Первая прога (Спасибо Владу Гаару ;))

lab2/report.tex

@@ -353,15 +353,296 @@
     раз.
 
 
-
-
-
-
+    \newpage
+    \section{Тестирование программы №1}
+    \subsection{Формальное описание программы}
+    \textbf{Название:} «Вычисление факториала числа».
     
+    \textbf{Дано:} 
+    \begin{itemize}
+        \item $N$ --- целое положительное число.
+    \end{itemize}
+    
+    
+    \textbf{Требуется:} Вычислить факториал числа $N$ и вывести результат на экран.
+    
+    \textbf{Ограничения:}
+    \begin{itemize}
+        \item $1 \leq N \leq 65$;
+        \item $N$ --- целое.
+    \end{itemize}
+
+    \textbf{Спецификация}
+
+    \begin{table}[h!]
+        \centering
+        %\caption{Спецификация}
+        %\label{.}
+        \footnotesize
+        \begin{tabularx}{\textwidth}{|X|X|X|}
+        \hline
+        \textbf{Входные данные} & \textbf{Выходные данные} & \textbf{Реакция программы} \\
+        \hline
+        $N = -5$ & ''Ошибка! Введите положительное целое число:'' & Вывод на экран сообщения: ''Ошибка! Введите положительное целое число:''. Ожидание корректного ввода $N$. \\
+        \hline
+        $N = 5.7$ & ''Ошибка! Введите целое число, а не дробное:'' & Вывод на экран сообщения: ''Ошибка! Введите целое число, а не дробное:''. Ожидание корректного ввода $N$. \\
+        \hline
+        $N =$ ''пять'' & ''Ошибка! Введите целое число, а не строку:'' & Вывод на экран сообщения: ''Ошибка! Введите целое число, а не строку:''. Ожидание корректного ввода $N$. \\
+        \hline
+        $N = 70$  & ''Ошибка! Введите целое положительное число, не более 65:'' & Вывод на экран сообщения: ''Ошибка! Введите целое положительное число, не более 65:''. Ожидание корректного ввода $N$. \\
+        \hline
+        $N = 5$  & 120 & Вывод на экран значения факториала для заданного числа $N$. Завершение программы. \\
+        \hline
+        $N = 0$  & 1 & Вывод на экран значения факториала для заданного числа $N$. Завершение программы. \\
+        \hline
+        $N = 1$  & 1 & Вывод на экран значения факториала для заданного числа $N$. Завершение программы. \\
+        \hline
+        \end{tabularx}
+    \end{table}
+    
+    \newpage
+    \textbf{Блок-схема}
+
+    \begin{figure}[h!]
+       \centering
+       \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/block-schema-1.png}
+       \caption{Блок схема программы №1.}
+       \label{fig:programm1/block-schema-1}
+    \end{figure}
+
+    \newpage
+    \subsection{Тестирование методом «белого ящика»}
+    Алгоритм составления тестов методом «белого» ящика предполагает обход всех
+    возможных путей в теле программы и проверку выполнения каждого оператора не
+    менее одного раза. Для этого на блок-схеме программы, которая изображена на Рис.~\ref{fig:programm1/block-schema-1}, все возможные пути обозначены символами латинского алфавита от~A~до~I.
+
+    Условия в ветвлениях программы:
+    \begin{enumerate}
+        \item $N > 65$;
+        \item $N < 0$;
+        \item $N$ строка?
+        \item $N$ дробное?
+        \item $k \neq N$
+    \end{enumerate}
+
+
+    \subsubsection{Покрытие операторов}
+    Критерием покрытия является выполнение каждого оператора программы хотя
+    бы один раз. Это необходимое, но не достаточное условие для приемлемого тестирования по принципу белого ящика.
+
+    Для покрытия всех операторов был составлен набор тестов из 6 тестов (Рис.~\ref{fig:programm1/table-operators}).
+
+    \begin{figure}[h!]
+       \centering
+       \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/table-operators.png}
+       \caption{Набор тестов для покрытия операторов второй программы.}
+       \label{fig:programm1/table-operators}
+    \end{figure}
+
+    \newpage
+    При тестировании покрытия операторов был составлен тест (№3), который программа не проходит. Программа не может пройти тест №3, так как была допущена ошибка при составлении блок-схемы программы. При вводе строки программа завершается при попытке сравнить строку с числом 65, хотя по спецификации должна выводить строку <<Ошибка! Введите целое число, а не строку>>.
+
+
+    \subsubsection{Покрытие решений}
+    В соответствии с этим критерием необходимо составить такой набор тестов, при котором каждое условие в программе примет как истинное, так и ложное значения. Таким образом, к тестам, составленным для метода покрытия операторов, необходимо добавить тесты, которые будут проверять все возможные переходы.
+
+    Тесты, покрывающие все решения программы представлены на Рис.~\ref{fig:programm1/table-operators-2}.
+
+    \begin{figure}[h!]
+        \centering
+        \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/table-operators.png}
+        \caption{Набор тестов для покрытия решений второй программы.}
+        \label{fig:programm1/table-operators-1}
+    \end{figure}
+
+    Покрыть истинную ветку условия 3 (путь B->D->E) невозможно из-за экстренного завершения программы при вводе строкового значения N.
+
+    \newpage
+    \subsubsection{Покрытие условий}
+    В соответствии с этим критерием количество тестов должно быть таким, чтобы
+    все возможные результаты каждого условия в решении выполнялись по крайней мере
+    один раз.
+
+    Тесты, покрывающие все условия программы представлены на Рис.~\ref{fig:programm1/table-operators-2}.
+
+    \begin{figure}[h!]
+        \centering
+        \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/table-operators.png}
+        \caption{Набор тестов для покрытия решений второй программы.}
+        \label{fig:programm1/table-operators-2}
+    \end{figure}
+    
+    Покрыть истинную ветку условия 3 (путь B->D->E) невозможно из-за экстренного завершения программы при вводе строкового значения N.
+
+    \newpage
+    \subsubsection{Покрытие решений и условий}
+    Согласно этому критерию набор тестов является достаточно полным, если удовлетворяются следующие требования: каждое условие в решении принимает каждое
+    возможное значение по крайней мере один раз, каждый возможный исход решения
+    проверяется по крайней мере один раз и каждой точке входа управление передается
+    по крайней мере один раз.
+
+    Тесты, написанные ранее, обеспечивают покрытие решений и условий (Рис.~\ref{fig:programm1/table-operators-3}).
+
+    \begin{figure}[h!]
+        \centering
+        \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/table-operators.png}
+        \caption{Набор тестов для покрытия решений второй программы.}
+        \label{fig:programm1/table-operators-3}
+    \end{figure}
+    
+    Покрыть истинную ветку условия 3 (путь B->D->E) невозможно из-за экстренного завершения программы при вводе строкового значения N.
+
+    \newpage
+    \subsubsection{Комбинаторное покрытие условий}
+    Этот критерий требует создания такого набора тестов, при котором каждая возможная комбинация результатов вычисления условий в каждом решении и
+    каждая точка входа проверяются по крайней мере один раз.
+
+    Совокупность всех ранее написанных тестов дает покрытие условий и решений (Рис.~\ref{fig:programm1/table-operators-4}).
+
+    \begin{figure}[h!]
+        \centering
+        \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/table-operators.png}
+        \caption{Набор тестов для покрытия решений второй программы.}
+        \label{fig:programm1/table-operators-4}
+    \end{figure}
+    
+    Покрыть истинную ветку условия 3 (путь B->D->E) невозможно из-за экстренного завершения программы при вводе строкового значения N.
+
+    \subsubsection{Результаты тестирования методом <<белого ящика>>}
+    В результате тестирования методом «белого ящика» было составлено 6 тестов,
+    из которых были пройдены 5 и не пройден 1. При строковом значении $N$ программа
+    должна вывести сообщение ”Ошибка! Введите целое число, а не строку:” и ожидать
+    повторного ввода значения $N$, однако она экстренно завершается с кодом -1 на первом блоке ветвления ($N$ > 65) при попытке сравнить строку с числом, что означает
+    некорректно составленную программу и спецификацию.
+
+    \newpage
+    \subsection{Тестирование методом <<чёрного ящика>>}
+    \subsubsection{Разбиение на классы эквивалентности}
+    Составлено разбиение на классы эквивалентности исходя из ограничений для
+    программы, представленное на Рис.~\ref{fig:programm1/classes}. Тесты для допустимых классов эквивалентности представлены на Рис.~\ref{fig:programm1/classes-test-dop} и тесты для недопустимых классов эквивалентности
+    — на Рис.~\ref{fig:programm1/classes-test-nedop}.
+
+    \begin{figure}[h!]
+       \centering
+       \includegraphics[width=0.7\linewidth]{img/programm1/classes.png}
+       \caption{Разбиение на классы эквивалентности.}
+       \label{fig:programm1/classes}
+    \end{figure}
+    
+    \begin{figure}[h!]
+        \centering
+        \includegraphics[width=0.9\linewidth]{img/programm1/classes-test-dop.png}
+        \caption{Тесты для допустимых классов эквивалентности.}
+        \label{fig:programm1/classes-test-dop}
+    \end{figure}
+
+    \begin{figure}[h!]
+    \centering
+    \includegraphics[width=0.9\linewidth]{img/programm1/classes-test-nedop.png}
+    \caption{Тесты для недопустимых классов эквивалентности.}
+    \label{fig:programm1/classes-test-nedop}
+    \end{figure}
+    
+    \newpage
+    При тестировании недопустимых классов эквивалентности был составлен тест, который программа не проходит. Программа не может пройти тест №3, так как была допущена ошибка при составлении блок-схемы программы. При вводе строки программа завершается при попытке сравнить строку с числом 65, хотя по спецификации должна выводить строку <<Ошибка! Введите целое число, а не строку>>.
+
+    \subsubsection{Анализ граничных условий}
+    В программе можно выделить следующие граничные условия:
+    \begin{itemize}
+        \item $N \geq 0$;
+        \item $N \leq 65$.
+    \end{itemize}
+    
+    Для каждой из границ определим тесты, соответствующие:
+    \begin{itemize}
+        \item граничному целому числу (верхнему/нижнему);
+        \item целому числу, выходящему за границу (верхнюю/нижнюю) на единицу;
+        \item дробному числу, на 0.001 выходящему за границу (верхнюю/нижнюю).
+    \end{itemize}
+    
+    Составленные тесты представлены на Рис.~\ref{fig:programm1/bounds}.
+
+    \begin{figure}[h!]
+       \centering
+       \includegraphics[width=0.8\linewidth]{img/programm1/bounds.png}
+       \caption{Тесты граничных условий.}
+       \label{fig:programm1/bounds}
+    \end{figure}
+    
+    При тестировании граничных условий был составлен тест, который программа не проходит. Программа не может пройти тест №1 (Рис.~\ref{fig:programm1/bounds}), так как была допущена ошибка при составлении блок-схемы программы. При вводе числа 0 программа зависает в бесконечном цикле (из-за условия <<k != N>>), хотя по спецификации должна выводить число 1.
+
+    \subsubsection{Причинно-следственная диаграмма}
+
+    \begin{figure}[h!]
+        \centering
+        \includegraphics[width=0.6\linewidth]{img/programm1/diagram.png}
+        \caption{Причинно следственная диаграмма.}
+        \label{fig:programm1/diagram}
+     \end{figure}
+
+    \textbf{Причины:}
+    \begin{enumerate}
+        \item $N$ -- число;
+        \item $N$ -- целое;
+        \item $N \geq 0$;
+        \item $N \leq 65$.
+    \end{enumerate}
+    
+    \textbf{Промежуточные причины:}
+    \begin{enumerate}
+        \item[1.1] $N$ -- целое и $0 \leq N \leq 65$.
+    \end{enumerate}
+    
+    \textbf{Следствия:}
+    \begin{enumerate}
+        \item[2.1] Программа выводит сообщение об ошибке ($N$ -- строка) и заново запрашивает число;
+        \item[2.2] Программа выводит сообщение об ошибке ($N$ -- дробное) и заново запрашивает число;
+        \item[2.3] Программа выводит значение факториала для числа $N$;
+        \item[2.4] Программа выводит сообщение об (ошибке $N < 0$) и заново запрашивает число;
+        \item[2.5] Программа выводит сообщение об (ошибке $N > 65$) и заново запрашивает число.
+    \end{enumerate}
+
+    На Рис.~\ref{fig:programm1/diagram} представлена причинно-следственная диаграмма.
+
+    Таблица решений для диаграммы представлена на Рис.~\ref{fig:programm1/table-decisions}.
+
+    \begin{figure}[h!]
+       \centering
+       \includegraphics[width=1\linewidth]{img/programm1/table-decisions.png}
+       \caption{Таблица решений.}
+       \label{fig:programm1/table-decisions}
+    \end{figure}
+
+    Все тесты для таблицы решений уже были покрыты ранее при рассмотрении
+    классов эквивалентности и граничных условий.
+
+    \subsubsection{Результаты тестирования методом <<чёрного ящика>>}
+    В результате тестирования методом чёрного ящика было составлено 11 тестов, из которых не пройдено 2. Ошибки, из-за которых тесты не были пройдены, связаны с некорректной проверкой входных значений и неверно составленной спецификацией: программа экстренно завершается при вводе вместо числа $N$ строки, а также входит в бесконечный цикл при $N = 0$, что не соответствует поведению, описанному в спецификакции.
+
     \newpage
     \section*{Заключение}
     \addcontentsline{toc}{section}{Заключение}
+    В ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены методологии модульного тестирования: метод <<белого>> ящика и метод <<чёрного>> ящика.
 
+    При помощи изученных методологий были спроектированы тесты для программы возведения матрицы в степень и программы вычисления факториала числа. При составлении тестов использовались методы:
+    \begin{itemize}
+        \item Разбиения на классы эквивалентности;
+        \item Анализа граничных значений;
+        \item Причинно-следственной диаграммы;
+        \item Критерия покрытия операторов;
+        \item Критерия покрытия решений;
+        \item Критерия покрытия условий;
+        \item Критерия покрытия решений и условий;
+        \item Критерия комбинаторного покрытия условий.
+    \end{itemize}
+    
+    Тестирование проводилось с помощью комбинированного подхода: сначала проводилось тестирование методом «белого ящика», затем добавлялись тесты, основанные на методе «черного ящика».
+    
+    % Тестирование первой программы показало, что 11 тестов из 21, составленных методом чёрного ящика не были пройдены программой, и все 5 тестов, составленных методом белого ящика, были пройдены. Таким образом, сочетанием методов <<чёрного>> и <<белого>> ящиков удалось выявить ошибки в спецификации первой программы.
+    
+    При тестировании первой программы методом чёрного ящика не было пройдено 2 теста, методом белого ящика --- 1 тест. Ошибки, из-за которых тесты не были пройдены, связаны с некорректной проверкой входных значений и неверно составленной спецификацией.
+    
+    Более эффективным методом для проверки программ оказался метод <<чёрного>> ящика.
     
 \newpage
 \section*{Список литературы}