽을 수 있도록 작성함 - 코드 작성 시 이해하기 쉬운 용어를 사용하거나 들여쓰기 기능 등을 사용함
단순성	- 코드를 간단하게 작성함 - 한 번에 한 가지를 처리하도록 코드를 작성하고 클래스/메소드/함수 등을 최소 단위로 분리함
의존성 배제	- 코드가 다른 모듈에 미치는 영향을 최소화함 - 코드 변경 시 다른 부분에 영향이 없도록 작성함
중복성 최소화	- 코드의 중복을 최소화함 - 중복된 코드는 삭제하고 공통된 코드를 사용함
추상화	- 상위 클래스/메소드/함수에서는 간략하게 애플리케이션의 특성을 나타내고 / 상세 내용은 하위 클래스/메소드/함수에서 구현함

 

소스 코드 최적화 유형

• 클래스 분할 배치 : 하나의 클래스는 하나의 역할만 수행하도록 응집도를 높이고, 크기를 작게 작성
• 느슨한 결합 (Loosely Coupled) : 인터페이스 클래스를 이용하여 추상화된 자료 구조와 메소드를 구현함으로써 클래스 간의 의존성을 최소화함

 

소스 코드 품질 분석 도구

정적 분석 도구 (Static Analysis)	- 작성한 소스 코드를 실행하지 않고 코딩 표준이나 코딩 스타일, 결함 등을 확인하는 코드 분석 도구 * 종류 : pmd, cppcheck, SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등
동적 분석 도구 (Dynamic Analysis)	- 작성한 소스 코드를 실행하여 코드에 존재하는 메모리 누수, 스레드 결함 등을 분석하는 도구 * 종류 : Avalanche, Valgrind 등