7장 애플리케이션 테스트 관리

SECTION61. 애플리케이션 테스트

1. 애플리케이션 테스트

애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 나타내는 일종의 행위 또는 절차

- 개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인(Validation)하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증(Verification)한다.

 

2. 애플리케이션 테스트의 필요성

- 프로그램 실행 전에 오류를 발견하여 예방할 수 있다.

- 프로그램이 사용자의 요구사항이나 기대 수준등을 만족시키는지 반복적으로 테스트하므로 제품의 신뢰도를 향상시킨다.

- 단순한 오류 발견 뿐만아니라 새로운 오류의 유입도 예방할 수 있다.

- 애플리케이션 테스트를 효과적으로 수행하면 최소한의 시간과 노력으로 많은 결함을 찾을 수 있다.

 

3. 애플리케이션 테스트의 기본 원리

- 완벽한 테스트 불가능

소프트웨어의 잠재적인 결함은 줄일 수 있지만 소프트웨어에 결함이 없다고 증명할 수는 없다.

완벽한 소프트웨어 테스팅은 불가능하다.

- 결함 집중(Defect Clustering)

애플리케이션의 결함은 대부분 개발자의 특성이나 애플리케이션의 기능적 특징 때문에 특정 모듈에 집중되어 있다.

파레토 법칙: 애플리케이션의 20%에 해당하는 코드에서 전체 결함의 80%가 발견된다.

- 살충제 패러독스(Pesticide Paradox)

동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상의 결함이 발견되지 않는다.

이를 방지하기 위해서 테스트케이스를 지속적으로 보완 및 개선해야 한다.

- 테스팅은 정황(Context)의존

소프트웨어의 특징, 테스트 환경, 테스터 역량 등 정황(Context)에 따라 테스트 결과가 달라질 수 있으므로, 정황에 따라 테스트를 다르게 수행해야 한다.

- 오류-부재의 궤변(Absence of Errors Fallacy)

결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없다.

- 테스트와 위험은 반비례

테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생한 위험을 줄일 수 있다.

- 테스트의 점진적 확대

테스트의 작은 부분에서 시작하여 점점 확대하며 진행해야 한다.

- 테스트의 별도 팀 수행

테스트는 개발자와 관련없는 별도의 팀에서 수행해야 한다.

 

 

 

SECTION62. 애플리케이션 테스트의 분류

1. 프로그램 실행 여부에 따른 테스트

* 정적 테스트

프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스코드를 대상으로 분석하는 테스트

- 개발 초기에 결함을 발견할 수 있어 소프트웨어의 개발 비용을 낮추는데 도움이 된다.

- 종류) 동료검토, 워크스루, 인스펙션

* 동적 테스트

프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트로, 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행할 수 있다.

- 종류) 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트

 

2. 테스트기반(Test Bases)에 따른 테스트

* 명세 기반 테스트

- 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트이다.

- 종류) 동등 분할, 경계값 분석 등

* 구조 기반 테스트

- 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트이다.

- 종류) 구문 기반, 결정 기반, 조건 기반 등

* 경험 기반 테스트

- 유사 소프트웨어나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로 수행하는 테스트이다.

- 경함 기반 테스트는 사용자의 요구사항에 대한 명세가 불충분하거나 테스트 시간에 제약이 있는 경우 수행하면 효과적이다.

- 종류) 에러 추정, 체크 리스트, 탐색적 테스팅 등

 

3. 시각에 따른 테스트

- 검증(Verification)테스트: 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트하는 것으로, 제품이 명세대로 완성됐는지를 테스트한다.

- 확인(Validation)테스트: 사용자의 시각에서 생산된 제품의 결과를 테스트하는 것으로, 사용자가 요구한대로 제품이 완성됐는지, 제품이 정상적으로 동작하는지를 테스트한다.

 

4. 목적에 따른 테스트

- 회복(Recovery)테스트: 시스템에 여러가지 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

 

 

SECTION63. 테스트 기법에 따른 애플리케이션 테스트

1. 화이트박스 테스트(White Box Test)

모듈의 원시코드를 오픈시킨 상태에서 원시 코드의 논리적인 모든 경로를 테스트하여 테스트 케이스를 설계하는 방법이다.

- 설계된 절차에 초점을 둔 구조적 테스트로 프로시저 설계의 제어 구조를 사용하여 테스트 케이스를 설계하며, 테스트 과정의 초기에 적용된다.

- 모듈 안의 작동을 직접 관찰한다.

- 코드의 모든 문장을 한 번 이상 실행함으로써 수행된다.

- 프로그램의 제어 구조에 따라 선택, 반복 등의 분기점 부분들을 수행함으로써 논리적 구조를 제어한다.

 

2. 화이트박스 테스트 종류

* 기초 경로 검사

- 대표적인 화이트박스 테스트 기법이다.

- 테스트 케이스 설계자가 절차적 설계의 논리적 복잡성을 측정할 수 있게 해주는 테스트 기법으로, 테스트 측정 결과는 실행 경로의 기초를 정의하는 지침으로 사용된다.

* 제어 구조 검사

- 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 사용의 위치에 초점을 맞춰 실시하는 테스트 케이스 설계 기법

 

3. 화이트박스 테스트의 검증 기준

- 문장 검증 기준(Statement Coverage): 소스코드의 모든 구문이  한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계

- 분기 검증 기준(Branch Coverage): 소스코드의 모든 조건문이 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계

- 조건 검증 기준(Condition Coverage): 소스코드의 모든 조건문에 대해 조건이 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계

- 분기/조건 검증 기준(Branch/Condition Coverage): 소스코드의 모든 조건문과 조건문에 포함된 개별 조건식의 결과가 True인 경우와 False인 경우가 한 번 이상 수행되도록 테스트 케이스 설계

 

* 검증 기준(Coverage)의 종류

- 기능 기반 커버리지: 실제 테스트가 수행된 기능의 수/ 전체 기능의 수

- 라인 커버리지: 테스트 시나리오가 수행한 소스 코드 라인의 수/ 전체 소스 코드의 라인 수

- 코드 커버리지: 소스 코드의 구문, 분기, 조건 등의 구조 코드 자체가 얼마나 테스트 되었는지를 측정하는 방법

 

4. 블랙박스 테스트(Black Box Test)

소프트웨어가 수행할 특정 기능을 알기 위해서 각 기능이 완전히 작동되는 것을 입증하는 테스트로, 기능 테스트라고도 한다.

- 사용자의 요구사항 명세를 보면서 테스트하는 것으로, 주로 구현된 기능을 테스트한다.

- 소프트웨어 인터페이스에서 실시되는 테스트이다.

- 테스트 과정의 후반부에 적용된다.

- 종류) 동치 분할 검사, 경계값 분석, 원인-효과 그래프 검사, 오류 예측 검사, 비교 검사 등이 있다.

 

5. 블랙박스 테스트의 종류

* 동치 분할 검사(Equivalence Partitioning Testing)

- 입력 자료에 초점을 맞춰 테스트 케이스를 만들고 검사하는 방법으로, 동등 분할 기법이라고도 한다.

- 프로그램의 입력 조건에 타당한 입력 자료와 타당하지 않은 입력 자료의 개수를 균등하게 하여 테스트 케이스를 정하고 해당 입력 자료에 맞는 결과가 출력되는지 확인하는 기법이다.

* 경계 값 분석(Boundary Value Analysis)

- 입력 자료에만 치중한 동치 분할 기법을 보완하기 위한 기법이다.

- 입력 조건이 중간 값보다 경계 값에서 오류가 발생할 확률이 높다는 점을 이용하여 입력 조건의 경계값을 테스트케이스로 선정하여 검사하는 기법

* 원인-효과 그래프 검사(Cause-Effect Graphing Testing): 입력 데이터 간의 관계와 출력에 미치는 상황을 체계적으로 분석한 다음 효용성이 높은 테스트 케이스를 선정하여 검사하는 기법

* 오류 예측 검사(Error Guessing): 

- 과거의 경험이나 확인자의 감각으로 테스트하는 기법

- 다른 블랙박스 테스트 기법으로는 찾아낼 수 없는 오류를 찾아내는 일련의 보충적 검사 기법이며, 데이터 확인 검사라고도 한다.

* 비교 검사(Comparison Testing): 여러 버전의 프로그램에 동일한 테스트 자료를 제공하여 동일한 결과가 출력되는지 테스트하는 기법

 

 

SECTION64. 개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

1. 개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

소프트웨어 개발 단계에 따라 단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트로 분류

 

2. 단위 테스트(Unit Test)

코딩 직후 소프트웨어 설계 최소단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트하는 것

- 사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선으로 한다.

- 주로 구조기반 테스트를 시행한다.

 

3. 통합 테스트(Integration Test)

단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트

- 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사한다.

 

4. 시스템 테스트(System Test)

개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트

- 실제 사용 환경과 유사하게 만든 테스트 환경에서 테스트를 수행해야 한다.

 

5. 인수 테스트(Acceptance Test)

개발한 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법

- 개발한 소프트웨어를 사용자가 직접 테스트한다.

- 인수테스트에 문제가 없으면 사용자는 소프트웨어를 인수하게 되고, 프로젝트는 종료된다.

- 종류)

사용자 인수 테스트: 사용자가 시스템 사용의 적절성 여부를 확인한다.

운영상 인수 테스트: 시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법으로, 백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리, 정기 점검 등을 확인한다.

계약 인수 테스트: 계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부를 확인한다.

규정 인수 테스트: 소프트웨어가 정부 지침, 법규, 규정등에 맞게 개발되었는지를 확인한다.

알파 테스트: 개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법으로 테스트는 통제된 환경에서 행해지며, 오류와 사용상의 문제점을 사용자와 개발자가 함께 확인하면서 기록한다.

베타 테스트: 선정된 최종 사용자가 여러명의 사용자 앞에서 행하는 기법이다. 실 업무를 가지고 사용자가 직접 테스트 하는 것으로, 개발자에 의해 제어되지 않은 상태에서 테스트가 행해지며 발견된 오류와 사용상의 문제점을 기록하고 개발자에게 주기적으로 보고한다.

 

 

SECTION65. 통합 테스트

1. 통합 테스트

단위 테스트가 끝난 모듈을 통합하는 과정에서 발생하는 오류 및 결함을 찾는 테스트 기법

 

* 비점진적 통합 방식

- 단계적으로 통합하는 절차 없이 모든 모듈이 미리 결합되어 있는 프로그램 전체를 테스트하는 방법으로, 빅뱅 통합 테스트 방식이 있다.

- 규모가 작은 소프트웨어에 유리하며 단시간 내에 테스트가 가능하다.

- 전체 프로그램을 대상으로 하기 때문에 오류 발견 및 장애 위치 파악 및 수정이 어렵다.

 

* 점진적 통합 방식

- 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법으로, 하향식, 상향식, 혼합식 통합 방식이 있다.

- 오류 수정이 용이하고, 인터페이스와 관련된 오류를 완전히 테스트할 가능성이 높다.

 

2. 하향식 통합 테스트(Top Down Integration Test)

프로그램을 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

- 주요 제어 모듈을 기준으로 하여 아래 단계로 이동하면서 통합하는데, 이 때 깊이 우선 통합법이나 넓이 우선 통합법을 사용한다.

- 테스트 초기부터 사용자에게 시스템 구조를 보여줄 수 있다.

- 절차

주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용하고 주요 제어 모듈의 종속 모듈은 스텁(stub)으로 대체=> 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체 => 모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시 =>새로운 오류가 발생하지 않음을 보증하기 위해 회귀 테스트를 실시

 

3. 상향식 통합 테스트(Bottom Up Integration Test)

프로그램의 하위 모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

- 하나의 주요 제어 모듈과 관련된 종속 모듈의 그룹인 클러스터(cluster)가 필요

- 절차

하위 모듈을 클러스터로 결합=> 상위 모듈에서 데이터의 입출력을 확인하기위해 더미 모듈인 드라이버(driver)를 작성=> 통합된 클러스터 단위로 테스트 => 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체

 

4. 혼합식 통합 테스트

하위 수준에서는 상향식 통합, 상위 수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식으로, 샌드위치식 통합테스트 방식이라고도 한다.

 

5. 회귀 테스트(Regression Test)

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

- 수정한 모듈이나 컴포넌트가 다른 부분에 영향을 미치는지 오류가 생기지 않았는지 테스트하여 새로운 오류가 발생하지 않았음을 보증하기 위해 반복 테스트한다.

- 모든 테스트 케이스를 이용해 테스팅하는 것이 가장 좋지만 시간과 비용이 많이 필요하므로, 기존 케스트 케이스 중 변경된 부분을 테스트할 수 있는 테스트 케이스만을 선정하여 수행한다.

 

* 회귀 테스트의 테스트 케이스 선정 방법

- 모든 애플리케이션의 기능을 수행할 수 있는 대표적인 테스트 케이스를 선정

- 애플리케이션 기능 변경에 의한 파급 효과를 분석하여 파급 효과가 높은 부분이 포함된 테스트 케이스를 선정

- 실제 수정이 발생한 모듈 또는 컴포넌트에서 시행하는 테스트 케이스를 선정

 

 

SECTION66. 애플리케이션 테스트 프로세스

1. 애플리케이션 테스트 프로세스

개발된 소프트웨어가 사용자의 요구대로 만들어졌는지, 결함은 없는지 등을 테스트하는 절차

테스트 계획=> 테스트 분석 및 디자인=> 테스트 케이스 및 시나리오 작성=> 테스트 수행=> 테스트 결과 평가 및 리포팅=> 결함 추적 및 관리

- 테스트 계획서: 테스트 목적, 범위, 일정, 수행 절차, 대상 시스템 구조, 조직의 역할 및 책임 등 테스트 수행을 계획한 문서

- 테스트 케이스: 사용자의 요구사항을 얼마나 준수하는지 확인하기 위한 입력 값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 만들어진 테스트 항목의 명세서

- 테스트 시나리오: 테스트를 수행할 여러 개의 테스트 케이스의 동작 순서를 기술한 문서

- 테스트 결과서: 테스트 결과를 비교 분석한 내용을 정리한 문서

 

2. 테스트 계획

프로젝트 계획서, 요구 명세서 등을 기반으로 테스트 목표를 정의하고 테스트 대상 및 범위를 결정한다.

- 테스트 대상 시스템의 구조를 파악한다.

- 테스트에 투입되는 조직 및 비용을 산정한다.

- 테스트 시작 및 종료 조건을 정의한다.

- 테스트 계획서를 작성한다.

 

3. 테스트 분석 및 디자인

테스트의 목적과 원칙을 검토하고 사용자의 요구사항을 분석한다.

- 테스트에 대한 리스크 분석 및 우선순위를 결정한다.

- 테스트 데이터, 테스트 환경, 테스트 도구 등을 준비한다.

 

* 테스트 데이터

시스템의 기능이나 적합성을 테스트하기 위해 만든 데이터 집합으로, 소프트웨어의 기능을 차례대로 테스트할 수 있도록 만든 데이터

 

4. 테스트 케이스 및 시나리오 작성

테스트 케이스의 설계 기법에 따라 테스트 케이스를 작성하고 검토및 확인한 후 테스트 시나리오를 작성한다.

- 테스트용 스크립트를 작성한다.

 

* 테스트 스크립트(Test Script)

테스트 실행 절차나 수행 방법등을 스크립트 언어로 작성한 파일

 

5. 테스트 수행

테스트 환경을 구축한 후 테스트를 수행한다.

- 테스트의 실행 결과를 측정하여 기록한다.

 

6. 테스트 결과 평가 및 리포팅

테스트 결과를 비교 분석하여 테스트 결과서를 작성한다.

- 결함 내용 및 결함 재현 순서 등 결함을 중점적으로 기록한다.

- 테스트가 종료되면 테스트 실행 절차의 리뷰 및 결과에 대한 평가를 수행하고 그 결과에 따라 실행 절차를 최적화하여 다음 테스트에 적용한다.

 

7. 결함 추적 및 관리

테스트를 수행한 후 결함이 어디에서 발생했는지, 어떤 종류의 결함인지 등 결함을 추적하고 관리

- 동일한 결함 발견 시, 처리 시간 단축 및 결함의 재발 등을 방지할 수 있다.

- 결함관리 프로세스

에러 발견: 에러가 발견되면 테스트 전문가와 프로젝트 팀이 논의한다.

에러 등록: 발견된 에러를 결함 관리 대장에 등록한다.

에러 분석: 등록된 에러가 실제 결함인지 아닌지를 분석한다.

결함 확정: 등록된 에러가 실제 결함이면 결함 확정 상태로 설정한다.

결함 할당: 결함을 해결할 담당자에게 결함을 할당하고 결함 할당 상태로 설정한다.

결함 조치: 결함을 수정하고, 수정이 완료되면 결함 조치 상태로 설정한다.

결함 조치 검토 및 승인: 수정이 완료된 결함에 대해 확인 테스트를 수행하고, 이상이 없으면 결함 조치 완료 상태로 설정한다.

 

 

SECTION67. 테스트 케이스/테스트 시나리오/테스트 오라클

1. 테스트 케이스(Test Case)

구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위해 설계된 입력 값, 실행 조건, 기대 결과등으로 구성된 테스트 항목에 대한 설계서로, 명세 기반 테스트의 설계 산출물에 해당한다.

 

2. 테스트케이스 작성 순서

테스트 계획 검토 및 자료 확보=> 위험평가 및 우선순위 결정=> 테스트 요구사항 정의=> 테스트 구조 설계 및 테스트 방법 결정=> 테스트 케이스 정의=> 테스트 케이스 타당성 확인 및 유지보수

 

3. 테스트 시나리오(Test Scenario)

테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 테스트 케이스들을 묶은 집합으로, 테스트 케이스들을 적용하는 구체적인 절차를 명세한 문서

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

- 테스트 순서를 미리 정함으로써 테스트 항목을 빠짐 없이 수행할 수 있다.

 

4. 테스트 시나리오 작성 시 유의사항

- 시스템별, 모듈별, 항목별 등과 같이 여러 개의 시나리오로 분리하여 작성해야 한다.

- 사용자 요구사항과 설계 문서등을 토대로 작성해야 한다.

- 각각의 테스트 항목은 식별자 변호, 순서 번호, 테스트 데이터, 테스트 케이스, 예상 결과, 확인 등을 포함해서 작성해야 한다.

- 유스케이스 간 업무 흐름이 정상적인지를 테스트할 수 있도록 작성해야 한다.

 

5. 테스트 오라클(Test Oracle)

테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동을 말한다.

* 특징

- 제한된 검증: 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없다.

- 수학적 기법: 값을 수학적 기법을 이용하여 구할수 있다.

- 자동화 기능: 테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화 할 수 있다.

 

6. 테스트 오라클의 종류

- 참 오라클: 모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하는 오라클로, 발생된 모든 오류를 검출할 수있다.

- 샘플링 오라클: 특정한 몇몇 테스트 케이스의 입력 값에 대해서만 기대하는 결과를 제공하는 오라클이다.

- 휴리스틱 오라클: 샘플링 오라클을 개선한 오라클로, 특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 오라클이다.

- 일관성 검사 오라클: 애플리케이션의 변경이 있을 때, 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과 값이 동일한지를 확인하는 오라클

 

 

SECTION68. 테스트 자동화 도구

1. 테스트 자동화

사람이 반복적으로 수행하던 테스트 절차를 스크립트 형태로 구현하는 자동화 도구를 적용함으로써 쉽고 효율적으로 테스트를 수행할 수 있도록 한 것

- 테스트 자동화 도구를 사용함으로써 휴먼 에러(Human Error)를 줄이고 테스트의 정확성을 유지하면서 테스트의 품질을 향상시킬 수 있다.

 

2. 테스트 자동화 도구의 장점/단점

* 장점

- 테스트 데이터의 재입력, 재구성 같은 반복적인 작업을 자동화함으로써 인력 및 시간을 줄일 수 있다.

- 다중 플랫폼 호환성, 소프트웨어 구성, 기본 테스트 등 향상된 테스트 품질을 보장한다.

- 사용자의 요구사항 등을 일관성있게 검증할 수 있다.

- 테스트 결과에 대한 객관적인 평가 기준을 제공한다.

- 테스트 결과를 그래프등 다양한 표시 형태로 제공한다.

- UI가 없는 서비스도 정밀 테스트가 가능하다.

* 단점

- 테스트 자동화 도구의 사용 방법에 대한 교육 및 학습이 필요하다.

- 자동화 도구를 프로세스 단계별로 적용하기 위한 시간, 비용, 노력이 필요하다.

- 비공개 상용도구의 경우 고가의 추가 비용이 필요하다.

 

3. 테스트 자동화 수행 시 고려사항

- 테스트 절차를 고려하여 재사용 및 측정이 불가능한 테스트 프로그램은 제외한다.

- 용도에 맞는 적절한 도구를 선택에서 사용한다.

- 자동화 도구의 환경 설정 및 습득 기간을 고려해서 프로젝트 일정을 계획해야한다.

- 반드시 프로젝트 초기에 테스트 엔지니어의 투입 시기를 계획해야한다.

 

4. 테스트 자동화 도구의 유형

* 정적 분석 도구

- 프로그램을 실행하지 않고 분석하는 도구로, 소스 코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도 및 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용된다.

- 테스트를 수행하는 사람이 작성된 소스코드를 이해하고 있어야만 분석이 가능하다.

 

* 테스트 실행 도구

- 스크립트 언어를 사용하여 테스트를 실행하는 방법으로, 테스트 데이터와 테스트 수행 방법등이 포함된 스크립트를 작성한 후 실행한다.

 

* 성능 테스트 도구

애플리케이션의 처리량, 응답시간, 경과시간, 자원사용률 등을 인위적으로 적용한 가상의 사용자를 만들어 테스트를 수행함으로써 성능의 목표 달성 여부를 확인한다.

 

* 테스트 통제 도구

테스트 계획 및 관리, 테스트 수행, 결함 관리 등을 수행하는 도구로, 종류에는 형상관리도구, 결함 추적/관리 도구 등이 있다.

 

* 테스트 하네스 도구

- 애플리케이션의 컴포넌트 및 모듈을 테스트하는 환경의 일부분으로, 테스트를 지원하기 위해 생성된 코드와 데이터를 의미한다.

- 테스트가 실행될 환경을 시뮬레이션하여 컴포넌트 및 모듈이 정상적으로 테스트되도록 한다.

 

*테스트 하네스 도구

- 테스트 드라이버: 테스트 대상의 하위모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 도구

- 테스트 스텁: 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로, 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 테스트용 모듈

- 테스트 슈트: 테스트 대상 컴포넌트나 모듈, 시스템에 사용되는 테스트 케이스의 집합

- 테스트 케이스: 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지 확인하기 위한 입력 값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 만들어진 테스트 항목의 명세서

- 테스트 스크립트: 자동화된 테스트 실행 절차에 대한 명세서

- 목 오브젝트: 사전에 사용자의 행위를 조건부로 입력해두면, 그 상황에 맞는 예정된 행위를 수행하는 객체

테스트 계획	요구사항 관리	사용자의 요구사항 정의 및 변경 사항등을 관리하는 도구
테스트 분석/설계	테스트 케이스 생성	테스트 기법에 따른 테스트 데이터 및 테스트 케이스 작성을 지원하는 도구
테스트 수행	테스트 자동화	테스트의 자동화를 도와주는 도구로 테스트의 효율성을 높임
	정적 분석	코딩 표준, 런타임 오류등을 검증하는 도구
	동적 분석	대상 시스템의 시뮬레이션을 통해 오류를 검출하는 도구
	성능 테스트	가상의 사용자를 생성하여 시스템의 처리 능력을 측정하는 도구
	모니터링	CPU, Memory 등과 같은 시스템 자원의 상태 확인 및 분석을 지원하는 도구
테스트 관리	커버리지 분석	테스트 완료 후 테스트의 충분성 여부 검증을 지원하는 도구
	형상 관리	테스트 수행에 필요한 다양한 도구 및 데이터를 관리하는 도구
	결함 추적/관리	테스트 시 발생한 결함 추적 및 관리 활동을 지원하는 도구

 

 

SECTION69. 결함 관리

1. 결함(Fault)

오류 발생, 작동 실패 같이 소프트웨어가 개발자가 설계한 것과 다르게 동작하거나 다른 결과가 발생되는 것을 의미

- 사용자가 예상한 결과와 실행 결과 간의 차이나 업무 내용과의 불일치 등으로 인해 변경이 필요한 부분도 모두 결함에 해당한다.

 

2. 결함 관리 프로세스

결함 관리 계획: 전체 프로세스에 대한 결함 관리 일정, 인력, 업무 프로세스 등을 확보하여 계획을 수립하는 단계

결함 기록: 테스터는 발견된 결함을 결함 관리 DB에 등록한다.

결함 검토: 테스터, 프로그램 리더, 품질관리 담당자 등은 등록된 결함을 검토하고 결함을 수정할 개발자에게 전달한다.

결함 수정: 개발자는 전달받은 결함을 수정한다.

결함 재확인: 테스터는 개발자가 수정한 내용을 확인하고 다시 테스트를 수행한다.

결함 상태 추적 및 모니터링 활동: 결함관리 DB를 이용하여 프로젝트 별 결함 유형, 발생률 등을 한눈에 볼 수 있는 대시보드 또는 게시판 형태의 서비스를 제공한다.

최종 결함 분석 및 보고서 작성: 발견된 결함에 대한 정보와 이해관계자들의 의견이 반영된 보고서를 작성하고 결함 관리를 종료한다.

 

3. 결함 상태 추적

테스트에서 발견된 결함은 지속적으로 상태 변화를 추적하고 관리해야 한다.

- 발견된 결함에 대해 결함 관리 측정 지표의 속성 값들을 분석하여 향후 결함이 발견될 모듈 또는 컴포넌트를 추정할 수 있다.

- 결함 관리 측정 지표

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

4. 결함 추적 순서

결함이 발견된 때부터 결함이 해결될 때까지 전 과정을 추적하는 것

- 결함 등록(Open): 테스터와 품질관리 담당자에 의해 발견된 결함이 등록된 상태

- 결함 검토(Reviewed): 등록된 결함을 테스터, 품질관리 담당자, 프로그램 리더, 담당 모듈 개발자에 의해 검토된 상태

- 결함 할당(Assigned): 결함을 수정하기 위해 개발자와 문제 해결 담당자에게 결함이 할당된 상태

- 결함 수정(Resolved): 개발자가 결함 수정을 완료한 상태

- 결함 조치 보류(Deferred): 결함의 수정이 불가능해 연기된 상태로, 우선순위, 일정 등에 따라 재오픈을 준비중인 상태

- 결함 종료(Closed): 결함이 해결되어 테스터와 품질 관리 담당자가 종료를 승인한 상태

- 결함 해제(Clarified): 테스터, 프로그램 리더, 품질관리 담당자가 종료 승인한 결함을 검토하여 결함이 아니라고 판명한 상태

 

5. 결함 분류

- 시스템 결함: 시스템 다운, 애플리케이션의 작동 정지, 종료, 응답 시간 지연, 데이터베이스 에러 등 주로 애플리케이션 환경이나 데이터베이스 처리에서 발생된 결함

- 기능 결함: 사용자의 요구사항 미반영/불일치, 부정확한 비즈니스 프로세스, 스크립트 오류, 타 시스템 연동 시 오류 등 애플리케이션의 기획, 설계, 업무 시나리오 등의 단계에서 유입된 결함

- GUI 결함: UI 비일관성, 데이터 타입의 표시 오류, 부정확한 커서/메시지 오류 등 사용자 화면 설계에서 발생된 결함

- 문서 결함: 사용자의 요구사항과 기능 요구사항의 불일치로 인한 불완전한 상태의 문서, 사용자의 온라인/오프라인 메뉴얼의 불일치 등 기획자, 사용자, 개발자 간의 의사소통의 기록이 원활하지 않아 발생된 결함

 

6. 결함 심각도

애플리케이션에 발생한 결함이 전체 시스템에 미치는 치명도를 나타내는 척도

- High: 핵심 요구사항 미구현, 장시간 시스템 응답 지연, 시스템 다운 등과 같이 더 이상 프로세스를 진행할 수 없도록 만드는 결함

- Medium: 부정확한 기능이나 데이터베이스 에러 등과 같이 시스템 흐름에 영향을 미치는 결함

- Low: 부정확한 GUI 및 메시지, 에러 시 메시지 미출력, 화면상의 문법/철자 오류 등과 같이 시스템 흐름에는 영향을 미치지 않는 결함

 

7. 결함 우선순위

발견된 결함 처리에 대한 신속성을 나타내는 척도로, 결함의 중요도와 심각도에 따라 설정되고 수정 여부가 결정된다.

- 심각도가 높다고 반드시 우선순위가 높은 것은 아니다.

- 결정적(Critical), 높음(High), 보통(Medium), 낮음(Low)으로 분류

 

8. 결함 관리 도구

소프트웨어에 발생한 결함을 체계적으로 관리할 수 있도록 도와주는 도구

Mantis	결함 및 이슈 관리 도구로, 소프트웨어 설계 시 단위별 작업 내용을 기록할 수 있어 결함 추적도 가능한 도구
Trac	결함 추적은 물론 결함을 통합하여 관리할 수 있는 도구
Redmine	프로젝트 관리 및 결함 추적이 가능한 도구
Bugzilla	결함 신고, 확인, 처리 등 결함을 지속적으로 관리할 수 있는 도구로, 결함의 심각도와 우선순위를 지정할 수도 있다.

 

 

SECTION70. 애플리케이션 성능 분석

1. 애플리케이션 성능

사용자가 요구한 기능을 최소한의 자원을 사용하여 최대한 많은 기능을 신속하게 처리하는 정도

 

<애플리케이션 성능 측정 지표>

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
자원사용률(Resource Usage)	애플리케이션이 의뢰한 작업을 처리하는 동안의 CPU 사용량, 메모리 사용량, 네트워크 사용량 등 자원 사용률

=> 애플리케이션의 성능 분석 도구는 성능 테스트 도구와 시스템 모니터링 도구로 분류

 

2. 성능 테스트 도구

애플리케이션의 성능을 테스트하기 위해 애플리케이션에 부하나 스트레스를 가하면서 애플리케이션의 성능 측정 지표를 점검하는 도구이다.

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

 

3. 시스템 모니터링 도구

애플리케이션이 실행되었을 때 시스템 자원의 사용량을 확인하고 분석하는 도구이다.

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	웹 기반 서버, 서비스, 애플리케이션 등의 모니터링 도구	Cross-Platform

 

4. 애플리케이션 성능 저하 원인 분석

애플리케이션을 DB에 연결하기 위해 Connection개겣를 생성하거나 쿼리를 실행하는 애플리케이션 로직에서 많이 발생한다.

* 주요 원인

- DB에 필요 이상의 많은 데이터를 요청한 경우

- 데이터베이스의 락이 해제되기를 기다리면서 애플리케이션에 대기하거나 타임아웃된 경우

- 커넥션 풀의 크기를 너무 작거나 크게 설정한 경우

- JDBC나 ODBC 같은 미들웨어를 사용한 후 종료하지 않아 연결누수가 발생한 경우

- 트랜잭션이 확정(Commit)되지 않고 커넥션 풀에 반환되거나, 잘못된 코드로 인해 불필요한 Commit이 자주 발생하는 경우

- 인터넷 접속 불량으로 인해 서버 소켓에 쓰기는 지속되나, 클라이언트에서 정상적인 읽기가 수행되지 않는 경우 등

 

5. 애플리케이션 성능 분석 절차

애플리케이션 성능 점검을 위해 성능 테스트 도구와 시스템 모니터링 도구의 유형을 파악하고 그 특징을 정리한다.

=> 성능 점검의 개요, 수행 전략, 수행 일정 및 절차, 수행 방식 등을 포함하여 애플리케이션 성능 점검 계획서를 작성한다. => 애플리케이션 성능 측정을 위한 테스트 케이스를 작성한다.

=> 애플리케이션 성능 테스트를 수행한다.

=> 애플리케이션 성능 테스트 결과를 분석한다.

=> 애플리케이션의 성능 저하 요인을 찾아 분석한다.

 

 

SECTION71. 애플리케이션 성능 개선

1. 소스 코드 최적화

나쁜 코드(Bad Code)를 배제하고, 클린 코드(Clean Code)로 작성하는 것이다.

- 클린 코드(Clean Code): 누구나 쉽게 이해하고 수정 및 추가할 수 있는 단순, 명료한 코드, 즉 잘 작성된 코드를 의미

- 나쁜 코드(Bad Code): 프로그램의 로직(logic)이 복잡하고 이해하기 어려운 코드로, 코드의 로직이 서로 얽혀 있는 스파게티 코드, 동일한 처리 로직이 중복되게 작성된 코드 등이 여기에 해당한다.

- 나쁜 코드로 작성된 애플리케이션 코드를 클린 코드로 수정하면 애플리케이션의 성능이 개선된다.

 

* 클린코드 작성 원칙

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

 

2. 소스 코드 최적화 유형

- 클래스 분할 배치: 하나의 클래스는 하나의 역할만 수행하도록 응집도를 높이고, 크기를 작게 작성한다.

- Loosely Coupled(느슨한 결합): 인터페이스 클래스를 이용하여 추상화된 자료 구조와 메소드를 구현함으로써 클래스 간의 의존성을 최소화한다.

- 코딩 형식 준수: 줄 바꿈 사용, 개념적 유사성이 높은 종속 함수 사용, 호출하는 함수는 선배치, 호출되는 함수는 후배치, 지역 변수는 각 함수의 맨 처음에 선언

- 좋은 이름 사용: 기억하기 좋은 이름, 발음이 쉬운 용어, 접두어 사용 등 기본적인 이름 명명 규칙을 정의하고 규칙에 맞는 이름을 사용한다.

- 적절한 주석문 사용: 소스 코드 작성 시 앞으로 해야 할 일을 기록하거나 중요한 코드를 강조할 때 주석문을 사용한다.

 

3. 소스 코드 품질 분석 도구

소스 코드의 코딩 스타일, 코드에 설정된 코딩 표준, 코드의 복잡도, 코드에 존재하는 메모리 누수 현상, 스레드 결함등을 발견하기 위해 사용하는 분석 도구로, 크게 정적 분석 도구와 동적 분석 도구로 나뉜다.

 

* 정적 분석 도구

- 작성한 소스 코드를 실행하지 않고 코딩 표준이나 코딩 스타일, 결함 등을 확인하는 코드 분석 도구이다.

- 비교적 애플리케이션 개발 초기의 결함을 찾는데 사용되고, 개발 완료 시점에서는 개발된 소스 코드의 품질을 검증하는 차원에서 사용된다.

- 동적 분석 도구로 발견하기 어려운 결함을 찾아내고, 소스코드에서 코딩의 복잡도, 모델 의존성, 불일치성 등을 분석할 수 있다.

- 종류: pmd, cppcheck, SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등

 

* 동적 분석 도구

- 작성한 소스코드를 실행하여 코드에 존재하는 메모리 누수, 스레드 결함등을 분석하는 도구

- 종류: Avalanche, Valgrind 등

 

4. 소스코드 품질 분석 도구의 종류

도구	설명	지원 환경
pmd	소스 코드에 대한 미사용 변수, 최적화되지 않은 코드 등 결함을 유발할 수 있는 코드를 검사한다.	Linux, Windows
cppcheck	C/C++ 코드에 대한 메모리 누수, 오버플로우 등 분석	Windows
SonarQube	중복 코드, 복잡도, 코딩 설계 등을 분석하는 소스 분석 통합 플랫폼	Cross-Platform
checkstyle	- java코드에 대해 소스 코드 표준을 따르고 있는지 검사한다. - 다양한 개발 도구에 통합하여 사용 가능하다.	Cross-Platform
ccm	다양한 언어의 코드 복잡도를 분석한다.	Cross-Platform
cobertura	Java의 소스 코드 복잡도 분석 및 테스트 커버리지를 측정한다.	Cross-Platform
Avalanche	- Valgrind 프레임워크 및 STP 기반으로 구현된다. - 프로그램에 대한 결함 및 취약점 등을 분석한다.	Linux, Android
Valgrind	프로그램 내에 존재하는 메모리 및 스레드 결함을 분석한다.	Cross-Platform

 

5. 애플리케이션 성능 개선 방법

소스코드 최적화 기법을 통한 성능 개선

- 애플리케이션 개발 프레임워크의 코딩 표준을 설정한다.

- 인터페이스 클래스를 이용하여 추상화된 자료 구조를 작성함으로써 의존성을 최소화하는 느슨한 결함(Loosely Coupled)의 코드를 작성한다.

 

아키텍처 조정을 통한 성능 개선

- 팩토리 메소드 패턴(Factory Method Pattern)을 이용하여 객체의 생성과 사용을 분리함으로써 소프트웨어의 의존성을 최소화한다.

 

프로그램 호출 순서 조정을 통한 성능 개선

- 서로 연관된 내용은 세로로 가깝게 작성함으로써 밀집도를 높인다.

- 유사성이 높은 함수나 코드를 가깝게 배치한다.

- 호출하는 함수를 먼저 코딩하고, 호출되는 함수를 나중에 배치한다.

 

소스코드 품질 분석 도구를 이용한 애플리케이션 성능 개선

- 메모리 사용 최소화를 통한 성능 개선

 - String 클래스를 StringBuffer또는 StringBuilder클래스로 수정하여 코딩한다.

 - 반복 루프 내 불필요한 메소드의 호출이 반복되지 않도록 코딩한다.

- 입출력 발생 최소화를 통한 성능 개선

 - 데이터의 입출력 요청이 있을 때마다 매번 읽어오기 보다는 일정한 크기를 한 번에 읽어들여 버퍼에 저장한 후 사용하는 BufferedReader, BufferedWriter 등의 클래스를 이용한다.

 

System.out.println()을 사용하지 않음으로써 성능을 개선한다.

- System.out.println()을 사용하여 파일이나 콘솔에 로그를 남기면 애플리케이션에 대기 시간이 발생하여 시스템의 성능 저하가 발생된다. System.out.println() 대신 Log4j를 사용하면 시스템 성능에 큰 영향을 미치지 않으면서 다양한 방법으로 로깅을 할 수 있다.