Способ диаграмм причин-следствий

Диаграммы причинно-следственных связей – способ проектирования тестовых вариантов, который обеспечивает формальную запись логических условий и соответствующих действий [3], [64]. Используется автоматный подход к решению задачи.

Шаги способа:

1) для каждого модуля перечисляются причины (условия ввода или классы эквивалентности условий ввода) и следствия (действия или условия вывода). Каждой причине и следствию присваивается свой идентификатор;

2) разрабатывается граф причинно-следственных связей;

3) граф преобразуется в таблицу решений;

4) столбцы таблицы решений преобразуются в тестовые варианты.

Изобразим базовые символы для записи графов причин и следствий (cause-effect graphs).

Сделаем предварительные замечания:

1) причины будем обозначать символами с_i, а следствия – символами е_i;

2) каждый узел графа может находиться в состоянии 0 или 1 (0 – состояние отсутствует, 1 – состояние присутствует).

Функция тождество (рис. 7.4) устанавливает, что если значение с₁ есть 1, то и значение е₁ есть 1; в противном случае значение е₁ есть 0.

Рис. 7.4.Функция тождество

Функция не (рис. 7.5) устанавливает, что если значение с₁ есть 1, то значение e₁ есть 0; в противном случае значение е₁ есть 1.

Рис. 7.5.Функция не

Функция или (рис. 7.6) устанавливает, что если с₁ или с₂ есть 1, то е₁ есть 1, в противном случае e₁ есть 0.

Рис. 7.6.Функция или

Функция и (рис. 7.7) устанавливает, что если и с₁ и с₂ есть 1, то е₁ есть 1, в противном случае е₁ есть 0.

Часто определенные комбинации причин невозможны из-за синтаксических или внешних ограничений. Используются перечисленные ниже обозначения ограничений.

Рис. 7.7.Функция и

Ограничение Е (исключает, Exclusive, рис. 7.8) устанавливает, что Е должно быть истинным, если хотя бы одна из причин – а или b – принимает значение 1 (а и b не могут принимать значение 1 одновременно).

Рис. 7.8.Ограничение Е (исключает, Exclusive)

Ограничение I (включает, Inclusive, рис. 7.9) устанавливает, что по крайней мере одна из величин, а, b, или с, всегда должна быть равной 1 (а, b и с не могут принимать значение 0 одновременно).

Рис. 7.9.Ограничение I (включает, Inclusive)

Ограничение О (одно и только одно, Only one, рис. 7.10) устанавливает, что одна и только одна из величин а или b должна быть равна 1.

Рис. 7.10.Ограничение О (одно и только одно, Only one)

Ограничение R (требует, Requires, рис. 7.11) устанавливает, что если а принимает значение 1, то и b должна принимать значение 1 (нельзя, чтобы а было равно 1, a b – 0).

Рис. 7.11. Ограничение R (требует, Requires)

Часто возникает необходимость в ограничениях для следствий.

Ограничение М (скрывает, Masks, рис. 7.12) устанавливает, что если следствие а имеет значение 1, то следствие b должно принять значение 0.

Рис. 7.12.Ограничение М (скрывает, Masks)

Для иллюстрации использования способа рассмотрим пример, когда программа выполняет расчет оплаты за электричество по среднему или переменному тарифу.

При расчете по среднему тарифу:

q при месячном потреблении энергии меньшем, чем 100 кВт/ч, выставляется фиксированная сумма;

q при потреблении энергии большем или равном 100 кВт/ч применяется процедура А планирования расчета.

При расчете по переменному тарифу:

q при месячном потреблении энергии меньшем, чем 100 кВт/ч, применяется процедура А планирования расчета;

q при потреблении энергии большем или равном 100 кВт/ч применяется процедура В планирования расчета.

Шаг 1. Причинами являются:

1) расчет по среднему тарифу;

2) расчет по переменному тарифу;

3) месячное потребление электроэнергии меньшее, чем 100 кВт/ч;

4) месячное потребление электроэнергии большее или равное 100 кВт/ч.

На основе различных комбинаций причин можно перечислить следующие следствия:

q 101 – минимальная месячная стоимость;

q 102 – процедура А планирования расчета;

q 103 – процедура В планирования расчета.

Шаг 2. Разработка графа причинно-следственных связей (рис. 7.13).

Узлы причин перечислим по вертикали у левого края рисунка, а узлы следствий – у правого края рисунка. Для следствия 102 возникает необходимость введения вторичных причин – 11 и 12, – их размещаем в центральной части рисунка.

Рис. 7.13.Граф причинно-следственных связей

Шаг 3. Генерация таблицы решений. При генерации причины рассматриваются как условия, а следствия – как действия.

Порядок генерации.

1. Выбирается некоторое следствие, которое должно быть в состоянии «1».

2. Находятся все комбинации причин (с учетом ограничений), которые устанавливают это следствие в состояние «1». Для этого из следствия прокладывается обратная трасса через граф.

3. Для каждой комбинации причин, приводящих следствие в состояние «1», строится один столбец.

4. Для каждой комбинации причин доопределяются состояния всех других следствий. Они помещаются в тот же столбец таблицы решений.

5. Действия 1-4 повторяются для всех следствий графа.

Таблица решений для нашего примера показана в табл. 7.1.

Шаг 4. Преобразование каждого столбца таблицы в тестовый вариант. В нашем примере таких вариантов четыре.

Тестовый вариант 1 (столбец 1) ТВ1:

ИД: расчет по среднему тарифу; месячное потребление электроэнергии 75 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: минимальная месячная стоимость.

Тестовый вариант 2 (столбец 2) ТВ2:

ИД: расчет по переменному тарифу; месячное потребление электроэнергии 90 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: процедура A планирования расчета.

Тестовый вариант 3 (столбец 3) ТВЗ:

ИД: расчет по среднему тарифу; месячное потребление электроэнергии 100 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: процедура А планирования расчета.

Тестовый вариант 4 (столбец 4) ТВ4:

ИД: расчет по переменному тарифу; месячное потребление электроэнергии 100 кВт/ч.

ОЖ.РЕЗ.: процедура В планирования расчета.

Таблица 7.1. Таблица решений для расчета оплаты за электричество

Контрольные вопросы

1. Каковы особенности тестирования методом «черного ящика»?

2. Какие категории ошибок выявляет тестирование методом «черного ящика»?

3. Какие достоинства имеет тестирование методом «черного ящика»?

4. Поясните суть способа разбиения по эквивалентности.

5. Что такое класс эквивалентности?

6. Что может задавать условие ввода?

7. Какие правила формирования классов эквивалентности вы знаете?

8. Как выбирается тестовый вариант при тестировании по способу разбиения по эквивалентности?

9. Поясните суть способа анализа граничных значений.

10. Чем способ анализа граничных значений отличается от разбиения по эквивалентности?

11. Поясните правила анализа граничных значений.

12. Что такое дерево разбиений? Каковы его особенности?

13. В чем суть способа диаграмм причин-следствий?

14. Что такое причина?

15. Что такое следствие?

16. Дайте общую характеристику графа причинно-следственных связей.

17. Какие функции используются в графе причин и следствий?

18. Какие ограничения используются в графе причин и следствий?

19. Поясните шаги способа диаграмм причин-следствий.

20. Какую структуру имеет таблица решений в способе диаграмм причин-следствий?

21. Как таблица решений преобразуется в тестовые варианты?