Basiswissen Softwaretest (eBook)

1Einleitung

Software ist allgegenwärtig! Es gibt kaum noch Geräte, Maschinen oder Anlagen, in denen die Steuerung nicht über Software bzw. Softwareanteile realisiert wird. So sind im Automobil wesentliche Funktionen wie die Motor- oder Getriebesteuerung seit Langem durch Software realisiert. Hinzu kommen immer intelligentere softwarebasierte Fahrerassistenzsysteme, vom Bremsassistenten über die automatische Einparkhilfe oder Spurassistenten bis zum vollständig autonom fahrenden Fahrzeug. Systeme mit künstlicher Intelligenz finden zurzeit eine rasend schnelle Verbreitung und wirken sich bereits heute in ganz vielen Bereichen unseres Lebens aus. Die Software – und besonders deren Qualität – trägt somit ganz entscheidend nicht nur zum Funktionieren unserer Welt bei, sondern definiert zunehmend auch unsere Sicherheit.

Ebenso ist der reibungslose Geschäftsablauf in Firmen und Organisationen heute weitgehend von der Zuverlässigkeit der Softwaresysteme abhängig, die zur Abwicklung der Geschäftsprozesse oder einzelner Aufgaben eingesetzt werden. Software entscheidet damit auch über die künftige Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen. Wie schnell beispielsweise ein Versicherungskonzern ein neues Produkt oder auch nur einen neuen Tarif am Markt einführen kann, ist heutzutage davon abhängig, wie schnell die konzerneigenen IT-Systeme entsprechend angepasst oder ausgebaut werden können.

Hohe Abhängigkeit vom reibungslosen Funktionieren der Software

In beiden Bereichen (technische und kommerzielle Softwaresysteme) ist die Qualität der Software damit zum entscheidenden Faktor für den Erfolg von Produkten und Unternehmen geworden.

Die meisten Unternehmen haben diese hohe Abhängigkeit von Software – sowohl vom Funktionieren der vorhandenen als auch von der schnellen Verfügbarkeit neuer oder besserer Software – erkannt. Sie investieren daher in ihre Softwareentwicklungskompetenz und in eine verbesserte Qualität ihrer Softwaresysteme. Ein wichtiges Mittel, dies zu erreichen, ist das systematische Prüfen und Testen der entwickelten Software. Teilweise haben sehr umfassende und rigide Verfahren Einzug in die Praxis der Softwareentwicklung gefunden. In vielen Projekten ist aber weiterhin ein erheblicher Bedarf an Wissensvermittlung zu Prüf- und Testverfahren und deren Leistungsfähigkeit und Nutzen erforderlich.

Grundlagenwissen zum strukturierten Prüfen und Testen

Mit diesem Buch stellen wir Grundlagenwissen bereit, das bei entsprechender Umsetzung zu einem strukturierten, systematischen Vorgehen beim Prüfen und Testen führt und somit zur Qualitätsverbesserung der Software beiträgt. Der Inhalt des Buches ist so abgefasst, dass kein Vorwissen im Bereich der Softwarequalitätssicherung vorausgesetzt wird. Das Buch ist als Lehrbuch konzipiert und auch zum Selbststudium geeignet. Ein durchgängiges Fallbeispiel hilft, jedes dargestellte Thema und seine praktische Umsetzung schnell zu verstehen.

Ansprechen möchten wir Softwaretester1 in allen Unternehmen und Organisationen, die ihre Softwaretestkenntnisse auf eine fundierte Grundlage stellen wollen, Programmierer und Entwickler sowie Mitglieder in agilen Teams, die Testaufgaben übernommen haben bzw. übernehmen werden, aber auch Softwaremanager, die in den Projekten über Verbesserungsmaßnahmen und Budgets entscheiden. Auch Quereinsteiger in entwicklungsnahen IT-Berufen und Mitarbeiter in Fachabteilungen, die an der Abnahme, Einführung oder Weiterentwicklung von IT-Anwendungen beteiligt sind, werden Hilfestellung für ihre tägliche Arbeit finden.

Das lebenslange Lernen ist besonders im IT-Bereich unverzichtbar. Auch zum Thema Softwaretest werden Weiterbildungsmaßnahmen von vielen Firmen und Trainern angeboten. Ebenso werden an immer mehr Hochschulen Lehrveranstaltungen zu diesem Thema durchgeführt. Das Buch soll Lernende und Lehrende im gleichen Maße ansprechen.

Zertifizierungsprogramm für Softwaretester

Der weltweite Standard für die Aus- und Weiterbildung im Bereich Software-Qualitätssicherung und Softwaretest ist heute das »ISTQB® Certified Tester«-Schema des International Software Testing Qualifications Board (ISTQB®). Das ISTQB® [URL: ISTQB] koordiniert die nationalen Initiativen und sorgt für die Einheitlichkeit und Vergleichbarkeit der Lehr- und Prüfungsinhalte unter den beteiligten Ländern. Die nationalen Testing Boards sind zuständig für die Herausgabe und Pflege landessprachlicher Lehrpläne und für die Definition und Durchführung von Prüfungen in ihren jeweiligen Ländern. Sie überprüfen die im jeweiligen Land angebotenen Kurse nach definierten Qualitätskriterien und sprechen Akkreditierungen der Trainingsanbieter aus. Die Testing Boards gewährleisten damit einen hohen Qualitätsstandard der Kurse, und die Kursteilnehmer erhalten mit bestandener Prüfung einen international anerkannten Qualifikationsnachweis. Die entsprechenden Gremien im deutschsprachigen Raum sind das Austrian Testing Board [URL: ATB], das German Testing Board [URL: GTB] und das Swiss Testing Board [URL: CHTB]. In diesen Gremien sind Trainingsanbieter, Testexperten aus Industrie- und Beratungsunternehmen sowie Hochschullehrende organisiert. Wichtige Kompetenz bringen weiterhin Vertreter verschiedener Fachverbände ein. So arbeiten im GTB u.a. Mitglieder der Fachgruppe TAV (Test, Analyse und Verifikation von Software) [URL: GI TAV] der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI e.V.) mit.

Dreistufiges Qualifizierungsschema

Das »Certified Tester«-Ausbildungsschema besteht aus den Ausbildungsstufen »Foundation«, »Advanced« und »Expert«. Es wird ergänzt um Module für die Arbeit in agilen Teams sowie Spezialistenmodule. Details dazu finden sich auf der Webseite des ISTQB® [URL: ISTQB] und des GTB [URL: GTB]. Die Grundlagen zum Softwaretest – sowohl bei klassischer als auch bei agiler Entwicklung – sind im Lehrplan zum »Foundation Level« beschrieben. Darauf aufbauend kann das Zertifikat zum »Advanced Level« [URL: GTB Lehrpläne] erworben werden, um vertiefte Kenntnisse im Prüfen und Testen nachzuweisen. Ergänzend bietet das Schema »Specialist Module«, die spezielle oder domänenspezifische Methoden, Techniken und Prozesse vermitteln. Beispiele sind »Sicherheitstester«, »Usability Testing« und »Certified Tester AI Testing«. Die dritte Stufe, das »Expert Level«-Zertifikat, richtet sich an erfahrene, professionelle Softwaretester und umfasst die Module »Improving the Test Process« und »Test Management«.

Der Inhalt des Buches deckt den Stoff des Zertifikats »Foundation Level« ab. Das prüfungsrelevante Fachwissen kann im Selbststudium erworben oder nach bzw. parallel zu einer Teilnahme an einem Kurs vertieft werden.

Kapitelübersicht

Die Themen des Buches und somit auch die grobe Struktur der Inhalte der Kurse zum Erwerb des »Foundation Certificate« sind im Folgenden beschrieben.

Grundlagen des Softwaretestens

In Kapitel 2 werden die Grundlagen des Softwaretestens erörtert. Neben der Motivation, wann, mit welchen Zielen und wie intensiv getestet werden soll, wird das Konzept eines grundlegenden Testprozesses beschrieben. Es wird auch auf erforderliche Kompetenzen beim Testen eingegangen.

Testen im Softwarelebenszyklus

Kapitel 3 stellt in der Softwareentwicklung gebräuchliche Lebenszyklusmodelle (sequenziell, iterativ-inkrementell, agil) kurz vor und erläutert, welche Rolle das Testen im jeweiligen Modell spielt. Wichtige Elemente agiler Vorgehensweisen (Backlogs, Whole-Team-Ansatz, User Stories, Continuous Integration etc.) werden erläutert und es wird aufgezeigt, welchen Einfluss sie auf die Gestaltung der Testaktivitäten haben. Die verschiedenen Teststufen und Testarten werden ausführlich erklärt und auf die Unterschiede beim funktionalen und nicht funktionalen Test eingegangen. Das Thema Regressionstest wird ebenfalls angesprochen. Wichtige Ansätze zur Verbesserung und Automatisierung der Softwareentwicklung und des Testprozesses (CI/CD, frühes Testen/Shift-Left, testgetriebene Entwicklung, DevOps) werden kompakt vorgestellt und erläutert.

Statischer Test

Statische Verfahren, d.h. Verfahren, bei denen das Testobjekt nicht zur Ausführung kommt, werden in Kapitel 4 vorgestellt. Reviews und statische Tests werden bereits in vielen Unternehmen mit gutem Erfolg angewendet. Die unterschiedlichen Vorgehensweisen werden ausführlich beschrieben.

Dynamischer Test

Das Kapitel 5 behandelt den Test im engeren Sinne. Die Klassifizierung der dynamischen Testverfahren in »Blackbox«- und »Whitebox«-Verfahren wird erörtert. Zu jeder Klasse werden unterschiedliche Testverfahren bzw. -methoden an Beispielen ausführlich...