ソフトウェアのテスト容易性

ソフトウェアのテスト容易性とは、ソフトウェア成果物（ソフトウェアシステム、モジュール、要件、設計文書など）が、特定のテスト環境においてテストをどの程度容易にサポートできるかを示す指標です。成果物のテスト容易性が高いほど、テストによってシステム内の欠陥（もしあれば）を発見しやすくなります。

形式的には、テスト可能なシステムとテスト不可能なシステムがある。この分類は、入力「I」を受け取るテスト対象システムの機能「S」に対して、計算可能な関数述語「V」が存在し、 $V(S,I)$ 入力Iが与えられたときにSが有効な出力を生成する場合、Vは真となり、そうでない場合は偽となる。この関数「V」は、入力Iを持つシステムの検証関数として知られている。

多くのソフトウェアシステムはテスト不可能、あるいはすぐにテストできない。例えば、GoogleのReCAPTCHAは、画像に関するメタデータが一切ないため、テスト可能なシステムとは言えない。しかし、表示される各画像にタグが別の場所に保存されていれば、ReCAPTCHAはすぐにテストできる。このメタ情報があれば、システムをテストすることが可能だ。

したがって、テスト容易性は、テスト対象ソフトウェアとテスト目標、使用されるテスト手法、およびテストリソース（すなわち、テストコンテキスト）との相互依存性から生じる外在的な特性として捉えられることが多い。テスト容易性は（ソフトウェアのサイズのように）直接測定することはできないものの、カプセル化、結合度、凝集度、冗長性といった他の重要なソフトウェア特性と高い相関関係にあるため、ソフトウェア成果物の内在的な特性として考慮されるべきである。

「テスト容易性」と優れた設計との相関関係は、凝集度が弱く、結合度が強く、冗長性があり、カプセル化が不十分なコードはテストが難しいことからもわかる。^{[ 1 ]}

テスト容易性が低いほど、テストにかかる労力は増加する。極端な場合、テスト容易性の欠如は、ソフトウェアの一部またはソフトウェア要件のテスト自体を妨げる可能性がある。

背景

経験的仮説に適用される特性であるテスト容易性は、2つの要素から構成されます。ソフトウェアテストの労力と有効性は、以下を含む多くの要因に依存します。

ソフトウェア要件の特性
ソフトウェア自体の特性（サイズ、複雑さ、テスト容易性など）
使用された試験方法の特性
開発およびテストプロセスの特性
テストプロセスに関わる人々の資格と動機

ソフトウェアコンポーネントのテスト容易性

ソフトウェアコンポーネント（モジュール、クラス）のテスト容易性は、次のような要因によって決まります。

制御性：試験に必要なように、被試験部品（CUT）の状態を制御できる程度。
可観測性：試験結果（中間結果および最終結果）を観察できる程度。
分離可能性：被試験部品（CUT）を単独で試験できる程度。
関心の分離：テスト対象のコンポーネントが、明確に定義された単一の責任をどの程度持っているかを示す度合い。
理解しやすさ：テスト対象のコンポーネントがどの程度文書化されているか、または自己説明的であるかを示す度合い。
自動化可能性：テスト対象コンポーネントのテストを自動化できる度合い。
異質性：多様な技術を使用する際に、多様な試験方法やツールを並行して使用する必要がある度合い。

ソフトウェアコンポーネントのテスト容易性は、以下の方法で向上させることができます。

テスト駆動開発
テスト容易性を考慮した設計（ハードウェア分野におけるテスト容易性を考慮した設計に類似）

要件のテスト可能性

要件がテスト可能であるためには、以下の基準を満たす必要があります。

一貫性のある
完了
明確な
定量的（「応答時間が速い」などの要件は検証できない／検証済み）
検証可能／実践的に検証可能（理論上だけでなく、限られたリソースでも実践的にテストが実行可能であること）

要件を公理として扱うと、テスト可能性は関数の存在を主張することによって扱うことができる。 $F_{S}$ （ソフトウェア）入力が $I_{k}$ 出力を生成する $O_{k}$ 、したがって $F_{S}:I\to O$ したがって、理想的なソフトウェアはタプルを生成します $(I_{k},O_{k})$ これは入出力セットです $\Sigma$ は仕様を意味します。

それでは、テスト入力をしてみましょう。 $I_{t}$ 出力を生成する $O_{t}$ 、それがテストタプルです $\tau =(I_{t},O_{t})$ さて、問題は $\tau \in \Sigma$ または $\tau \not \in \Sigma }$ セットに含まれている場合、テストタプル $\displaystyle \tau }$ 合格すればテストは終了し、そうでなければシステムはテスト入力に不合格となります。したがって、仕様セットのセット指示関数の概念に効果的に変換する関数を作成できるかどうかを把握することが極めて重要です。 $\Sigma$ 。