Collaudo del software

Il collaudo del software (anche software testing in lingua inglese), in informatica, indica un procedimento, che fa parte del ciclo di vita del software, utilizzato per individuare le carenze di correttezza, completezza e affidabilità delle componenti software in corso di sviluppo. Consiste nell'esecuzione del software da parte del collaudatore, da solo o in combinazione ad altro software di servizio, e nel valutare se il comportamento del software rispetta i requisiti. A volte il collaudo, che fa parte delle procedure di assicurazione di qualità, viene confuso con il debugging, con il profiling, o con il benchmarking.

Descrizione generale

In generale, occorre distinguere i "malfunzionamenti" del software (in inglese, "failure"), dai "difetti" (o "errori" o "bachi") del software (in inglese, "fault" o "defect" o "bug"). Un malfunzionamento è un comportamento del software difforme dai requisiti espliciti o impliciti. In pratica, si verifica quando, in assenza di malfunzionamenti della piattaforma (hardware + software di base), il sistema non fa quello che l'utente si aspetta.

Un difetto è una sequenza di istruzioni, sorgenti o eseguibili, che, quando eseguita con particolari dati in input, genera un malfunzionamento. In pratica, si ha un malfunzionamento solo quando viene eseguito il codice che contiene il difetto, e solo se i dati di input sono tali da evidenziare l'errore. Per esempio, se invece di scrivere "a >= 0", il programmatore ha erroneamente scritto "a > 0" in una istruzione, si può avere un malfunzionamento solo quando viene eseguita quell'istruzione mentre la variabile "a" vale zero. Lo scopo del collaudo è di rilevare i difetti tramite i malfunzionamenti, al fine di minimizzare la probabilità che il software distribuito abbia dei malfunzionamenti nella normale operatività.

Nessun collaudo può ridurre a zero tale probabilità, in quanto le possibili combinazioni di valori di input validi sono enormi, e non possono essere riprodotte in un tempo ragionevole; tuttavia un buon collaudo può rendere la probabilità di malfunzionamenti abbastanza bassa da essere accettabile dall'utente. L'accettabilità di una bassa probabilità di malfunzionamento dipende dal tipo di applicazione.

Il software per cui è richiesta la massima qualità, è quello cosiddetto "life-critical" ("safety critical"), cioè in cui un malfunzionamento può mettere a rischio la vita umana, come quello per apparecchiature medicali o aeronautiche. Per tale software è accettabile solo una probabilità di malfunzionamento molto bassa, e pertanto il collaudo è molto approfondito e rigoroso. Per rilevare il maggior numero possibile di difetti, nel collaudo si sollecita il software in modo che sia eseguita la maggior quantità possibile di codice con svariati dati di input.

Può anche darsi che un errore nel codice sorgente generi un malfunzionamento solo se si utilizza un particolare compilatore o interprete, o solo se eseguito su una particolare piattaforma. Pertanto può essere necessario collaudare il software con vari ambienti di sviluppo e con varie piattaforme di utilizzo.

Le tecniche di collaudo possono essere classificate in molti modi. I principali sono i seguenti:

Per modello di sviluppo: a cascata, guidato dal collaudo.

Per livello di conoscenza delle funzionalità interne: a scatola bianca, a scatola nera.

Per appartenenza o meno dei collaudatori all'organizzazione che modifica i sorgenti, nonché per fase di sviluppo: Alfa, Beta.

Per grado di automazione: manuale, semi-automatizzato, completamente automatizzato.

Per granularità: collaudo di modulo, collaudo di sistema.

Per grado di formalità: da informale a formale.

Verifica e validazione

La fase di verifica e di validazione serve ad accertare che il software ottemperi agli obiettivi.

Precisamente:

la verifica serve a stabilire che il software rispetti i requisiti e le specifiche, quindi ad esempio che non ci siano requisiti mancanti o che le diverse prove (esecuzione, moduli/parti del sistema, unità, integrazione, etc) abbiano esito positivo, La verifica può essere eseguita in diverse sotto fasi o riguardare specifici aspetti (categorie di funzioni, sicurezza, architettura, ingegnerizzazione del sistema, prestazioni); spesso si esegue la verifica X per poter procedere alla successiva sottofase X+1; esistono test di verifica della progettazione (analisi funzionale) e altre più propriamente di sviluppo;

invece, la validazione serve ad accertare che i requisiti di utilizzo (bisogni e aspettative dell'utente) siano anche soddisfatti nella maniera giusta. Il collaudo per antonomasia è quello finale, eseguito in condizioni che simulino il reale impiego applicativo. La validazione (validare = convalidare, rendere valido) segue sempre la verifica.

Questa fase, infatti, è molto delicata in quanto, se il software passa la verifica, ma non la validazione, dopo tutto il processo si può ottenere un software perfettamente funzionante, senza errori, ma del tutto inutile in quanto non rispecchia quanto era stato chiesto all'inizio (in tal caso non adempiendo all'insieme completo delle funzionalità previste e quindi non servendo allo scopo di progetto, può esserci il rischio che venga rigettato dal cliente). Oltre alla funzioni (tra cui quelle di sicurezza, sempre più rilevanti e spesso date per scontate), la validazione deve accertare anche il raggiungimento dei livelli prestazionionali (in pratica, la velocità di esecuzione e l'efficienza del sistema).

Secondo il modello applicato questa fase si applica su stadi intermedi o su tutto il sistema software (ivi compresa l'ingegnerizzazione della piattaforma SW/HW quando prevista cioè l'ambiente in cui il software verrà eseguito e fruito). La verifica può essere statica, se effettuata su carta, cioè sul progetto, o dinamica, se effettuata attraverso il collaudo dello stesso software con dati di test.