Диаграммы причинно-следственых связей

Тестирование ― выполнение программы с целью обнаружения ошибок. Тесты демонстрируют, как выполняются функции, как принимаются исходные данные, как вырабатываются результаты. Каждый тест определяет:

1 набор входных данных и условий для запуска программы

2 набор ожидаемых результатов

Существуют 2 принципа тестирования программных продуктов: функциональное и структурное. Структурное тестирование - известна структура программы, исследуются внутренние элементы структуры и связи между ними, проверяются все независимые маршруты, ветви и выполнение всех циклов. Функциональное тестирование - известны функции программы, исследуется работа каждой функции на всей области определения.

Диаграммы причинно-следственных связей относятся к функциональному тестированию и определяют способ проектирования тестовых вариантов, который обеспечивает формальную запись логических условий и соответствующих действий. Используется автоматный подход к решению задачи.

Шаги способа:

1) для каждого модуля перечисляются причины (условия ввода или классы эквивалентности условий ввода) и следствия (действия или условия ввода). Каждой причине и следствию присваивается свой идентификатор;

2) разрабатывается граф причинно-следственных связей4

3) граф преобразуется в таблицу решений;

4) столбцы таблицы решений преобразуются в тестовые варианты.

Изобразим базовые символы для записи графов причин и следствий (cause-effect graphs).

Обозначения. Сделаем предварительные замечания:

1) причины будем обозначать символами ci, а следствия – символами ei;

2) каждый узел графа может находиться в состоянии 0 или 1 (0 – состояние отсутствует, 1 – состояние присутствует).

Функция тождество (рис. 1) устанавливает, что если значение ci есть 1, то и значение ei есть 1; в противном случае значение ei есть 0.

Рис. 1. Функция тождество

Функция не (рис. 2) устанавливает, что если значение c1есть 1, то значение е1есть 0, в противном случае значение е1есть 1.

Рис. 2. Функция не

Функция или (рис. 3) устанавливает, что если c1 или c2есть 1, то е1 есть 1, в противном случае е1есть 0.

V

Рис. 3. Функция или

Функция и (рис.4) устанавливает, что если c1 и c2есть 1, то е1 есть 1, в противном случае е1есть 0.

Часто определённые комбинации причин невозможны из-за синтаксических или внешних ограничений. Используются перечисленные ниже обозначения ограничений.

Рис. 4. Функция и

Ограничение Е (исключает, Exclusive, рис. 5) устанавливает, что Е должно быть истинным, если хотя бы одна из причин – а или b – принимает значение 1 (а и b не могут принимать значение 1 одновременно).

Е

Рис. 5. Ограничение Е (исключает, Exclusive)

Ограничение I (включает, Inclusive, рис. 6) устанавливает, что по крайней мере одна из величин а, b или с, всегда должна быть равной 1(а, b и с не могут принимать значение 0 одновременно).

I

Рис. 6. Ограничение I (включает, Inclusive)

Ограничение O (одно и только одно, Only one, рис. 7) устанавливает, что одна и только одна из величин а или b должна быть равна 1.

О

Рис. 7. Ограничение О (одно и только одно, Only one)

Ограничение R (требует, Requires, рис. 8) устанавливает, что если а принимает значение 1, то и b должна принимать значение 1 (нельзя, чтобы а было равно 1, а б – 0).

R

Рис. 8. Ограничение R (требует, Requires)

Часто возникает необходимость в ограничениях для следствий.

Ограничение М (скрывает, Masks, рис. 9) устанавливает, что если следствие а имеет значение 1, то следствие b должно принять значение 0.

M

Рис. 9. Ограничение М (скрывает, Masks)

Для иллюстрации использования способа рассмотрим пример, когда программа выполняет расчёт оплаты за электричество по среднему или переменному тарифу.

При расчёте по среднему тарифу:

при месячном потреблении энергии меньшем, чем 100 кВт/ч, выставляется фиксированная сумма;

при потреблении энергии большем или равном 100 кВт/ч применяется процедура А планирования расчёта;

При расчёте по переменному тарифу:

при месячном потреблении энергии меньшем, чем 100 кВт/ч, применяется процедура А планирования расчёта;

при потреблении энергии большем или равном 100 кВт/ч применяется процедура В планирования расчёта;

Шаг 1 . Причинами являются:

1) расчёт по среднему тарифу;

2) расчёт по переменному тарифу;

3) месячное потребление электроэнергии меньшее, чем 100 кВт/ч;

4) месячное потребление электроэнергии большее или равное 100 кВт/ч.

На основании различных комбинаций причин можно перечислить следующие следствия:

101 – минимальная месячная стоимость;

102 – процедура А планирования расчёта;

103 – процедура В планирования расчёта;

Шаг 2. Разработка графа причинно-следственных связей (рис.13).

Узлы причин перечислим по вертикали у левого края рисунка, а узлы следствий – у правого края рисунка. Для следствия 102 возникает необходимость введения вторичных причин – 11 и 12, – их размещаем в центральной части рисунка.

Шаг 3. Генерация таблицы решений (табл.1). При генерации причины рассматриваются как условия, а следствия – как действия.

1. Выбирается некоторое следствие, которое должно быть в состоянии «1».

2. Находятся все комбинации причин (с учётом ограничений), которые устанавливают это следствие в состояние «1». Для этого из следствия прокладывается обратная трасса через граф.

3. Для каждой комбинации причин, приводящих следствие в состояние «1»,

строится один столбец.

4. Для каждой комбинации причин доопределяются состояния всех других следствий. Они помещаются в тот же столбец таблицы решений.

5. Действия 1-4 повторяются для всех следствий графа.

Е

V

О

Рис.10. Граф причинно-следственных связей

Шаг 4. Преобразование каждого столбца таблицы в тестовый вариант. В нашем примере таких вариантов четыре.

Тестовый вариант 1 (столбец 1) ТВ1:

ИД: расчёт по среднему тарифу; месячное потребление электроэнергии 75 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: минимальная месячная стоимость.

Тестовый вариант 2 (столбец 2) ТВ2:

ИД: расчёт по переменному тарифу; месячное потребление электроэнергии 90 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: процедура А планирования расчёта.

Тестовый вариант 3 (столбец 3) ТВ3:

ИД: расчёт по среднему тарифу; месячное потребление электроэнергии 100 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: процедура В планирования расчёта.

Тестовый вариант 4 (столбец 4) ТВ4:

ИД: расчёт по переменному тарифу; месячное потребление электроэнергии 100 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: процедура В планирования расчёта.

Табл. 1. Таблица решений для расчёта оплаты за электричество