정보처리기사 - 애플리케이션 테스트 관리 #112~117

112. 테스트 케이스/테스트 시나리오/테스트 오라클

112.1 테스트 케이스(Test Case)

구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위해 설계된 입력 값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 구성된 테스트 항목에 대한 명세서

• 테스트 케이스를 미리 설계하면 테스트 오류 방지, 테스트 수행에 필요한 인력, 시간 등의 자원 낭비를 줄일 수 있음

112.2 테스트 시나리오(Test Scenario)

테스트 케이스를 적용하는 순서에 따라 여러 개의 테스트 케이스를 묶은 집합

• 테스트 케이스를 적용하는 구체적 절차를 명시
• 테스트 순서에 대한 구체적인 절차, 사전 조건, 입력 데이터 등이 설정되어 있음

112.3 테스트 오라클(Test Oracle)

테스트 결과가 올바른지 판단하기 위해 사전에 정의된 참 값을 대입하여 비교하는 기법 및 활동

• 결과를 판단하기 위해 테스트 케이스에 대한 예상 결과를 계산하거나 확인
• 테스트 오라클의 특징

특징	내용
제한된 검증	테스트 오라클은 모든 테스트 케이스에 적용할 수 있음
수학적 기법	테스트 오라클의 값을 수학적 기법을 이용하여 구할 수 있음
자동화 기능	테스트 대상 프로그램의 실행, 결과 비교, 커버리지 측정 등을 자동화할 수 있음

112.4 테스트 오라클의 종류

종류	내용
참(True) 오라클	- 모든 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하는 오라클 - 발생된 모든 오류를 검출할 수 있음
샘플링(Sampling) 오라클	특정한 몇몇 테스트 케이스의 입력 값들에 대해서만 기대하는 결과를 제공하는 오라클로 전수 테스트가 불가능한 경우 사용
추정(Heuristic) 오라클	특정 테스트 케이스의 입력 값에 대해 기대하는 결과를 제공하고, 나머지 입력 값들에 대해서는 추정으로 처리하는 오라클
일관성 검사(Consistent) 오라클	애플리케이션에 변경이 있을 때, 테스트 케이스의 수행 전과 후의 결과 값이 동일한지를 확인하는 오라클

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113. 테스트 자동화 도구

113.1 테스트 자동화

사람이 반복적으로 수행하던 테스트 절차를 스크립트 형태로 구현하는 자동화 도구를 적용함으로써 쉽고 효율적으로 테스트를 수행할 수 있도록 한 것

• 테스트 유형에 따른 테스트 자동화 도구의 종류
  • 정적 분석 도구
  • 테스트 실행 도구
  • 성능 테스트 도구
  • 테스트 통제 도구

113.2 정적 분석 도구(Static Analysis Tools)

프로그램을 실행하지 않고 분석하는 도구

• 소스 코드에 대한 코딩 표준, 코딩 스타일, 코드 복잡도 및 남은 결함 등을 발견하기 위해 사용

113.3 테스트 실행 도구(Test Execution Tools)

스크립트 언어를 사용하여 테스트를 실행하는 도구

• 테스트 데이터와 테스트 수행 방법 등이 포함된 스크립트를 작성한 후 실행
• 데이터 주도 접근 방식 : 스프레드시트에 테스트 데이터를 저장하고, 이를 읽어 실행하는 방식
• 키워드 주도 접근 방식 : 스프레드시트에 테스트를 수행할 동작을 나타내는 키워드와 테스트 데이터를 저장하여 실행하는 방식

113.4 성능 테스트 도구(Performance Test Tools)

애플리케이션의 처리량, 응답 시간, 경과 시간, 자원 사용률 등을 인위적으로 적용한 가상의 사용자들 만들어 테스트를 수행함으로써 성능의 목표 달성 여부를 확인하는 도구

113.5 테스트 통제 도구(Test Control Tools)

테스트 계획 및 관리, 테스트 수행, 결함 관리 등을 수행하는 도구

• 종류 : 형상 관리 도구, 결함 추적/관리 도구 등
• 형상 관리 도구 : 테스트 수행에 필요한 다양한 도구 및 데이터를 관리하는 도구

113.6 테스트 하네스 도구(Test Harness Tools)

테스트가 실행될 환경을 시뮬레이션 하여 컴포넌트 및 모듈이 정상적으로 테스트되도록 하는 도구

• 테스트 하네스(Test Harness) : 애플리케이션의 컴포넌트 및 모듈을 테스트하는 환경의 일부분으로, 테스트를 지원하기 위해 생성된 코드와 데이터를 의미

113.7 테스트 하네스의 구성 요소

종류	내용
테스트 드라이버 (Test Driver)	테스트 대상의 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 도구
테스트 스텁 (Test Stub)	제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로, 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 있는 테스트용 모듈
테스트 슈트 (Test Suites)	테스트 대상 컴포넌트나 모듈, 시스템에 사용되는 테스트 케이스의 집합
테스트 케이스 (Test Case)	사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지 확인하기 위한 입력값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 만들어진 테스트 항목의 명세서
테스트 스크립트 (Test Script)	자동화된 테스트 실행 절차에 대한 명세서
목 오브젝트 (Mock Object)	사전에 사용자의 행위를 조건부로 입력해 두면, 그 상황에 맞는 예정된 행위를 수정하는 객체

• 테스트 슈트와 테스트 시나리오는 둘 다 테스트 케이스의 묶음
  • 테스트 슈트가 여러 개의 테스트 케이스의 단순한 묶음이라면, 테스트 시나리오는 테스트 케이스의 동작 순서에 따른 묶음

113.8 테스트 수행 단계별 테스트 자동화 도구

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114. 결함 관리

114.1 결함(Fault)

오류 발생, 작동 실패 등과 같이 소프트웨어가 개발자가 설계한 것과 다르게 동작하거나 다른 결과가 발생되는 것을 의미

• 사용자가 예상한 결과와 실행 결과 간의 차이나 업무 내용과의 불일치 등으로 인해 변경이 필요한 부분도 모두 결함에 해당

114.2 결함 관리 프로세스

• 대시보드 : 다양한 데이터를 쉽게 모니터링 할 수 있도록 만든 일종의 상황판

114.3 결함 상태 추적

테스트에서 발견된 결함은 지속적으로 상태 변화를 추적하고 관리해야 함

• 발견된 결함에 대해 결함 관리 측정 지표의 속성 값들을 분석하여 향후 결함이 발견될 모듈 또는 컴포넌트를 추정할 수 있음
• 결함 관리 측정 지표

지표	내용
결함 분포	모듈 또는 컴포넌트의 특정 속성에 해당하는 결함 수 측정
결함 추세	테스트 진행 시간에 따른 결함 수의 추이 분석
결함 에이징	특정 결함 상태로 지속되는 시간 측정

114.4 결함 추적 순서

114.5 결함 분류

분류	내용
시스템 결함	애플리케이션 환경이나 데이터베이스 처리에서 발생된 결함
기능 결함	애플리케이션의 기획, 설계, 업무 시나리오 등의 단계에서 유입된 결함
GUI 결함	사용자 화면 설계에서 발생된 결함
문서 결함	기획자, 사용자, 개발자 간의 의사소통 및 기록이 원활하지 않아 발생된 결함

114.6 결함 심각도

애플리케이션에 발생한 결함이 전체 시스템에 미치는 치명도를 나타내는 척도

• High, Medium, Low 또는 치명적(Critical), 주요(Major), 보통(Normal), 경미(Minor), 단순(Simple) 등으로 분류

114.7 결함 우선순위

발견된 결함 처리에 신속성을 나타내는 척도

• 결함의 중요도와 심각도에 따라 설정되고 수정 여부가 결정
• 결정적(Critical), 높음(High), 보통(Medium), 낮음(Low) 또는 즉시 해결, 주의 요망, 대기, 개선 권고 등으로 분류

114.8 결함 관리 도구

종류	내용
Mantis	결함 및 이슈 관리 도구로, 소프트웨어 설계 시 단위별 작업 내용을 기록할 수 있어 결함 추적도 가능한 도구
Trac	결함 추적은 물론 결함을 통합하여 관리할 수 있는 도구
Redmine	프로젝트 관리 및 결함 추적이 가능한 도구
Bugzilla	- 결함 신고, 확인, 처리 등 결함을 지속적으로 관리할 수 있는 도구 - 결함의 심각도와 우선순위를 지정할 수 있음

 

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115. 애플리케이션 성능 분석

115.1 애플리케이션 성능

최소한의 자원을 사용하여 최대한 많은 기능을 신속하게 처리하는 정도를 나타냄

• 애플리케이션 성능 측정 지표

종류	내용
처리량 (Throughput)	일정 시간 내에 애플리케이션이 처리하는 일의 양
응답 시간 (Response Time)	애플리케이션에 요청을 전달한 시간부터 응답이 도착할 때까지 걸린 시간
경과 시간 (Turn Around Time)	애플리케이션에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸린 시간
자원 사용률 (Resource Usage)	애플리케이션이 의뢰한 작업을 처리하는 동안의 CPU 사용량, 메모리 사용량, 네트워크 사용량 등 자원 사용률

115.2 성능 테스트 도구

애플리케이션의 성능을 테스트하기 위해 애플리케이션에 부하나 스트레스를 가하면서 애플리케이션의 성능 측정 지표를 점검하는 도구

• 종류

도구명	도구 설명	지원 환경
JMeter	HTTP, FTP 등 다양한 프로토콜을 지원하는 부하 테스트 도구	Cross-Platform
LoadUI	- 서버 모니터링, Drag&Drop 등 사용자의 편리성이 강화된 부하 테스트 도구 - HTTP, JDBC 등 다양한 프로토콜 지원	Cross-Platform
OpenSTA	HTTP, HTTPS 프로토콜에 대한 부하 테스트 및 생산품 모니터링 도구	Windows

115.3 시스템 모니터링(Monitoring) 도구

애플리케이션이 실행되었을 때 시스템 자원의 사용량을 확인하고 분석하는 도구

• 종류

도구명	도구 설명	지원 환경
Scouter	- 단일 뷰 통합/실시간 모니터링, 튜닝에 최적화된 인프라 통합 모니터링 기구 - 애플리케이션의 성능을 모니터링/통제하는 도구	Cross-Platform
Zabbix	웹 기반 서버, 서비스, 애플리케이션 등의 모니터링 도구	Cross-Platform

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116. 복잡도

116.1 복잡도(Complexity)

시스템이나 시스템 구성 요소 또는 소프트웨어의 복잡한 정도를 나타내는 말

• 시스템 또는 소프트웨어를 어느 정도의 수준까지 테스트해야 하는지 또는 개발하는 데 어느 정도의 자원이 소요되는지 예측하는 데 사용

116.2 시간 복잡도

알고리즘을 수행하기 위해 프로세스가 수행하는 연산 횟수를 수치화한 것을 의미

• 시간 복잡도가 낮을수록 알고리즘의 실행시간이 짧고, 높을수록 실행시간이 길어짐
• 시간 복잡도 : 알고리즘의 실행시간이 하드웨어적 성능이나 프로그래밍 언어의 종류에 따라 달라지기 때문에 시간이 아닌 명령어의 실행 횟수를 표기하는데, 이러한 표기법을 점근 표기법이라고 함
• 점근 표기법의 종류

종류	내용
빅오 표기법 (Big-O Notation)	- 알고리즘의 실행시간이 최악일 때를 표기하는 방법 - 입력값에 대해 알고리즘을 수행했을 때 명령어의 실행 횟수는 어떠한 경우에도 표기 수치보다 많을 수 없음
세타 표기법 (Big-θ Notation)	- 알고리즘의 실행시간이 평균일 때를 표기하는 방법 - 입력값에 대해 알고리즘을 수행했을 때 명령어 실행 횟수의 평균적인 수치를 표기
오메가 표기법 (Big-Ω Notation)	- 알고리즘의 실행시간이 최상일 때를 표기하는 방법 - 입력값에 대해 알고리즘을 수행했을 때 명령어의 실행 횟수는 어떠한 경우에도 표기 수치보다 적을 수 없음

115.3 빅오 표기법으로 표현한 최악의 알고리즘 시간 복잡도

종류	내용
O(1)	- 입력값(n)에 관계 없이 일정하게 문제 해결에 하나의 단계만을 거침 - 예) 스택의 삽입(Push), 삭제(Pop)
O(log2n)	- 문제 해결에 필요한 단계가 입력값(n) 또는 조건에 의해 감소 - 예) 이진 트리(Binary Tree), 이진 검색(Binary Search)
O(n)	- 문제 해결에 필요한 단계가 입력값(n)과 1:1의 관계를 가짐 - 예) for문
O(nlog2n)	- 문제 해결에 필요한 단계가 n(log2n)번만큼 수행됨 - 예) 힙 정렬(Heap Sort), 2-Way 합병 정렬(Merge Sort)
O(n2)	- 문제 해결에 필요한 단계가 입력값(n)의 제곱만큼 수행됨 - 예) 삽입 정렬(Insertion Sort), 쉘 정렬(Shell Sort), 선택 정렬(Selection Sort), 버블 정렬(Bubble Sort), 퀵 정렬(Quick Sort)
O(2n)	- 문제 해결에 필요한 단계가 2의 입력값(n) 제곱만큼 수행됨 - 예) 피보나치 수열(Fibonacci Sequence)

115.4 순환 복잡도(Cyclomatic Complecity)

한 프로그램의 논리적인 복잡도를 측정하기 위한 소프트웨어의 척도

• 맥케이브 순환도(McCabe's Cyclomatic) 또는 맥케이브 복잡도 매트릭스(McCabe's Complexity Metrics)라고도 함
• 제어 흐름도 이론에 기초를 둠
• 제어 흐름도 G에서 순환 복잡도 V(G)는 다음과 같은 방법으로 계산할 수 있음
• 방법 1 : 순환 복잡도는 제어 흐름도의 영역 수와 일치하므로 영역 수를 계산함
• 방법 2 : V(G)=E-N+2
  • E는 화살표 수, N은 노드의 수

115.4.1 예제

• 제어 흐름도가 다음과 같을 때 순환 복잡도(Cyclomatic Complecity)를 계산하라

• 방법 1 : 제어 흐름도에서 화살표로 구분되는 각 영역의 개수를 구하면 4

• 방법 2 : 순환 복잡도 = 화살표의 수 - 노드의 수 + 2
  • 11 - 9 + 2 = 4
  • 순환 복잡도는 4

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117. 애플리케이션 성능 개선

117.1 소스 코드 최적화

나쁜 코드(Bad Code)를 배제하고, 클린 코드(Clean Code)로 작성하는 것

• 클린 코드(Clean Code) : 누구나 쉽게 이해하고 수정 및 추가할 수 있는 단순, 명료한 코드, 즉 잘 작성된 코드
• 나쁜 코드(Bad Code) : 프로그램의 로직(Logic)이 복잡하고 이해하기 어려운 코드
• 대표적인 나쁜 코드

1. 스파게티 코드 : 코드의 로직이 서로 복잡하게 얽혀 있는 코드
2. 외계인 코드 : 아주 오래되거나 참고문서 또는 개발자가 없어 유지보수 작업이 어려운 코드

• 나쁜 코드로 작성된 애플리케이션의 코드를 클린 코드로 수정하면 애플리케이션의 성능이 개선됨

117.2 클린 코드 작성 원칙

원칙	내용
가독성	- 누구든지 코드를 쉽게 읽을 수 있도록 작성함 - 코드 작성 시 이해하기 쉬운 용어를 사용하거나 들여쓰기 기능 등을 사용함
단순성	- 코드를 간단하게 작성함- 한 번에 한 가지를 처리하도록 코드를 작성하고 클래스/메소드/함수 등을 최소 단위로 분리함
의존성 배제	- 코드가 다른 모듈에 미치는 영향을 최소화함 - 코드 변경 시 다른 부분에 영향이 없도록 작성함
중복성 최소화	- 코드의 중복을 최소화함 - 중복된 코드는 삭제하고 공통된 코드를 사용함
추상화	상위 클래스/메소드/함수에서는 간략하게 애플리케이션의 특성을 나타내고, 상세 내용은 하위 클래스/메소드/함수에서 구현함

117.3 소스 코드 최적화 유형

유형	내용
클래스 분할 배치	하나의 클래스는 하나의 역할만 수행하도록 응집도를 높이고, 크기를 작게 작성
느슨한 분할 (Loosely Coupled)	인터페이스 클래스를 이용하여 추상화된 자료 구조와 메소드를 구현함으로써 클래스 간의 의존성을 최소화함

117.4 소스 코드 품질 분석 도구

소스 코드의 코딩 스타일, 코드에 설정된 코딩 표준, 코드의 복잡도, 코드에 존재하는 메모리 누수 현상, 스레드 결함 등을 발견하기 위해 사용하는 분석 도구

• 정적 분석 도구와 동적 분석 도구로 나뉨

종류	내용
정적 분석 도구	- 작성한 소스 코드를 실행하지 않고 코딩 표준이나 코딩 스타일, 결함 등을 확인하는 코드 분석 도구 - 종류 : pmd, cppcheck, SonarQube, checkstyle, ccm, cobertura 등
동적 분석 도구	- 작성한 소스 코드를 실행하여 코드에 존재하는 메모리 누수, 스레드 결함 등을 분석하는 도구 - 종류 : Avalanche, Valgrind 등

117.5 소스 코드 품질 분석 도구의 종류

도구	설명	지원 환경
pmd	소스 코드에 대한 미사용 변수, 최적화되지 않은 코드 등 결함을 유발할 수 있는 코드를 검사	Linux, Windows
cppcheck	C/C++ 코드에 대한 메모리 누수, 오버플로우 등 분석	Windows
SonarQube	중복 코드, 복잡도, 코딩 설계 등을 분석하는 소스 분석 통합 플랫폼	Cross-Platform
checkstyle	- 자바 코드에 대해 소스 코드 표준을 따르고 있는지 검사 - 다양한 개발 도구에 통합하여 사용 가능	Cross-Platform
ccm	다양한 언어의 코드 복잡도를 분석	Cross-Platform
cobertura	자바 언어의 소스 코드 복잡도 분석 및 테스트 커버리지를 측정	Cross-Platform
Avalanche	- Valgrind 프레임워크 및 STP 기반으로 구현됨 - 프로그램에 대한 결함 및 취약점 등을 분석	Linux, Android
Valgrind	프로그램 내에 존재하는 메모리 및 스레드 결함 등을 분석	Cross-Platform