[정보처리기사 필기] 2과목 소프트웨어 개발 - 4

품질 요구사항

 - 소프트웨어의 품질은 소프트웨어의 기능, 성능, 만족도 등 소프트웨어에 대한 요구사항이 얼마나 충족하는가를 나타내는 소프트웨어 특성의 총체

 - ISO/IEC 9126

   - ISO/IEC 9126은 소프트웨어의 품질 특성과 평가를 위한 표준 지침으로서 국제표준으로 널리 사용

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ISO/IEC 9126의 품질 특성

 - 기능성(Functionality) : 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 만족하는 기능을 제공하는지 여부
    - 적절성/정합성
    - 정밀성/정확성
    - 상호 운용성
    - 보안성
    - 준수성

 

 - 신뢰성(Reliability) : 소프트웨어가 요구된 기능을 정확하고 일관되게 오류 없이 수행할 수 있는 정도
   - 성숙성
   - 결함허용성
   - 회복성

 

 - 사용성(Usability) : 사용자와 컴퓨터 사이에 발생하는 어떠한 행위에 대하여 사용자가 정확하게 이해하고 사용하며 향후 다시 사용하고 싶은 정도
   - 이해성
   - 학습성
   - 운용성
   - 호감성

 

 - 효율성(Efficiency) : 사용자가 요구하는 기능을 할당된 시간 동안 한정된 자원으로 얼마나 빨리 처리할 수 있는지 정도
   - 시간 반응성
   - 자원 효율성

 

 - 유지보수성(Maintainability) : 환경의 변화 또는 새로운 요구사항이 발생했을 때 소프트웨어를 개선하거나 확장할 수 있는 정도
   - 분석성
   - 변경성
   - 안전성
   - 시험성

 

 - 이식성(Portability) : 소프트웨어가 다른 환경에서도 얼마나 쉽게 적용할 수 있는지 정도
   - 적응성
   - 설치성
   - 상호공존성
   - 대체성

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애플리케이션 테스트

 - 애플리케이션에 잠재되어 있는 결함을 찾아내는 일련의 행위 또는 절차

 - 개발된 소프트웨어가 고객의 요구사항을 만족시키는지 확인하고 소프트웨어가 기능을 정확히 수행하는지 검증

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애플리케이션 테스트의 필요성

 - 애플리케이션 테스트를 통해 프로그램 실행 전에 오류를 발견하여 예방할 수 있음

 - 반복적으로 테스트하여 제품의 신뢰도를 향상

 - 개발 초기부터 애플리케이션 테스트를 계획하고 시작하면 단순한 오류 발견뿐만 아니라 새로운 오류의 유입도 예방

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애플리케이션 테스트의 기본 원리

 - 애플리케이션 테스트는 소프트웨어의 잠재적인 결함을 줄일 수 있지만, 소프트웨어에 결함이 없다고는 증명할 수 없음 즉 완벽한 소프트웨어 테스팅은 불가능

 - 애플리케이션의 20%에 해당하는 코드에서 전체 80%의 결함이 발견된다고 하여 파레토 법칙을 적용하기도 함

   ※ 파레토 법칙(Pareto Principle) : 상위 20% 사람들이 전체 부의 80%를 가지고 있다거나, 상위 20% 고객이 매출의 80%를 창출한다는 의미로, 이 법칙이 애플리케이션 테스트에서도 적용 된다는 것. 테스트로 발견된 80%의 오류는 20%의 모듈에서 발견되므로 20%의 모듈을 집중적으로 테스트하여 효율적으로 오류를 찾는 것

 - 동일한 테스트 케이스로 동일한 테스트를 반복하면 더 이상 결함이 발견되지 않는 살충제 패러독스(Pesticide Paradox) 현상이 발생. 살충제 패러독스를 방지하기 위해서 테스트 케이스를 지속적으로 보완 및 개선해야 함

  ※ 살충제 패러독스(Pesticide Paradox) : 살충제를 지속적으로 뿌리면 벌레가 내성이 생겨서 죽지 않는 현상을 의미

 - 소프트웨어의 결함을 모두 제거해도 사용자의 요구사항을 만족시키지 못하면 해당 소프트웨어는 품질이 높다고 말할 수 없음. 이것을 오류-부재의 궤변이라고 함

 - 테스트와 위험은 반비례함. 테스트를 많이 하면 할수록 미래에 발생할 위험을 줄일 수 있음

 - 테스트는 개발자와 관계없는 별도의 팀에서 수행

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애플리케이션 테스트의 분류

 - 정적 테스트 : 프로그램을 실행하지 않고 명세서나 소스 코드를 대상으로 분석하는 테스트

   - 종류 : 워크스루, 인스펙션, 코드 검사

 - 동적 테스트 : 프로그램을 실행하여 오류를 찾는 테스트로 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 테스트를 수행할 수 있음

   - 종류 : 블랙박스 테스트, 화이트박스 테스트 

 - 명세 기반 테스트 : 사용자의 요구사항에 대한 명세를 빠짐없이 테스트 케이스로 만들어 구현하고 있는지 확인하는 테스트

   - 종류 : 동등 분할, 경계 값 분석

 - 구조 기반 테스트 : 소프트웨어 내부의 논리 흐름에 따라 테스트 케이스를 작성하고 확인하는 테스트

   - 종류 : 구문 기반, 결정 기반, 조건 기반

 - 경험 기반 테스트 : 유사 소프트웨어나 기술 등에 대한 테스터의 경험을 기반으로 수행하는 테스트

   - 종류 : 에러 추정, 체크 리스트, 탐색적 테스팅

 - 검증 테스트 : 개발자의 시각에서 제품의 생산 과정을 테스트하는 것, 제품이 명세서대로 완성 됐는지를 테스트

 - 확인 테스트 : 사용자 시각에서 생산됨 제품의 결과를 테스트하는 것, 사용자가 요구한대로 제품이 완성됐는지 제품이 정상적으로 동작하는지를 테스트

 - 회복 테스트 : 시스템에 여러 가지 결함을 주어 실패하도록 한 후 올바르게 복구되는지를 확인하는 테스트

 - 안전 테스트 : 시스템에 설치된 시스템 보호 도구가 불법적인 침입으로부터 시스템을 보호할 수 있는지를 확인하는 테스트

 - 강도 테스트 : 과도한 정보량이나 빈도 등을 부과하여 과부하 시에도 소프트웨어가 정상 동작하는지 확인하는 테스트

 - 성능 테스트 : 실시간 성능이나 전체적인 효율성을 진단하는 테스트로, 소프트웨어의 응답 시간, 처리량을 테스트

 - 구조 테스트 : 소프트웨어 내부의 논리적인 경로, 소스 코드의 복잡도 등을 평가하는 테스트

 - 회귀 테스트 : 변경 또는 수정된 코드에 새로운 결함이 없음을 확인하는 테스트

 - 병행 테스트 : 변경된 소프트웨어와 기존 소프트웨어에 동일한 데이터를 입력하여 결과를 비교하는 테스트

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개발 단계에 따른 애플리케이션 테스트

 - 소프트웨어의 개발 단계에서부터 테스트를 수행하므로 단순히 소프트웨어에 포함된 코드 상의 오류뿐만 아니라 요구 분석의 오류, 설계 인터페이스 오류 등도 발견할 수 있음

 - 소프트웨어의 개발 단계에 따라 단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트로 분류

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단위 테스트(Unit Test)

 - 코딩 직후 소프트웨어 설계의 최소 단위인 모듈이나 컴포넌트에 초점을 맞춰 테스트하는 것

 - 인터페이스, 외부적 I/O, 자료 구조, 독립적 기초 경로, 오류 처리 경로, 경계 조건 등을 검사

 - 사용자의 요구사항을 기반으로 한 기능성 테스트를 최우선으로 수행

테스트 방법	테스트 내용	테스트 목적
구조 기반 테스트	프로그램 내부 구조 및 복잡도를 검증하는 화이트박스 테스트 시행	제어 흐름, 조건 결정
명세 기반 테스트	목적 및 실행 코드 기반의 블랙박스 테스트 시행	동등 분할, 경계 값 분석

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통합 테스트(Integration Test)

 - 단위 테스트가 완료된 모듈들을 결합하여 하나의 시스템으로 완성시키는 과정에서의 테스트를 의미

 - 모듈 간 또는 통합된 컴포넌트 간의 상호 작용 오류를 검사

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시스템 테스트(System Test)

 - 개발된 소프트웨어가 해당 컴퓨터 시스템에서 완벽하게 수행되는가를 점검하는 테스트

 - 환경적인 장애 리스크를 최소화하기 위해서는 실제 사용 환경과 유사하게 만든 테스트 환경에서 테스트를 해야 함

테스트 방법	테스트 내용
기능적 요구사항	요구사항 명세서, 비즈니스 절차, 유스케이스 등 명세서 기반의 블랙박스 테스트 시행
비기능적 요구사항	성능 테스트, 회복 테스트, 보안 테스트, 내부 시스템의 메뉴 구조, 웹 페이지의 네비게이션 등 구조적 요소에 대한 화이트박스 테스트 시행

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인수 테스트(Acceptance Test)

 - 개발한 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 충족하는지에 중점을 두고 테스트하는 방법

 - 개발한 소프트웨어를 사용자가 직접 테스트

테스트 종류	설명
사용자 인수 테스트	사용자가 시스템 사용의 적절성 여부를 확인
운영상의 인수 테스트	시스템 관리자가 시스템 인수 시 수행하는 테스트 기법으로, 백업/복원 시스템, 재난 복구, 사용자 관리, 정기 점검 등을 확인
계약 인수 테스트	계약상의 인수/검수 조건을 준수하는지 여부를 확인
규정 인수 테스트	정부 지침, 법규, 규정 등 규정에 맞게 개발되었는지 확인
알파 테스트	개발자의 장소에서 사용자가 개발자 앞에서 행하는 테스트 기법
베타 테스트	선정된 최종 사용자가 여러 명의 사용자 앞에서 행하는 테스트 기법

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통합 테스트(Integration Test)

 - 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 있음 - 규모가 작은 소프트웨어에 유리하며 단시간 내에 테스트가 가능 - 전체 프로그램을 대상으로 하기 때문에 오류 발견 및 장애 위치 파악 및 수정이 어려움
점진적 통합 방식	- 모듈 단위로 단계적으로 통합하면서 테스트하는 방법으로 하향식, 상향식, 혼합식 통합 방식이 있음 - 오류 수정이 용이하고, 인터페이스와 연관된 오류를 완전히 테스트할 가능성이 높음

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하향식 통합 테스트(Top Down Integration Test)

 - 프로그램의 상위 모듈에서 하위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

 - 테스트 초기부터 사용자에게 시스템 구조를 보여줄 수 있음

 - 상위 모듈에서는 테스트 케이스를 사용하기 어려움

 - 하향식 통합 방법의 절차

   1. 주요 제어 모듈은 작성된 프로그램을 사용, 주요 제어 모듈의 종속 모듈들은 스텁(Stub)으로 대체

      ※ 테스트 스텁(Test Stub) : 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로, 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 시험용 모듈

   2. 깊이 우선 또는 넓이 우선 등의 통합 방식에 따라 하위 모듈인 스텁들이 한 번에 하나씩 실제 모듈로 교체

   3. 모듈이 통합될 때마다 테스트를 실시

   4. 새로운 오류가 발생하지 않음을 보장하기 위해 회귀 테스트를 실시

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상향식 통합 테스트(Bottom Up Integration Test)

 - 프로그램의 하위모듈에서 상위 모듈 방향으로 통합하면서 테스트하는 기법

 - 가장 하위 단계의 모듈부터 통합 및 테스트가 수행되므로 스텁(Stub)은 필요하지 않지만, 하나의 주요 제어 모듈과 관련된 종속 모듈의 그룹인 클러스터가 필요

 - 상향식 통합 방법의 절차

   1. 하위 모듈들을 클러스터로 결합

   2. 상위 모듈에서 데이터의 입·출력을 확인하기 위해 더미 모듈인 드라이버(Driver)를 작성

      ※ 테스트 드라이버(Test Driver) : 테스트 대상의 하위 모듈을 호출, 파라미터를 전달하고 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출

   3. 통합된 클러스터 단위로 테스트

   4. 테스트가 완료되면 클러스터는 프로그램 구조의 상위로 이동하여 결합하고 드라이버는 실제 모듈로 대체

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혼합식 통합 테스트

 - 하위 수준에서는 상향식 통합, 상위 수준에서는 하향식 통합을 사용하여 최적의 테스트를 지원하는 방식으로 샌드위치식 통합 테스트 방법이라고도 함

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회귀 테스팅(Regression Testing)

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

 

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테스트 케이스(Test Case)

 - 구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위해 설계된 입력 값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 구성된 테스트 항목에 대한 명세서로, 명세 기반 테스트의 설계 산출물에 해당

 - 테스트 케이스를 미리 설계하면 테스트 오류를 방지할 수 있고 테스트 수행에 필요한 인력, 시간 등의 낭비를 줄일 수 있음

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테스트 시나리오(Test Scenario)

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

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테스트 오라클(Test Oracle)

 - 테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동을 말함

 - 테스트 오라클의 특징

   - 제한된 검증 : 모든 테스트 케이스에 적용할 수 없음

   - 수학적 기법 : 테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이요하여 구할 수 있음

   - 자동화 가능 : 테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화 할 수 있음

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테스트 오라클의 종류

참(True) 오라클	- 모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하는 오라클 - 발생된 모든 오류를 검출할 수 있음
샘플링(Sampling) 오라클	- 특정한 몇몇 테스트 케이스의 입력 값들에 대해서만 기대하는 결과를 제공하는 오라클
추정(Heuristic) 오라클	- 샘플링 오라클을 개선한 오라클로 특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 오라클
일관성 검사(Consistent) 오라클	- 애플리케이션의 변경이 있을 때 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과 값이 동일한지를 확인하는 오라클