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Der Integrationstest

Von Entwurf und Architektur zur Komponenten- und Systemintegration

Autor	Harry M Sneed, Lars Borner, Mario Winter, Mohsen Ekssir-Monfared, Richard Seidl
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2012
Seitenanzahl	434 Seiten
ISBN	9783446429512
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	35,99 EUR

DER INTEGRATIONSTEST //
- Integrationsstufen
- Integrationstestprozess
- Integrationstests auf verschiedenen Ebenen
- Mögliche Fehlerarten beim Integrationstest und Fallbeispiele aus der Praxis
Der Integrationstest wird in der Literatur bisher immer stiefmütterlich behandelt. Dabei kommt ihm einerseits in der Praxis der Softwaretester eine große Bedeutung zu, andererseits ist aber dieses Verbindungsstück zwischen Komponententest und Systemtest für viele Entwickler und Tester unbekanntes Terrain.
In diesem Buch lernen Sie den Integrationstest und seine unterschiedlichen Zwischenstufen von Memberintegration, Klassen- bzw. Modulintegration über die Komponenten- und Teilsystemintegration bis hin zur Systemintegration fundiert kennen. Für jede dieser Integrationsstufen stellt das Buch praxiserprobte Testverfahren und Testwerkzeuge vor und erläutert sie an realen Praxisbeispielen. Jeweils ein Abschnitt des Buches ist den unterschiedlichen, in der Praxis verbreiteten Systemarchitekturen gewidmet, wie z.B. strikte und nicht-strikte Schichtenarchitekturen, Client/Server sowie SOA. Deren Vor- und Nachteile hinsichtlich des Integrationstests werden erläutert und die zugrundeliegenden Plattformen bzw. Technologien werden charakterisiert.
AUS DEM INHALT:
Grundlagen zum Integrationstest // Software-Abhängigkeiten // Integrationsfehlerarten // Integrationsstufen // Integrationsstrategien // Integrationstestprozess // Funktions- und wertebezogene Testverfahren // Ablaufbezogene Testverfahren // Fehlerbezogene und heuristische Testverfahren // Nicht-Funktionale Integrationstests // Integrationstestumgebung // Integrationstestautomation

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Inhaltsverzeichnis

Geleitwort	18
Vorwort	22
Danksagung	24
Die Autoren	26
Teil I: Einstieg und Grundlagen	30
1 Einleitung	32
1.1 Worum geht es?	32
1.2 Integrationstest in der heutigen Praxis	34
1.3 Eine kleine Geschichte	36
1.4 Integrationstest und Software-Qualität	38
1.5 Für wen ist dieses Buch geschrieben?	38
2 Einführendes Fallbeispiel	42
2.1 Das alte Auftragsbearbeitungssystem	44
2.2 Das neue Auftragsbearbeitungssystem	46
2.3 Integrationstest der Auftragsbearbeitung	50
2.3.1 Klassenintegrationstest	50
2.3.2 Komponentenintegrationstest	51
2.3.3 Systemintegrationstest	58
2.4 Resümee	60
3 Grundlegendes zum Softwaretest	62
3.1 Was ist Testen?	62
3.2 Black-Box-Verfahren	65
3.2.1 Äquivalenzklassentest	65
3.2.2 Grenzwertanalyse	65
3.3 White-Box-Verfahren	66
3.3.1 Kontrollflussbasierter Test	66
3.3.2 Datenflussbasierter Test	66
3.3.3 Bedingungstest	67
3.4 Wie gut ist der Test?	67
3.4.1 Messung der Testüberdeckung	68
3.4.2 Mutationstests	69
3.5 Teststufen	69
3.5.1 Modul- bzw. Komponententest	70
3.5.2 Integrationstest	70
3.5.3 Systemtest	70
3.5.4 Abnahmetest	71
3.6 Testausführung und Testumgebung	71
3.7 Testprozess	72
4 Grundlagen des Integrationstests	74
4.1 Was ist Integration?	74
4.2 Bausteine der Integration	75
4.3 Abhängigkeiten	78
4.3.1 Elementare Bausteine	78
4.3.2 Zusammengesetzte Bausteine	79
4.3.3 Semantische und syntaktische Abhängigkeiten	79
4.4 Ziele, Fokus und pragmatische Definition des Integrationstests	80
4.5 Stufen der Integration	82
4.6 Vorgehen im Integrationstest	83
5 Modellierung im Integrationstest	86
5.1 Strukturmodellierung	86
5.1.1 Objekte	87
5.1.2 Klassen	88
5.1.3 Pakete und Komponenten	92
5.1.4 Physikalische Struktur und Deployment	94
5.2 Verhaltensmodellierung	94
5.2.1 Anwendungsfälle	95
5.2.2 Aktivitäten	96
5.2.3 Interaktionen	97
5.2.4 Zustände und reaktives Verhalten	99
5.3 Graphentheorie	102
5.3.1 Grundlegende Begriffe	103
5.3.2 Abhängigkeitsgraphen	104
5.3.3 Pfade und Graph-Matrizen	104
5.3.4 Gerichtete azyklische Graphen	106
5.3.5 Kontrollfluss- und Datenflussgraphen	107
6 Software-Abhängigkeiten	110
6.1 Syntaktische Abhängigkeiten	110
6.1.1 Sichtbarkeiten und Schnittstellen	111
6.1.2 Bausteine als Typen	111
6.2 Interaktionsabhängigkeiten	112
6.2.1 Zugriffe auf Variablen	112
6.2.2 Operationsaufrufe	112
6.2.3 Nutzung von Operationsparametern	113
6.2.4 Verträge zwischen Bausteinen	114
6.2.5 Entfernte Prozeduraufrufe	116
6.2.6 Nachrichtenbasierte Kommunikation	118
6.2.7 Ereignisbasierte Kommunikation	118
6.3 Vererbungsabhängigkeiten	119
6.3.1 Generalisierung, Substituierbarkeit und Polymorphismus	119
6.3.2 Generalisierung und Schnittstellen	119
6.3.3 Horizontale und vertikale Abhängigkeiten	120
6.4 Indirekte Abhängigkeiten	120
6.4.1 Datenorientierte Abhängigkeiten	121
6.4.2 Dienstorientierte Abhängigkeiten	122
6.4.3 Natürlichsprachliche Kommunikation und REST-Abhängigkeiten	123
7 Integrationsfehlerarten	126
7.1 Fehler und Abhängigkeiten	127
7.1.1 Interaktionsfehler	127
7.1.2 Vererbungsfehler	130
7.1.3 Fehler bei indirekten Abhängigkeiten	131
7.2 Übersicht der Integrationsfehler	132
7.3 Fehler in der Integration innerhalb einer Anwendung	133
7.3.1 Member-Integrationsfehler	133
7.3.2 Modulintegrationsfehler	133
7.3.3 Klassenintegrationsfehler	135
7.3.4 Komponenten- und Teilsystemintegrationsfehler	136
7.4 Fehler in der Integration mehrerer Anwendungen	138
7.4.1 Anwendungsintegration	138
7.4.2 Fehler in der Unternehmensintegration	140
7.5 Fehlerursachen	141
7.51 Unterschiedliche Schnittstellenbeschreibungen	142
7.5.2 Unterschiedliche Schnittstellenversionen	142
7.5.3 Unterschiedliche Wertebereiche	143
7.5.4 Unterschiedliche Dateninterpretation	143
7.5.5 Fehlende Synchronisierung	143
7.5.6 Zeitliche Abhängigkeiten	143
7.6 Datenbankfehler	144
7.7 Integrationsfehlerverteilung	145
8 Fallstudien zum Integrationstest	148
8.1 Wertpapierabwicklungssystem	148
8.1.1 Aufteilung des Systems in Teilsysteme	149
8.1.2 Integration der Teilsysteme	150
8.1.3 Test der Batch-Prozesse	151
8.1.4 End-to-End-Test	151
8.1.5 Gesamtsystemtest	151
8.1.6 Zusammenfassung	152
8.2 Gebühreneinzugssystem	152
8.2.1 Risikobasierter Testansatz	154
8.2.2 Problem des Korrektheitsnachweis	154
8.2.3 Selektiver Regressionstest	155
8.2.4 Integrationstest versus Teilsystemtest	156
8.2.5 Rückschlüsse	156
8.3 Verteilte Web-Anwendungen	157
8.3.1 Test der Teilsysteminteraktionen	157
8.3.2 Zweistufentest – Schnittstellen und Interaktionen	158
8.3.3 Erkenntnisse aus dem Integrationstest	159
8.4 Gekapselte Web Services	159
8.4.1 Test der Client-Prozesse	160
8.4.2 Test der Web Services	160
8.4.3 Test der Client-Prozesse mit den Web Services	161
8.4.4 Abgrenzung zwischen Integrations- und Systemtest	161
8.5 Integrationstest von Software-Messwerkzeugen	162
8.6 Zusammenfassung der Fallstudien	164
Teil II: Strategie, Prozess und Techniken	166
9 Integrationsstufen	168
9.1 Member-Integrationstest	169
9.1.1 Zielsetzung	169
9.1.2 Testbasis und Testobjekte	169
9.1.3 Durchführung	169
9.1.4 Überdeckungsmaße und Endekriterien	170
9.1.5 Ergebnis	171
9.1.6 Hinweise und Empfehlungen	171
9.2 Klassen- bzw. Modulintegrationstest	172
9.2.1 Zielsetzung	172
9.2.2 Testbasis und Testobjekte	172
9.2.3 Durchführung	173
9.2.4 Überdeckungsmaße und Endekriterien	174
9.2.5 Ergebnis	174
9.2.6 Hinweise und Empfehlungen	174
9.3 Komponenten- bzw. Teilsystemintegrationstest	175
9.3.1 Zielsetzung	175
9.3.2 Testbasis und Testobjekte	176
9.3.3 Durchführung	176
9.3.4 Überdeckungsmaße und Endekriterien	177
9.3.5 Ergebnis	177
9.3.6 Hinweise und Empfehlungen	177
9.4 Systemintegrationstest	178
9.4.1 Zielsetzung	178
9.4.2 Testbasis und Testobjekte	179
9.4.3 Durchführung	180
9.4.4 Überdeckungsmaße und Endekriterien	181
9.4.5 Ergebnis	181
9.4.6 Hinweise und Empfehlungen	181
9.5 Erweitertes V-Modell für Anwendungslandschaften: Das V-Modell++	182
9.5.1 Anmerkungen zum Systemintegrationstest	183
9.5.2 Multisystemtest	184
9.5.3 Multisystemabnahmetest	184
10 Integrationsstrategien	186
10.1 Integration der Bausteine einer Anwendung	186
10.1.1 Grundlagen	187
10.1.2 Schrittweise Integration mit Stubs und Treibern	187
10.1.3 Abhängigkeitszyklen	190
10.2 Strukturabhängige Strategien	190
10.2.1 Strategien für hierarchische Bausteinstrukturen	190
10.2.2 Top-Down-Strategie	192
10.2.3 Bottom-Up-Strategie	192
10.2.4 Sandwich-Strategie	192
10.3 Strukturunabhängige Strategien	193
10.3.1 Ad-hoc-Strategie	193
10.3.2 Strategie der kritischen Bausteine	194
10.3.3 Strategie der kritischen Abhängigkeiten	194
10.3.4 Anwendungsfallbasierte Strategie	195
10.3.5 Thread-basierte Integration	196
10.4 Individuelle Strategien	197
10.4.1 Strategie der Clusterbildung	198
10.4.2 Heuristische Ansätze	199
10.4.3 Graphenbasierte Ansätze mit Zyklenauflösung	200
10.5 Objektorientierte Strategien	201
10.5.1 Vererbungsbezogene Ansätze	202
10.5.2 Vererbungs- und interaktionsbezogene Ansätze	203
10.6 Einflussfaktoren für die Integrationsstrategie	203
10.6.1 Faktoren des Projektumfelds	204
10.6.2 Faktoren des Testumfeldes	205
10.6.3 Faktoren der Architektur und des Entwurfs	206
10.6.4 Allgemeine Faktoren	207
10.6.5 Auswahl der Strategie	208
10.7 Integration mehrerer Anwendungen	208
10.7.1 Interaktionsbasierte Systemintegration	209
10.7.2 Frontend-Integration	210
10.7.3 Backend-Integration	212
10.7.4 Dienstbasierte Integration	214
11 Integrationstestprozess	216
11.1 Der fundamentale Testprozess	216
11.1.1 Rollen	217
11.1.2 Testplanung und Steuerung	218
11.1.3 Testanalyse und Testentwurf	218
11.1.4 Testrealisierung und Testdurchführung	219
11.1.5 Bewertung von Ausgangskriterien und Bericht	220
11.1.6 Abschluss der Testaktivitäten	221
11.2 Rollen im Integrationstestprozess	221
11.2.1 Integrationstestmanager	222
11.2.2 Integrationstestdesigner	223
11.2.3 Integrationstester	223
11.3 Aktivitäten im Integrationstestprozess	224
11.3.1 Testplanung und Steuerung	224
11.3.2 Testanalyse und Testentwurf	225
11.3.3 Testrealisierung und Testdurchführung	227
11.3.4 Auswertung, Bericht und Abschluss	228
11.4 Integrationsteststufenspezifische Besonderheiten	229
11.4.1 Member-Integrationstest	229
11.4.2 Klassen- bzw. Modulintegrationstest	230
11.4.3 Komponentenintegrationstest	230
11.5 Einbindung in den Entwicklungsprozess	231
11.5.1 Wasserfallmodell	231
11.5.2 V-Modell	231
11.5.3 Inkrementelle/Iterative Entwicklung	233
11.5.4 Agile Vorgehensweisen	234
11.6 Besonderheiten im Systemintegrationstest	237
11.6.1 Planung und Steuerung	237
11.6.2 Analyse und Entwurf	239
11.6.3 Realisierung und Durchführung	241
11.6.4 Durchführung und Protokollierung	242
11.6.5 Bewertung und Bericht	243
11.6.6 Abschluss	244
11.6.7 Systemabhängigkeiten und Einführung von Release-Management	245
12 Statische Analysen	246
12.1 Schnittstellenarten	246
12.1.1 Unstrukturierte Datenübergabe	247
12.1.2 Gemeinsame globale Datenbereiche	247
12.1.3 Operationsaufrufe und Parameter	248
12.1.4 Dateien	248
12.1.5 Datenbanken	248
12.1.6 Nachrichten in verteilten Systemen	249
12.1.7 Schnittstellendefinitionssprachen	250
12.1.8 Extended Markup Language (XML)	251
12.1.9 Web Service Definition Language (WSDL)	252
12.1.10 Structured Query Language (SQL)	253
12.2 Ansätze zur statischen Analyse der Schnittstellen	254
12.2.1 Reviews der Schnittstellen	255
12.2.2 Inspektionen der Schnittstellen	256
12.2.3 Automatisierte Schnittstellenprüfung	256
12.2.4 Automatisierter Abgleich der Schnittstellen	257
12.3 Voraussetzungen für eine statische Schnittstellenanalyse	258
12.3.1 Prüfbarkeit der Schnittstellendefinitionen	258
12.3.2 Lesbarkeit der Schnittstellendefinitionen	259
12.3.3 Verifizierbarkeit der Schnittstellen	259
12.4 Werkzeuge für die statische Analyse von Schnittstellen	261
12.4.1 Schnittstellenprüfer	261
12.4.2 Schnittstellenvermesser	261
12.4.3 Schnittstellengenerator	263
12.4.4 Schnittstellenvalidator	264
12.5 Erfahrung mit der statischen Analyse von Schnittstellen	264
12.5.1 IDL-Analyse	265
12.5.2 XML-Analyse	266
12.5.3 WSDL-Analyse	267
13 Funktions- und wertebezogene Testentwurfsverfahren	270
13.1 Anwendungsfallbasiertes Testen	270
13.1.1 Testziele	271
13.1.2 Voraussetzungen	271
13.1.3 Vorgehen	271
13.1.4 Aufdeckbare Fehler	273
13.1.5 Integrationsteststufen	274
13.1.6 Bekannte Einschränkungen und Probleme	274
13.2 End-to-End-Testen	274
13.2.1 Testziele	275
13.2.2 Voraussetzungen	275
13.2.3 Vorgehen	275
13.2.4 Aufdeckbare Fehler	276
13.2.5 Integrationsteststufen	276
13.2.6 Bekannte Einschränkungen und Probleme	276
13.3 Parameterbasiertes Testen	277
13.3.1 Testziele	277
13.3.2 Voraussetzungen	277
13.3.3 Vorgehen	277
13.3.4 Aufdeckbare Fehler	280
13.3.5 Integrationsteststufen	281
13.3.6 Bekannte Einschränkungen und Probleme	281
13.4 Zustandsbasiertes Testen	281
13.4.1 Testziele	281
13.4.2 Voraussetzungen	283
13.4.3 Vorgehen	283
13.4.4 Aufdeckbare Fehler und Überdeckungskriterien	289
13.4.5 Anwendbare Teststufen	290
13.4.6 Einschränkungen und Probleme	290
13.5 Assoziationsbasiertes Testen	291
13.5.1 Testziele	291
13.5.2 Voraussetzungen	292
13.5.3 Vorgehen	292
13.5.4 Aufdeckbare Fehler und Überdeckungskriterien	295
13.5.5 Anwendbare Teststufen	296
13.5.6 Einschränkungen und Probleme	296
13.6 Generalisierungsbasiertes und paarweises Testen	296
13.6.1 Testziele	297
13.6.2 Voraussetzungen	297
13.6.3 Vorgehen	297
13.6.4 Aufdeckbare Fehler und Überdeckungskriterien	303
13.6.5 Anwendbare Teststufen	303
13.6.6 Einschränkungen und Probleme	303
14 Ablaufbezogene Testentwurfsverfahren	306
14.1 Überblick	306
14.2 Kontrollflussbasiertes Testen	308
14.2.1 Testziele	308
14.2.2 Voraussetzungen	309
14.2.3 Vorgehen	309
14.2.4 Aufdeckbare Fehler und Überdeckungskriterien	315
14.2.5 Anwendbare Teststufen	317
14.2.6 Einschränkungen und Probleme	318
14.3 Datenflussbasiertes Testen	319
14.3.1 Testziele	319
14.3.2 Voraussetzungen	319
14.3.3 Vorgehen	320
14.3.4 Aufdeckbare Fehler und Überdeckungskriterien	325
14.3.5 Anwendbare Teststufen	326
14.3.6 Einschränkungen und Probleme	327
14.4 Interaktionsbasiertes Testen	328
14.4.1 Testziele	328
14.4.2 Voraussetzungen	328
14.4.3 Vorgehen	328
14.4.4 Aufdeckbare Fehler und Überdeckungskriterien	332
14.4.5 Anwendbare Teststufen	333
15 Fehlerbezogene, erfahrungsbasierte und weitere Testentwurfsverfahren	334
15.1 Fehlerbezogenes Testen	334
15.1.1 Testziele	334
15.1.2 Voraussetzungen	334
15.1.3 Vorgehen	335
15.1.4 Aufdeckbare Fehler	336
15.1.5 Integrationsteststufen	336
15.1.6 Einschränkungen und Probleme	336
15.2 Exploratives Testen	336
15.2.1 Testziele	336
15.2.2 Voraussetzungen	336
15.2.3 Vorgehen	337
14.2.4 Aufdeckbare Fehler	338
14.2.5 Integrationsteststufen	338
14.2.6 Einschränkungen und Probleme	338
14.3 Weitere Testentwurfsverfahren	338
16 Nicht-funktionale Integrationstests	340
16.1 Test gegen die Qualitätsmerkmale	340
16.2 Innere und äußere Qualitätsmerkmale	341
16.3 Sicherheitstest	342
16.3.1 Funktionaler Sicherheitstest	342
16.3.2 Technischer Sicherheitstest	343
16.3.3 Vorgehensweise	344
16.4 Zeit- und Verbrauchsverhalten	345
16.4.1 Last- und Performanztest	345
16.4.2 Vorgehensweise	346
16.4.3 Lasterzeugung und Toolauswahl	348
16.4.4 Ziele des Last- und Performanztests	348
16.5 Integrationstest verteilter Systeme	350
16.5.1 Validierungspunkte in verteilten Systemen	350
16.5.2 Nebenläufigkeits- und Synchronisierungstests	351
Teil III: Realisierung und Praxis	354
17 Integrationstestumgebung	356
17.1 Definition der Testumgebung	356
17.2 Zweck der Testumgebung	357
17.3 Bedeutung der Testumgebung für den Integrationstest	358
17.4 Managementprozesse für die Testumgebung	359
17.5 Planung und Management der Testumgebung	361
17.6 Aufwandschätzung für die Testumgebung	361
17.7 Big Picture = Systemstadtplan	362
17.8 Testinfrastrukturplan	363
17.9 Beschaffung von Hardware	364
17.10 Systeminstallations- und -konfigurationsplan	365
17.11 Simulatoren und Emulatoren	365
17.12 Stubs und Mock-Objekte	366
17.13 Testtreiber und Monitore	367
17.13.1 Beobachtungs- und Steuerungspunkte	368
17.14 Testwerkzeuge	369
17.15 Testdaten	370
17.16 Verantwortlichkeiten	371
17.17 Release-Management	372
17.18 Testumgebung für Maintenance und Support	373
17.19 Abbau der Testumgebung	373
17.20 Dokumentation	374
18 Integrationstestautomation und dynamische Analysen	376
18.1 Überblick	376
18.2 Automatisierung der Schnittstellenanalyse	378
18.2.1 Zweck eines Schnittstellenanalysators	378
18.2.2 Funktionalität eines Schnittstellenanalysators	379
18.2.3 Voraussetzungen für einen Schnittstellenanalysator	379
18.2.4 Ergebnisse eines Schnittstellenanalysators	380
18.3 Automatisierte Ermittlung von Integrationstestfällen	380
18.3.1 Zweck eines Testfallgenerators	381
18.3.2 Funktionalität eines Testfallgenerators	381
18.3.3 Voraussetzungen für die Testfallerstellung	382
18.3.4 Ergebnisse eines Testfallgenerators	382
18.4 Automatisierte Generierung von Schnittstellendaten	382
18.4.1 Zweck eines Schnittstellengenerators	384
18.4.2 Funktionalität eines Schnittstellengenerators	384
18.4.3 Voraussetzungen für die Schnittstellengenerierung	384
18.4.4 Ergebnisse eines Schnittstellengenerators	385
18.5 Testtreiber für die Steuerung des Integrationstests	385
18.5.1 Zweck eines Testtreibers	386
18.5.2 Funktionalität eines Testtreibers	386
18.5.3 Voraussetzungen für die Integrationstestausführung	387
18.5.4 Ergebnisse der Integrationstestausführung	387
18.6 Dynamische Analyse der Schnittstellennutzung	387
18.6.1 Zweck eines Schnittstellenvalidators	389
18.6.2 Funktionalität eines Schnittstellenvalidators	389
18.6.3 Voraussetzungen für die Schnittstellenvalidation	390
18.6.4 Ergebnisse der Schnittstellenvalidation	390
18.7 Dynamische Analyse der Integrationstestabläufe	391
18.7.1 Zweck eines Ablaufverfolgungswerkzeugs	392
18.7.2 Funktionalität eines Ablaufverfolgungswerkzeugs	393
18.7.3 Voraussetzungen für die Testablaufverfolgung	393
18.7.4 Ergebnisse der Testablaufverfolgung	394
18.8 Werkzeuge für das Integrationstestmanagement	394
18.8.1 Zweck eines Teststeuerungspults	396
18.8.2 Funktionalität des Teststeuerungspults	397
18.8.3 Voraussetzungen für das Teststeuerungspult	398
18.8.4 Ergebnisse eines Teststeuerungspults	399
19 Ausblick	400
20 Anhang	402
20.1 Glossar	402
20.2 Literatur	403
Index	416

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Vertrauen ist gut - Corporate Performance Management ist besser - Management- und Technologieaspekte werden gemeinsam und verständlich dargestellt - Zahlreiche Praxisbeispiele aus der…

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