Тестирование программного обеспечения. Классификация ошибок. Примеры.

Тестирование программного обеспечения — процесс выявления ошибок в программном обеспечении (ПО). Существующие на сегодняшний день методы тестирования ПО не позволяют однозначно и полностью устранить все дефекты и ошибки и установить корректность функционирования анализируемой программы особенно в закрытых частных программах. Поэтому все существующие методы тестирования действуют в рамках формального процесса проверки исследуемого или разрабатываемого ПО.

Ошибкой (или так называемым багом) можно назвать недокументированные или нежелательные, "побочные" реакции программы на те или иные действия пользователя равно как и при использовании ее одновременно с другим программами или на другой аппаратной платформе.

По времени появления ошибки можно разделить на три вида:

• структурные ошибки набора (несоответствие числа открывающих скобок числу закрывающих, отсутствие парного оператора (например, try без catch), неправильное употребление синтаксических знаков и т. п.). В некоторых средах разработки эти ошибки относят к ошибкам компиляции.

• ошибки компиляции. Возникают из-за ошибок в тексте кода. Они включают ошибки в синтаксисе, неверное использование конструкций языка, использование несуществующих объектов или свойств, методов у объектов.

• ошибки периода выполнения. Такие ошибки возникают, когда программа выполняется и компилятор (или операционная система, виртуальная машина) обнаруживает, что оператор делает попытку выполнить недопустимое или невозможное действие. Например, деление на ноль.

В теоретической информатике программные ошибки классифицируют по степени нарушения логики на:

• синтаксические. заключаются в нарушении правописания или пунктуации в записи выражений, операторов и т. п., т. е. в нарушении грамматических правил языка, например несогласованность скобок, пропуск знаков/символов, неверное написание зарезервированных слов. Все ошибки данного типа обнаруживаются компилятором.

• семантические. Заключаются в нарушении порядка операторов, параметров функций и употреблении выражений. Семантические ошибки также обнаруживаются компилятором.

• прагматические (или логические).заключаются в неправильной логике алгоритма, нарушении смысла вычислений и т. п. Они являются самыми сложными и крайне трудно обнаруживаются. Компилятор может выявить только следствие прагматической.
Билет 6

Постановка задачи планирования эксперимента.

Целью планирования эксперимента является создание таких планов покачивания входных переменных, которые обеспечивают более быстрое и точное построение модели объекта.

Выход объекта состоит из неизвестного сигнала (функции от входов) и центрированной помехи ( ).

. (3.1.1)

Функцию часто называют функцией (или поверхностью) отклика, а входные переменные – факторами.

Если мы имеем дело с малоизученным объектом, то вид функции неизвестен и удобным представлением ее является степенной ряд Тейлора в некоторой базовой точке :

(3.1.2)

Здесь

; ; .

Модель объекта строим также в виде отрезка степенного ряда:

Это уравнение называется уравнением регрессии. В нем (в отличие от ряда (3.1.2) исключены зависимые переменные, такие, например, как , ибо = , а коэффициенты 1/2 и др. включены в параметры . Уравнение регрессии отражает среднюю связь выхода объекта со входами. Параметры модели вычисляются обычно по методу наименьших квадратов на основе экспериментов ( ; ...; ), полученных в результате реализации одного из планов, например, ортогональных.

С помощью планирования эксперимента решаются не только задачи построения модели объекта. Примером служит задача о взвешивании тел.

Взвешивание трех тел ( ) можно провести по традиционной схеме, приведенной в табл. 1.

Табл 1 Табл 2

В ней "+" означает, что тело положено на весы, "–" указывает на отсутствие тела на весах.

Вначале проводится "холостое" взвешивание и тем самым определяется "нулевая" точка весов. Затем по очереди взвешивается каждое из тел. Вес каждого тела оценивается по результатам двух опытов:

вес , вес , вес .

Если измерения независимые и равноточные, то дисперсия результатов взвешивания тел запишется в виде

,

где – дисперсия ошибки взвешивания.

Проведем теперь взвешивание по иной схеме, представленной в табл. 3.1.2.

Вес каждого тела определяется по формулам:

вес , вес , вес .

В числителе стоят элементы последнего столбца со знаками, указанными в соответствующих столбцах . Мы видим, что при вычислении, скажем, веса объекта А он входит в числитель два раза, и поэтому в знаменателе стоит число 2. Вес объекта А, вычисленный по приведенной выше формуле, оказывается неискаженным весами объектов В и С, так как вес каждого из них входит в формулу для веса объекта А дважды и с разными знаками.

Найдем дисперсию, связанную с ошибкой взвешивания при новой схеме постановки эксперимента:

.

Аналогичным способом находим:

; .

Видно, что при новой схеме взвешивания дисперсия веса объектов получается вдвое меньше, чем при традиционном методе взвешивания, хотя в обоих случаях выполнялось по четыре опыта.

Увеличение точности эксперимента в два раза происходит по той причине, что в первом случае эксперимент был поставлен так, что каждый вес мы получали лишь по результатам двух опытов. При новой схеме эксперимента каждый вес вычисляется уже по результатам всех четырех опытов, отсюда и удвоение точности.