Kiểm thử phần mềm là gì? Tìm hiểu chi tiết các phương pháp kiểm thử phần mềm

Kiểm thử là công đoạn quan trọng trong quá trình phát triển phần mềm. Điều đó sẽ đảm bảo phần mềm hoạt động trơn tru và hiệu quả trước khi đến tay khách hàng. Có nhiều phương pháp kiểm thử với ưu – nhược điểm riêng. Trong bài viết hôm nay, Thiết Kế Web Số 1Group sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết các phương pháp kiểm thử phần mềm phổ biến nhất hiện nay.

Đôi nét về kiểm thử phần mềm

Kiểm thử phần mềm là gì?

Kiểm thử phần mềm là quy trình kiểm tra xem phần mềm đó trên thực tế có phù hợp với các yêu cầu đã đặt ra hay không. Quy trình này bao gồm việc kiểm tra, phân tích, quan sát và đánh giá các khía cạnh khác nhau của phần mềm.

Người kiểm thử phần mềm (Tester) có thể kết hợp các phương pháp thủ công và công cụ tự động để thực hiện. Sau khi tiến hành kiểm thử, Tester sẽ báo cáo kết quả cho team phát triển để họ sửa lỗi hoặc bổ sung các yêu cầu còn thiếu so với yêu cầu thực tế trước khi bàn giao cho khách hàng.

Để tạo những trải nghiệm tốt nhất cho khách hàng, chất lượng phần mềm cần phải được đặt lên hàng đầu. Do đó, kiểm thử gần như là công đoạn bắt buộc khi phát triển phần mềm.

Bên cạnh đó, việc kiểm thử thông qua một quy trình cụ thể sẽ đảm bảo độ tin cậy, bảo mật, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho cả nhà phát triển lẫn khách hàng.

Các loại kiểm thử phần mềm cơ bản

Kiểm thử đơn vị (Unit testing)

Đây là cấp độ thử nghiệm đầu tiên và thường được thực hiện bởi chính lập trình viên. Kiểm thử đơn vị nhằm đảm bảo các thành phần riêng lẻ của một phần mềm ở cấp mã nguồn có chức năng và hoạt động đúng tiêu chí trong bản thiết kế.

Quy trình này có thể được tiến hành thủ công. Nếu sử dụng các công cụ tự động sẽ giúp tăng tốc độ và mở rộng phạm vi kiểm tra. Vì khi tìm được lỗi sớm sẽ giúp việc gỡ lỗi dễ dàng và tiết kiệm thời gian hơn.

Kiểm thử tích hợp (Integration testing)

Sau khi mỗi đơn vị đã được kiểm tra kỹ lưỡng và tích hợp với các đơn vị khác để tạo ra các thành phần có nhiệm vụ hoặc hoạt động cụ thể, bạn sẽ tiến hành kiểm thử tích hợp. Kiểm thử tích hợp để đảm bảo sự tương tác giữa các đơn vị là liền mạch.

Các thử nghiệm này thường dựa trên kịch bản người dùng, chẳng hạn như đăng nhập vào một ứng dụng hoặc mở tệp. Kiểm thử tích hợp có thể được tiến hành bởi lập trình viên hoặc Tester.

Kiểm thử hệ thống (System testing)

Kiểm thử hệ thống sẽ đánh giá toàn bộ hệ thống đã được hoàn thành và tích hợp hay chưa nhằm đảm bảo đáp ứng các yêu cầu cụ thể. Chức năng của phần mềm được kiểm tra từ đầu đến cuối và thường được tiến hành bởi bộ phận Tester riêng biệt so với nhóm lập trình.

Kiểm thử chấp nhận (Acceptance testing)

Giai đoạn này nhằm đánh giá liệu phần mềm đã sẵn sàng để bàn giao hay không. Đồng thời, kiểm thử chấp nhận cần đảm bảo phần mềm phải tuân thủ tất cả các tiêu chí đặt ra ban đầu và đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối.

Kiểm thử chấp nhận yêu cầu phần mềm phải được kiểm tra cả bên trong và bên ngoài, nhà phát triển cần phải phát hành phiên bản beta để người dùng cuối có thể trải nghiệm. Phiên bản Beta tiếp nhận phản hồi thực sự từ khách hàng tiềm năng và tìm ra khiếm khuyết khi sản phẩm được đưa vào ứng dụng thực tế.

Kiểm thử hiệu suất (Performance testing)

Kiểm thử hiệu suất được sử dụng để biết ứng dụng hoạt động trong các điều kiện khác nhau như thế nào. Quy trình này có thể được chia thành 4 loại:

  • Load testing: Mô phỏng quy mô người dùng phần mềm tăng lên
  • Stress testing: Mô phỏng phản hồi của phần mềm tại điểm quá tải hoặc vượt quá tải tối đa
  • Endurance testing: Phân tích hành vi của ứng dụng trong thời gian dài
  • Spike testing: Mô phỏng sự gia tăng người dùng đột biến

Kiểm thử bảo mật (Security testing)

Kiểm thử bảo mật được sử dụng để xác định xem thông tin và dữ liệu trong hệ thống có được bảo mật, riêng tư hay không nhằm tìm ra các lỗ hổng và rủi ro trong hệ thống có thể dẫn đến truy cập trái phép hoặc đánh cắp thông tin người dùng.

Có nhiều loại phương pháp để kiểm thử bảo mật. Mỗi phương pháp đều phải xác minh nguyên tắc bảo mật cơ bản:

  • Integrity
  • Confidentiality
  • Authentication
  • Authorization
  • Availability
  • Non-repudiation

Kiểm thử khả năng sử dụng (Usability testing)

Quy trình này sẽ đo lường mức độ thân thiện của ứng dụng theo quan điểm của người dùng cuối và cũng có thể được thực hiện trong giai đoạn kiểm thử chấp nhận.

Mục tiêu của kiểm thử khả năng sử dụng là xác định xem giao diện và tính thẩm mỹ của ứng dụng có phù hợp với các tác vụ khác hay không. Ví dụ: Giao diện phức tạp cũng có thể ảnh hưởng đến việc đăng nhập vào phần mềm.

Kiểm thử khả năng tương thích (Compatibility testing)

Quy trình này nhằm kiểm tra xem phần mềm của bạn có tương thích với nhiều hệ điều hành, nền tảng, trình duyệt hoặc cấu hình độ phân giải khác nhau hay không. Mục tiêu là để đảm bảo rằng chức năng trên phần mềm có thể hỗ trợ ở mọi môi trường mà người dùng cuối của mình sử dụng.

Thực tế, để phát triển một phần mềm hoàn chỉnh không hề đơn giản. Và trên đây các loại kiểm thử phần mềm cơ bản nhất.

Bên cạnh đó, người ta còn phân loại các phương pháp kiểm thử phần mềm khác nhau. Theo dõi phần tiếp theo của bài viết để biết chi tiết.

Các phương pháp kiểm thử phần mềm phổ biến

Kiểm thử hộp trắng (White Box Testing)

Phương pháp này được các Tester áp dụng để kiểm tra thuật toán, cấu trúc code bên trong của phần mềm. Mục đích của White Box Testing là để đảm bảo tất cả các câu lệnh và điều kiện được thực hiện chính xác, kết quả đầu ra như mong đợi.

Tester xác minh luồng hoạt động cho phần mềm bằng cách kiểm tra một loạt đầu vào (Input) đã được xác định từ trước xem có dẫn đến đầu ra (Output) như dự kiến không. Nếu Output không khớp, phần mềm đang gặp vấn đề.

Ưu điểm:

  • Giúp hệ thống tối ưu hóa các dòng lệnh cụ thể
  • Giúp Tester phát hiện lỗi dễ dàng trong mỗi dòng lệnh
  • Nhanh chóng loại bỏ dòng lệnh có lỗi tiềm ẩn hoặc không quan trọng

Hạn chế:

  • Cần có rất nhiều công cụ chuyên biệt và giá thành sẽ tăng lên nếu Tester yêu cầu cao
  • Tester cần có chuyên môn cao và dày dặn kinh nghiệm

Đặc điểm:

  • Nhân lực: Do chính các lập trình viên đảm nhiệm.
  • Đối tượng kiểm tra: Code và câu lệnh.
  • Các loại kiểu thử: Kiểm thử đơn vị.
  • Kỹ thuật: Phân tích độ phủ mã (Coverage Testing).

Kiểm thử hộp đen (Black Box Testing)

Đây là phương pháp kiểm thử dựa trên đầu vào và đầu ra của phần mềm mà không quan tâm tới code bên trong được viết như thế nào. Bạn có thể tưởng tượng phần mềm như một hộp đen, chỉ nhìn được lớp vỏ bên ngoài mà không nhìn được cấu trúc bên trong.

Ưu điểm của kiểm thử hộp đen là Tester không cần phải quá am hiểu công nghệ cũng như ngôn ngữ lập trình cũng có thể thực hiện được.

Tuy nhiên, Tester cần có cái nhìn khách quan nhất về sản phẩm để tìm ra lỗi ở các vấn đề sau: Chức năng không chính xác hoặc thiếu, lỗi giao diện, lỗi cơ sở dữ liệu hoặc lỗi về hiệu suất.

Ưu điểm:

  • Không cần phải truy cập vào từng dòng lệnh, phù hợp với phần mềm có số lượng lớn dòng lệnh
  • Đưa ra quan điểm dựa trên quan điểm của người dùng
  • Tester không cần quá nhiều kiến thức về lập trình

Hạn chế:

  • Hạn chế trong việc thiết kế đầy đủ mọi trường hợp kiểm thử
  • Không mang lại hiệu quả cao bởi các tester bị giới hạn kiến thức về lập trình

Đặc điểm:

  • Nhân lực: Tester (không cần có nền tảng vững chắc về IT vẫn làm được)
  • Đối tượng kiểm tra: Giao diện, chức năng, hiệu suất, …
  • Các loại kiểm thử: Kiểm thử chấp nhận, Kiểm thử hồi quy (Regression testing)
  • Kỹ thuật: Phân vùng tương đương ( Equivalence partitioning), Phân tích giá trị biên (Boundary value analysis), Bảng quyết định (Decision table), Đoán lỗi (Error Guessing).

Kiểm thử hộp xám (Gray box testing)

Kiểm thử hộp xám là sự kết hợp hoàn hảo giữa kiểm thử hộp đen và kiểm thử hộp trắng. Đây cũng là phương pháp kiểm thử phần mềm phổ biến nhất hiện nay. Với phương pháp này, Tester có thể truy cập vào cấu trúc dữ liệu bên trong và thuật toán của phần mềm để thiết kế test case.

Kiểm thử hộp xám sử dụng kỹ thuật đơn giản của kiểm thử hộp đen kết nối với mã code của kiểm thử hộp trắng để tìm ra vấn đề cụ thể của sản phẩm.

Ưu điểm:

  • Được sử dụng phổ biến. Được kết hợp giữa 2 phương pháp còn lại
  • Các Tester chỉ cần dựa vào các tài liệu đặc tả chức năng và định nghĩa giao diện mà không cần dựa vào các dòng lệnh
  • Kịch bản thử nghiệm có thể được thiết kế phức tạp, thông minh và hiệu quả hơn
  • Việc kiểm thử sẽ được hoàn thiện từ góc nhìn của người sử dụng

Hạn chế:

  • Nếu phần mềm có hệ thống phân tán sẽ khó khăn khi liên kết lỗi
  • Độ bao phủ của các trường hợp kiểm thử bị giới hạn do không dựa trên việc truy cập code

Đặc điểm:

  • Nhân lực: Tester có nền tảng IT
  • Đối tượng kiểm tra: Cấu trúc code, cách sử dụng phần mềm
  • Các loại kiểm thử: Kiểm thử tích hợp, Kiểm thử thâm nhập
  • Kỹ thuật: Kiểm thử ma trận (Matrix testing), Kiểm tra hồi quy, Kiểm tra mảng trực giao hoặc OAT (Orthogonal array testing), Kiểm tra mẫu (Pattern testing)

Trên đây là một số phương pháp phổ biến được nhiều người áp dụng để kiểm thử phần mềm. Bạn có thể tìm hiểu thêm nhiều phương pháp chuyên sâu hơn nếu có định hướng theo đuổi lĩnh vực phát triển phần mềm hoặc trở thành Tester chuyên nghiệp. Chúc bạn thành công!

Những câu hỏi thường gặp

Kiểm thử có bắt buộc phải đưa ra lỗi?

Thiết kế phần mềm là quá trình phức tạp và rất khó để hoàn hảo ở thời điểm ban đầu. Phần mềm vẫn có thể xảy ra lỗi ngay cả khi được kiểm thử nghiêm ngặt. Vì vậy, tester phải áp dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để phát hiện lỗi trong phần mềm và giải quyết nhanh chóng trước khi bàn giao cho khách hàng.

Lỗi thường xuất hiện ở đâu?

Khi kiểm thử phần mềm, bạn có thể nhận thấy hầu hết lỗi thường liên quan đến các tính năng nhất định của hệ thống.

Theo nguyên lý Pareto hay Quy luật 80/20, khoảng 80% kết quả là do 20% nguyên nhân gây ra. Hiểu đơn giản, 80% lỗi của một phần mềm sẽ được tìm thấy trong 20% tính năng của hệ thống.

Kiểm thử phần mềm trong thời điểm nào là tốt nhất?

Kiểm thử phần mềm được thực hiện càng sớm càng tốt. Trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển phần mềm, bạn phải tiến hành kiểm thử lỗi. Phát hiện lỗi trong giai đoạn này sẽ ít tốn kém hơn so với việc khắc phục sau này.

Viết code Unit Test có khó hơn viết code thông thường?

Để viết được một code Unit Test đôi khi sẽ tốn nhiều thời gian hơn viết một chức năng code thông thường. Thậm chí, một số lập trình viên có thể viết được code nhưng chưa chắc viết được test case.

Có nên sử dụng lại bộ test case?

Khi Tester sử dụng lặp lại một bộ test case, những lần sau sẽ rất khó để phát hiện lỗi mới. Vì sau một số lần kiểm thử, hiệu quả sẽ giảm đi đáng kể. Do đó, Tester cần thay đổi liên tục, thêm bộ test case mới để phát hiện lỗi chính xác hơn.