Tìm hiểu và xây dựng ca kiểm thử phần mềm ứng dụng ontology

MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................................5
LỜI CAM ĐOAN .....................................................................................................................7
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................................8
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................9
CHƯƠNG 1............................................................................................................................ 11
TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG ONTOLOGY TRONG CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
VÀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM............................................................................................. 11
1. Vai trò của ontology trong công nghệ phần mềm ......................................................... 11
2. Phân loại ontology trong quy trình phát triển phần mềm............................................. 13
3. Mô hình kiểm thử phần mềm dựa trên ontology ........................................................... 17
3.1. Giới thiệu mô hình áp dụng ontology.......................................................................... 17
3.1.1. Mô hình dữ liệu mô phỏng hệ thống ........................................................................ 17
3.1.2. Sinh bộ kiểm thử ......................................................................................................... 19
3.2. Đánh giá phương pháp sinh ca kiểm thử dựa trên ontology..................................... 20
4. Mô hình ontology kiểm thử phần mềm .......................................................................... 22
4.1. Khái niệm cơ bản ........................................................................................................... 22
4.2. Khái niệm phức hợp ...................................................................................................... 27
CHƯƠNG 2............................................................................................................................ 29
CÁC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ONTOLOGY TRONG VIỆC SINH CA KIỂM
THỬ ........................................................................................................................................ 29

1


1. Phương pháp sinh ca kiểm thử dựa trên ontology......................................................... 29
1.1. Phương pháp sinh ca kiểm thử cho các hệ thống cố định ......................................... 29
1.1.1. Qui trình thực hiện...................................................................................................... 30
1.1.2. Các giai đoạn sinh ca kiểm thử thông qua ví dụ ..................................................... 32
1.1.3. Kết luận ........................................................................................................................ 35

1.2. Phương pháp sinh ca kiểm thử cho hệ thống đa tác tử.............................................. 37
1.2.1. Hệ thống kiểm thử tích hợp ontology tương tác tử ................................................ 38
1.2.2. Sinh ca kiểm thử dựa trên ontology ......................................................................... 40
1.2.2.1.Ontology tương tác t ử .............................................................................................. 40
1.2.2.2.Ontology chuyên sâu và s ự liên kết giữa các ontology. ...................................... 42
1.2.2.3.Qui trình thực hiện.................................................................................................... 42
1.2.3.Kết luận ......................................................................................................................... 45
1.3. Đánh giá .......................................................................................................................... 46
2. Phương pháp xây dựng ontology kiểm thử bán tự động .............................................. 46
2.1. Tổng quan ....................................................................................................................... 46
2.2. Các bước thực hiện ........................................................................................................ 48
2.2.1. Liệt kê các khái niệm quan trọng của lĩnh vực ....................................................... 48
2.2.2. Tạo đồ thị khía cạnh ................................................................................................... 52
2.3. Kết quả ............................................................................................................................ 55
CHƯƠNG 3............................................................................................................................ 58
XÂY DỰNG ONTOLOGY VÀ MINH HOẠ CA KIỂM THỬ PHẦN MỀM ............. 58
1. Qui trình xây dựng ontology............................................................................................ 58

2


2. Thiết kế kiến trúc phân tầng và quan hệ trong ontology .............................................. 61
2.1. Khái niệm tổng quát....................................................................................................... 61
2.2. Khái niệm cơ bản ........................................................................................................... 62
2.3. Khái niệm về dữ liệu kiểm thử ..................................................................................... 62
2.4. Khái niệm về kỹ thuật kiểm thử ................................................................................... 64
2.5. Khái niệm tổng hợp ....................................................................................................... 66
2.6. Một số quan hệ cụ thể trong ontology ......................................................................... 66
3. Xây dựng ontology trên Protege ..................................................................................... 71
3.1. Danh sách các lớp .......................................................................................................... 71

3.1.1. Các lớp tổng quan ....................................................................................................... 71
3.1.2. Các lớp khái niệm cơ bản về kiểm thử..................................................................... 72
3.1.3. Các khái niệm về dữ liệu kiểm thử ........................................................................... 73
3.1.4. Các khái niệm kết hợp................................................................................................ 76
3.1.5. Các khái niệm về kỹ thuật trong kiểm thử phần mềm ........................................... 76
3.2. Danh sách thuộc tính kiểu đối tượng ........................................................................... 77
3.3. Danh sách thuộc tính kiểu nguyên thủy ...................................................................... 79
4. Tạo thể hiện cho ontology ................................................................................................ 80
5. Minh hoạ ca kiểm thử phần mềm .................................................................................... 85
5.1. Tìm kiếm thông tin cho các ca kiểm thử của một chức năng cụ thể ....................... 85
5.2. Tìm kiếm thông tin cho các ca kiểm thử phát sinh lỗi .............................................. 87
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................................................................... 90
1.Kết luận................................................................................................................................ 90

3


2.Hướng phát triển................................................................................................................. 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 92

4


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.

Vai trò của Ontology trong Công Nghệ Phần Mềm ............................. 14

Hình 2.

Mô hình hệ thống SAW............................................................................ 18

Hình 3.

Mô hình quy trình xử lý 3 pha ................................................................. 20

Hình 4.

Hình minh hoạ chi phí của quá trình mô tả ca kiểm thử ...................... 21

Hình 5.

Hình minh hoạ chi phí của việc thêm một lượng lớn tham số............. 21

Hình 6.

Các khái niệm cơ bản trong kiểm thử phần mềm.................................. 23

Hình 7.

Các khái niệm liên quan đến Tester ........................................................ 23

Hình 8.

Ngữ Cảnh kiểm thử ................................................................................... 24

Hình 9.

Các hoạt động kiểm thử ............................................................................ 25

Hình 10.

Các phương pháp kiểm thử ...................................................................... 26

Hình 11.

Các cấu phần sử dụng cho kiểm thử ....................................................... 26

Hình 12.

Môi trường kiểm thử ................................................................................. 27

Hình 13.

Tác vụ kiểm thử ......................................................................................... 28

Hình 14.

Qui trình sinh ca kiểm thử cho các hệ thống tập trung ......................... 31

Hình 15.

Một ví dụ sinh ca kiểm thử dựa trên máy trạng thái UML .................. 33

Hình 16.

Ca kiểm thử t1 của bộ ca kiểm thử trừu tượng thoả mãn mục tiêu kiểm

thử

..................................................................................................................... 34

Hình 17.

Một phần của ca kiểm thử trừu tượng được tạo ra cho mục tiêu kiểm

thử cho trước .................................................................................................................. 35
Hình 18.

Một phần của bộ ca kiểm thử có thể thực thi được tạo ra từ ca kiểm

thử trừu tượng ................................................................................................................ 35
Hình 19.

Kiến trúc của Framework kiểm thử eCat ............................................... 39

Hình 20.

Hình minh hoạ Ontology tương tác trao đổi sách ................................. 41

Hình 21.

Qui trình sinh ca kiểm thử cho hệ thống đa tác tử ................................ 43

Hình 22.

Ví dụ về cấu trúc của từ điển ................................................................... 49

5

Hình 23.

Danh sách từ và trọng số .......................................................................... 51

Hình 24.

Ontology kết quả ....................................................................................... 56

Hình 25.

Các khái niệm tổng quát ........................................................................... 61

Hình 26.

Các khái niệm cơ bản................................................................................ 62

Hình 27.

Các khái niệm về dữ liệu kiểm thử ......................................................... 63

Hình 28.

Các khái niệm về thông tin đặc tả ca kiểm thử...................................... 64

Hình 29.

Khái niệm kỹ thuật kiểm thử ................................................................... 65

Hình 30.

Khái niệm tổng hợp................................................................................... 66

Hình 31.

Quan hệ giữa dữ liệu kiểm thử và tài liệu tham chiếu .......................... 67

Hình 32.

Quan hệ giữa Method, Approach và Technique .................................... 67

Hình 33.

Quan hệ giữa dữ liệu trích xuất với thông tin đặc tả ca kiểm thử ....... 69

Hình 34.

Quan hệ giữa một số thông tin cơ bản .................................................... 70

Hình 35.

Quan hệ giữa thông tin đầu vào, đầu ra, mục đích test......................... 70

Hình 36.

Các lớp tổng quan...................................................................................... 71

Hình 37.

Các khái niệm cơ bản về kiểm thử .......................................................... 72

Hình 38.

Các khái niệm về dữ liệu kiểm thử ......................................................... 73

Hình 39.

Các khái niệm về dữ liệu .......................................................................... 74

Hình 40.

Các khái niệm về kỹ thuật kiểm thử ....................................................... 76

Hình 41.

Danh sách thuộc tính kiểu đối tượng ...................................................... 77

Hình 42.

Danh sách thuộc tính kiểu nguyên thuỷ ................................................. 79

Hình 43.

Minh hoạ trên Protege – Một Module bao gồm nhiều Function ......... 81

Hình 44.

Minh hoạ trên Protege – Một Function bao gồm nhiều Flow.............. 82

Hình 45.

Minh hoạ trên Protege – Thông tin của Flow ........................................ 83

Hình 46.

Sơ đồ minh hoạ quan hệ giữa các thực thể trong ontology .................. 84

Hình 47.

Minh hoạ truy vấn trên Protege ............................................................... 87

Hình 48.

Minh hoạ truy vấn trên Protege ............................................................... 89

6


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.

Hà Nội, ngày 25 tháng 03 năm 2014

Vũ Thị Thuý Hoàn
Học viên cao học khoá 2011B
Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Bách Khoa Hà Nội

7

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin được chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thầy cô trong Viện Công
nghệ Thông tin và Truyền thông, bộ môn Công nghệ phần mềm nói riêng đã tận tình
giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu trong suốt
thời gian học tập tại trường.
Em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy Cao Tuấn Dũng - Giảng viên bộ môn Công
nghệ phần mềm, Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông, trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội đã hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ dạy tận tình trong quá trình em
làm luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình đã tạo điều kiện
và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

8


MỞ ĐẦU
Trong lĩnh vực công nghệ phần mềm hiện nay, kiểm thử phần mềm đóng một vai
trò hết sức quan trọng. Việc kiểm thử phần mềm sẽ đảm bảo sản phẩm thỏa mãn yêu
cầu của người sử dụng. Tùy từng hệ thống, tùy từng yêu cầu mà việc kiểm thử sẽ có
những mức độ khác nhau. Tuy nhiên ở các công ty phần mềm hiện nay, kiểm thử phần
mềm vẫn ở mức độ thủ công, do con người đảm nhiệm. Tính liên kết, tái sử dụng, tự
động trong kiểm thử phần mềm chưa được xem xét một cách đầy đủ và hệ thống. Nhận
thức được vấn đề này, người làm luận văn muốn tìm hiểu một công nghệ mới nhằm
thúc đẩy và hỗ trợ kiểm thử phần mềm hiệu quả hơn.
Trong quá trình học tập, người làm luận văn đã được làm quen với công nghệ
web semantic và ontology. Nhận thấy khả năng lưu trữ và truy vấn thông tin hiệu quả
của ontology nên người làm luận văn đã quyết định lựa chọn đề tài tìm hiểu và xây

dựng ca kiểm thử phần mềm ứng dụng ontology.
Cùng với thời gian được học ở trường kết hợp với thời gian làm luận văn, người
làm luận văn đã tìm hiểu những nghiên cứu về ứng dụng ontology và mong muốn phát
triển một ứng dụng sinh ca kiểm thử tự động dựa trên ontology. Tuy nhiên vì khả năng
còn nhiều hạn chế nên mục đich của đề tài sẽ nhằm vào các nội dung cơ bản sau:
-

Một là tổng hợp, phân tích những kết quả của thế giới trong việc ứng dụng
ontology trong kiểm thử phần mềm.

-

Hai là thiết kế một ontology về lĩnh vực kiểm thử phần mềm nói chung.

-

Ba là minh họa một số kịch bản kiểm thử đơn giản sử dụng ontology đã thiết
kế.

Với mục đích như trên, nội dung luận văn phát triển bao gồm 3 chương:

9


-

Chương 1: Tổng quan về ứng dụng ontology trong công nghệ phần mềm và
kiểm thử phần mềm

-

Chương 2: Các nghiên cứu ứng dụng ontology trong việc sinh ca kiểm thử

-

Chương 3: Xây dựng ontology và minh hoạ ca kiểm thử phần mềm

10


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG ONTOLOGY TRONG CÔNG
NGHỆ PHẦN MỀM VÀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM
Nội dung chương 1 sẽ giới thiệu một cách khái quát về vai trò của ontology trong
công nghệ phần mềm nói chung và kiểm thử phần mềm nói riêng. Qua đó ta sẽ nhận
thấy những ưu điểm của ontology phù hợp với việc phát triển công nghệ phần mềm
như thế nào. Ngoài ra, trong phạm vi chương này, tác giả luận văn cũng trình bày một
mô hình tổng quát ứng dụng ontology trong hoạt động kiểm thử, đồng thời giới thiệu
một thiết kế về ontology kiểm thử đã có sẵn nhằm đưa ra những thông tin ban đầu về
việc ứng dụng ontology trong kiểm thử phần mềm.

1. Vai trò của ontology trong công nghệ phần mềm
Web ngữ nghĩa là thế hệ thứ 2 của Web dùng để chia sẻ và tái sử dụng dữ liệu
trong các ứng dụng, doanh nghiệp hay cộng đồng giới hạn nào đó. Một thành phần
quan trọng của web ngữ nghĩa đó là ontology. Trong khoa học máy tính và công nghệ
thông tin, ontology là dạng biểu diễn một tập các khái niệm trong một lĩnh vực nào đó
và mối quan hệ giữa các khái niệm. Sự biểu diễn này là ở mức ngữ nghĩa, độc lập với
cấu trúc dữ liệu và xử lý. Được định nghĩa như là tri thức ở một lĩnh vực cụ thể,
ontology có khả năng suy diễn về các đặc điểm của lĩnh vực đó. Thêm vào đó, nó có
thể tích hợp các dữ liệu không đồng nhất và gắn kết các hệ thống khác nhau. Các chuẩn

W3C cho web ngữ nghĩa bao gồm Web Ontology Language (OWL), Resource
Description Framework (RDF), … OWL là ngôn ngữ đặc tả ontology và RDF là ngôn
ngữ mô tả tài nguyên tồn tại trong web. Web ngữ nghĩa đã khắc phục được hạn chế của
ngôn ngữ tự nhiên trong việc mô tả các nội dung một cách chuẩn mực, chính xác, rõ
ràng. Ngoài ra, nó còn lưu trữ thông tin theo định dạng mà các công cụ tự động có thể

11


hiểu và xử lý được. Nó cung cấp một nền tảng tích hợp mà thông tin được tổ chức tốt,
được phân phối, chia sẻ rộng rãi, truy vấn dễ dàng và tích hợp đơn giản.
Phát triển phần mềm là quy trình phức tạp, tạo ra một lượng lớn thông tin. Những
phương thức tiếp cận ngữ nghĩa, chặt chẽ và cụ thể đã trở nên rất cần thiết cho sự phát
triển, xử lý và bảo trì các hệ thống phần mềm. Và nỗ lực cải thiện quy trình phần mềm
đã phần nào đó có hiệu quả. Ví dụ, ngôn ngữ mô hình hóa được đề xuất để mô tả thiết
kế hệ thống tốt hơn; các môi trường phát triển tích hợp được tạo ra để việc thực thi
thuận lợi hơn; các công cụ để quản lý các loại cấu phần phần mềm khác nhau cũng
được phát triển. Tuy nhiên phát triển phần mềm vẫn còn nhiều khó khăn.
Thứ nhất, quy trình phần mềm tốn nhiều chi phí cho việc thu thập và sản xuất
thông tin. Việc sử dụng lại những thông tin đã có sẽ tiết kiệm được chi phí. Phạm vi tái
sử dụng được mở rộng từ tái sử dụng những đoạn mã chương trình cho tới tái sử dụng
các nội dung thông tin như là tài liệu yêu cầu chức năng, quy trình dự án và tài liệu
thiết kế phần mềm. Tuy nhiên cách biểu diễn thông tin hiện nay làm cho việc quản lý,
truy vấn và tái sử dụng trở nên khó khăn. Một phương thức để việc truy vấn và tái sử
dụng thông tin thuận lợi hơn trở thành một yêu cầu cấp thiết.
Thứ hai, do tính toàn cầu hóa, các hệ thống phần mềm thường được phát triển bởi
nhiều nhóm ở các nơi khác nhau. Do đó, có nhiều quy trình khác nhau được sử dụng.
Các nhóm ở các vùng khác nhau có thể sử dụng khác quy trình khác nhau và cũng dẫn
tới những nhận thức khác nhau. Vì vậy việc chia sẻ thông tin sẽ hạn chế được sự không
thống nhất.

Chia sẻ và tái sử dụng thông tin mang lại những lợi ích như cải thiện hiệu suất, rút
gọn vòng đời phát triển phần mềm, giảm chi phí, tăng chất lượng sản phẩm. Với yêu
cầu đó, web ngữ nghĩa và ontolgy sẽ cung cấp phương thức để cải thiện việc chia sẻ và
tái sử dụng thông tin. Ontology được sử dụng để mô hình hóa tri thức công nghệ phần

12


mềm bằng cách chỉ ra các cấu phần được thiết kế, được sản xuất trong suốt quy trình
kỹ thuật. Web ngữ nghĩa cho phép công khai các nguồn tài nguyên tri thức công nghệ
phần mềm có khả năng tái sử dụng. Với sự hỗ trợ của các ontology liên quan đến công
nghệ phần mềm, web ngữ nghĩa cho phép truy vấn và suy diễn trên tri thức công nghệ
phần mềm một cách thông thường hoặc bằng các tác nhân phần mềm khác.

2. Phân loại ontology trong quy trình phát triển phần mềm
Ontology được ứng dụng vào công nghệ phần mềm với nhiều mục đích, nhằm
giải quyết nhiều vấn đề còn tồn tại của công nghệ phần mềm. Những ưu điểm của
ontology được coi là cơ sở quan trọng để ứng dụng vào công nghệ phần mềm:
 Tính chuẩn hoá: ontology được W3C đề xuất mô tả theo định dạng RDF
và OWL nhằm chuẩn hoá định dạng thông tin.
 Tính linh hoạt: kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn, suy luận ra nhiều tri thức
mới, dễ dàng mở rộng ontology, tái sử dụng ontology.
 Tập trung vào mô hình nghiệp vụ - yếu tố quan trọng nhất của các hệ
thống phần mềm : đưa ra các khái niệm thống nhất, rõ ràng về các mô hình
nghiệp vụ.
Có 2 hướng để phân loại ontology trong công nghệ phần mềm:
 Theo vai trò của ontology trong vòng đời phát triển phần mềm: thời điểm
phát triển và thời điểm hoạt động.
 Theo loại tri thức được mô tả: phần mềm và cơ sở hạ tầng.
Kết hợp 2 định hướng trên, ta có 4 lĩnh vực cơ bản sau:

13


Hình 1.

Vai trò của Ontology trong Công Nghệ Phần Mềm

 ODD – Ontology-driven Development : sử dụng ontology khi phát triển và
mô tả các vấn đề nghiệp vụ.
 OED – Ontology-Enabled Development : sử dụng ontology khi phát triển,
mô tả các cơ sở hạ tầng liên quan, hỗ trợ coding.
 OBA – Ontology-Based Architecture : sử dụng ontology khi hoạt động,
mô tả các logic nghiệp vụ.
 OEA – Ontology-Enabled Architecture : sử dụng ontology ở thời điểm
thực thi, mô tả các cơ sở hạ tầng cho việc thực thi.

14


Ngoài ra có một số phương pháp khác để phân loại các ontology, ví dụ như phân
loại theo các giai đoạn sản xuất phần mềm; phân loại theo loại thông tin mà chúng mô
hình hoá; phân loại theo phạm vi ứng dụng của chúng. Ta có thể tóm tắt phân loại các
ontology như bảng thống kê dưới đây: các cột từ 3 đến 5 liệt kê sự phân loại ontology
theo 3 tiêu chí đã nói ở trên.
Giai đoạn phát triển Phân loại thông
phần mềm
tin
Ontology qui trình phần
Qui trình sản

Tất cả
mềm
xuất
Ontology miền ứng
Đặc tả yêu cầu chức
Lĩnh vực cụ thể
dụng
năng
Ontology mô hình đặc Đặc tả yêu cầu chức Lĩnh vực cụ thể
điểm miền ứng dụng
năng
/Sản phẩm
Ontology hệ thống hành
Phân tích đặc tả
Sản phẩm
vi
Ontology kiến trúc hệ
Thiết kế
Sản phẩm
thống
Ontology lgic ứng dụng Thiết kế
Sản phẩm
Ontology thiết kế
Thiết kế
Sản phẩm
hướng đối tượng
Ontology mẫu
Thiết kế
Công nghệ
Ontology cấu phần

Thực thi
Sản phẩm
phần mềm

STT Ontology
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Phạm vi ứng
dụng
Khởi tạo
Đặc tả miền
thông tin
Đặc tả miền
thông tin
Khởi tạo
Khởi tạo
Khởi tạo
Đặc tả hệ thống
hướng đối
Khởi tạo
Khởi tạo

Ontology mã nguồn
10
hướng đối tượng

Thực thi

Sản phẩm

Đặc tả hệ thống
hướng đối
tượng

11 Ontology phiên bản

Thực thi

Quản lý và hỗ
trợ

Khởi tạo

Thực thi

Sản phẩm

Đặc tả dự án

Thực thi

Sản phẩm

Đặc tả dự án

Ontology cấu hình hệ
thống
Ontology văn bản hoá
13
tài liệu
12

14 Ontology tài liệu

Thực thi

15 Ontology chất lượng

Toàn bộ

Quản lý và hỗ
trợ
Quản lý và hỗ
trợ

15

Khởi tạo
Khởi tạo


16 Ontology kiểm thử

Quản lý và hỗ
trợ
Quản lý và hỗ
trợ

Kiểm thử

Ontology lỗi (Defect
Kiểm thử
Ontology)
Ontology quy trình bảo
Bảo trì
18 dưỡng phần mềm
19 Ontology công nghệ
Toàn bộ
17

16

Khởi tạo
Khởi tạo

Quy trình

Tổng quát

Công nghệ

Tổng quát

3. Mô hình kiểm thử phần mềm dựa trên ontology
Việc sinh ca kiểm thử dựa trên tri thức kiểm thử là một yếu tố quan trọng cho
việc mô phỏng các hệ thống phức tạp, ví dụ như các hệ thống tự động hoá sản xuất.
Hiện tại có hai cách tiếp cận để sinh ca kiểm thử. Thứ nhất là phương pháp truyền
thống, phương pháp này dựa trên việc tạo các kịch bản kiểm thử một cách thủ công,
tốn nhiều chi phí để thêm các tham số. Thêm vào đó, người sử dụng phải có kĩ năng lập
trình như là thiết đặt, chỉnh sửa tham số. Thứ hai là phương pháp dựa trên ontology, sử
dụng cơ chế sinh kịch bản kiểm thử một cách tự động bằng cách sử dụng ontology như
một mô hình dữ liệu. Các ca kiểm thử được tạo ra phụ thuộc vào việc lựa chọn tham số
của người sử dụng.
So với phương pháp truyền thống, phương pháp sử dụng ontology mang lại
những lợi ích cơ bản sau:
 Tính khả thi: phương pháp sử dụng ontology hướng đến mục tiêu vượt qua
được những hạn chế của phương pháp truyền thống. Đầu tiên là cung cấp mô
tả kiểm thử ở mức độ cao hơn, tạo ra những ca kiểm thử với chi phí thấp hơn.
Thứ hai là kiểm tra tính đúng đắn và tính ràng buộc của việc thiết đặt tham số
nhằm giảm bớt nguy cơ có thể gây lỗi trong quá trình sinh ca kiểm thử.
 Tiềm năng lợi ích về chi phí.

3.1. Giới thiệu mô hình áp dụng ontology
Phần này sẽ trình bày một mô hình mô phỏng hoạt động của một hệ thống áp
dụng ontology để sinh ca kiểm thử [7].
3.1.1. Mô hình dữ liệu mô phỏng hệ thống

17


Hệ thống mô phỏng hoạt động của một phân xưởng sản xuất giả lập - SAW

(Simulation of Assembly Workshop) sử dụng kiến trúc ontology 5 tầng dưới dạng một
mô hình dữ liệu.

Hình 2.

Mô hình hệ thống SAW

 Tầng nghiệp vụ: tập trung vào các đơn đặt hàng đến hạn thanh toán.
 Tầng ca làm việc: kiểm tra tài nguyên sử dụng cho các sản phẩm đã được đặt
hàng. Ngoài ra còn kiểm tra việc chuyển các đơn đặt hàng thành đơn đặt hàng
sản xuất.
 Tầng điều tiết: các đơn đặt hàng sản xuất được chia nhỏ theo các chiến lược
sản xuất.
 Tầng thực thi: thực thi công việc bằng các máy móc sẵn có một cách hiệu quả
nhất.
 Tầng dữ liệu chung: chứa tất cả các thông tin.
Để cung cấp chức năng sinh ca kiểm thử tự động dựa trên ontology, sẽ thực hiện
thêm tầng ca kiểm thử vào mô hình SAW ở trên . Tầng ca kiểm thử cùng với kịch bản
18


sinh ca kiểm thử tương ứng sẽ cung cấp các ca kiểm thử chất lượng cao theo cách thức
hệ thống và tự động hoá. Người sử dụng có thể quyết định việc muốn sinh ca kiểm thử
một cách thủ công hay là sử dụng sinh ca kiểm thử tự động. Trong trường hợp sử dụng
sinh ca kiểm thử tự động thì phải thiết đặt tham số và giá trị tham số tương ứng. Sau đó
bộ sinh ca kiểm thử sẽ tạo ca kiểm thử tương ứng với tham số đã được thiết đặt.
3.1.2. Sinh bộ kiểm thử
Phương pháp dựa trên ontology trước hết cần một giao diện có thể điều chỉnh
thông tin liên quan đến các tham số. Phương pháp này sẽ truy xuất các tham số, các giá
trị cho phép của tham số và thông tin có cấu trúc từ mô hình dữ liệu cơ bản. Sau đó

những thông tin chính xác sẽ được truyền vào ontology thông qua giao diện. Điều này
tạo ra một giao diện động tương ứng với ontology tại thời điểm thực thi.
Nói cách khác, phương pháp dựa trên ontology sử dụng cấu trúc của ontology và
các ràng buộc để đảm bảo tính thống nhất của các ca kiểm thử. Các miền dữ liệu của
các tham số được sử dụng để đảm bảo tính chính xác của các ca kiểm thử. Tuy nhiên
người sử dụng phải biết quản lý ontology. Do đó họ cần có kĩ năng chỉnh sửa ontology
bằng các công cụ phổ biến như Protege.
Bằng cách sử dụng phương pháp dựa trên ontology, người sử dụng luôn có thể
lựa chọn tất cả các tham số được hỗ trợ bởi kịch bản sinh ca kiểm thử để định nghĩa
việc thiết đặt tham số. Thêm vào đó phương pháp này còn đảm bảo việc thiết đặt tham
số có giá trị đúng và phù hợp. Dựa trên các tham số đã được thiết đặt, kịch bản kiểm
thử sẽ tạo ra các ca kiểm thử tương ứng. Và sản phẩm cuối cùng của cơ chế tự động là
tạo ra file XML.
Mô hình tổng quan về quy trình xử lý 3 pha của phương pháp sinh ca kiểm thử
dựa trên ontology:

19


Hình 3.

Mô hình quy trình xử lý 3 pha

Ưu điểm của mô hình này là pha thứ nhất và pha thứ hai hoàn toàn độc lập với
nhau. Điều này đảm bảo miền thông tin là ẩn với ontology. Pha đầu tiên tương tác với
ontology và đưa tên thành phần, các giá trị hợp lệ cho thể hiện của thành phần và thông
tin về ontology cho pha thứ hai. Sau đó, pha thứ hai sẽ sử dụng những thông tin nhận
được để tạo một giao diện động tại thời điểm thực thi. Người sử dụng có thể thiết đặt
pha thứ ba dựa trên mô hình dữ liệu một cách dễ dàng.

3.2. Đánh giá phương pháp sinh ca kiểm thử dựa trên ontology
Thực hiện đánh giá dựa trên 3 tiêu chí sau:
 Chi phí để mô tả việc cấu hình tham số dùng cho việc sinh ca kiểm thử.
 Chi phí triển khai tham số xác định cụ thể tương ứng với từng cấp độ.
 Phí đầu tư (Return on Investment - ROI): được tính dựa trên việc sử dụng các
công nghệ khác nhau.

20


Sau đây sẽ minh hoạ chi phí của quá trình mô tả ca kiểm thử và chi phí triển khai
tham số. Về phí đầu tư liên quan đến công nghệ cụ thể của từng hệ thống thì
không xem xét ở đây.

Hình 4.

Hình 5.

Hình minh hoạ chi phí của quá trình mô tả ca kiểm thử

Hình minh hoạ chi phí của việc thêm một lượng lớn tham số.

21


Dựa trên đồ thị minh hoạ ở trên, ta nhận thấy rằng, so với phương pháp thủ công
thì phương pháp sinh ca kiểm thử tự động dựa trên ontology ưu thế hơn về mặt chi phí
khi mô tả ca kiểm thử và khi thêm một số lượng lớn tham số.

4. Mô hình ontology kiểm thử phần mềm

Ontology kiểm thử phần mềm [5] định nghĩa các khái niệm liên quan đến kiểm
thử như là người kiểm thử, môi trường, ngữ cảnh, thành phần để việc kiểm thử được
thực hiện, phương pháp kiểm thử và hoạt động. Mỗi khái niệm được định nghĩa chi tiết
bằng các khái niệm con. Ví dụ các ngữ cảnh kiểm thử bao gồm kiểm thử đơn (unit
testing), kiểm thử tích hợp (integration testing), kiểm thử hệ thống (system testing), …
Hoạt động bao gồm lập kế hoạch, tạo ca kiểm thử, thực thi và xác nhận.
Để biểu diễn ontology, XML được xem là định dạng phù hợp vì tính đơn giản, dễ
định nghĩa, khả năng mở rộng và đặc biệt là phù hợp với các ứng dụng web. Người sử
dụng có thể định nghĩa các thẻ, các định dạng để biểu diễn các khái niệm đơn giản và
các cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên biểu diễn ontology dưới dạng XML là hình thức biểu
diễn ở mức độ trừu tượng thấp. Để biểu diễn ontology ở mức độ trừu tượng cao thì
chúng ta cần một ngôn ngữ mô hình hoá mạnh như UML. Sau đây sẽ trình bày
ontology kiểm thử phần mềm bằng ngôn ngữ UML.
Các khái niệm trong kiểm thử phần mềm được phân thành 2 loại sau: khái niệm
cơ bản và khái niệm phức hợp.

4.1. Khái niệm cơ bản
Khái niệm cơ bản trong kiểm thử phần mềm bao gồm: tester, context, activities,
methods, artefacts và environement.

22


Hình 6.

Các khái niệm cơ bản trong kiểm thử phần mềm

Với mỗi khái niệm cơ bản sẽ có một vài khái niệm con tương ứng. Cụ thể như
sau:
 Tester: khái niệm liên quan đến các đối tượng thực thi các hoạt động kiểm

thử. Tester có thể là con người hoặc là công cụ thực hiện test hoặc có thể là
một nhóm bao gồm nhiều tester.

Hình 7.

Các khái niệm liên quan đến Tester

Ví dụ mô tả bằng định dạng XML một đối tượng tester là con người có tên là như
sau:
<TESTER TESTER_TYPE="HUMAN" TESTER_NAME="Howard" />

Ví dụ mô tả bằng định dạng XML một đối tượng tester là một nhóm với trưởng
nhóm là Joe, thành viên là một phần mềm hỗ trợ như sau:

23


<TESTER TESTER_TYPE="TEAM" TESTER_NAME="ATEAM" TESTER_LEADER="JOE">
<TESTER TESTER_TYPE="HUMAN" TESTER_NAME="JOE" />
<TESTER TESTER_TYPE="SOFTWARE" TESTER_NAME="ANAGENT" />
</TESTER>

 Context: bao gồm các khái niệm về mức độ thực hiện kiểm thử đối với một
hệ thống phần mềm.
Unit Test: kiểm thử ở mức độ đơn vị chức năng của hệ thống. Mức độ đơn vị có
thể coi là một method, một function trong class.
Integration Test: kiểm thử ở mức độ tích hợp các chức năng. Nó sẽ kiểm tra sự
tương tác giữa các chức năng khác nhau của hệ thống.
System Test: kiểm thử toàn bộ hệ thống (sau khi thực hiện kiểm thử tích hợp các
chức năng thành công).

Regression Test: kiểm thử lại hệ thống sau khi có sự thay đổi code để đảm bảo
không phát sinh lỗi ngoài dự kiến.

Hình 8.

Ngữ Cảnh kiểm thử

 Activity: bao gồm các hoạt động chính của kiểm thử phần mềm.
Test Planning: lập kế hoạch kiểm thử.
24


Testcase Generation: sinh ca kiểm thử.
Test Execution: thực thi kiểm thử (chạy các ca kiểm thử).
Testresult Validation: xác nhận kết quả kiểm thử.
Adequacy Measurement: đánh giá đầy đủ về chất lượng kiểm thử.
Report Generation: tạo báo cáo.

Hình 9.

Các hoạt động kiểm thử

 Method: bao gồm các khái niệm về các phương pháp thực hiện kiểm thử.
Spec Based Structural Testing: kiểm thử dựa trên tài liệu đặc tả yêu cầu.
Program Based Structural Testing: kiểm thử dựa trên chương trình (design chi
tiết)
Control Flow Testing: kiểm thử luồng điều khiển
Branch Coverage: bao phủ rẽ nhánh (C1)
Statement Coverage: bao phủ dòng lệnh (C0)
Data Flow Testing: kiểm thử luồng dữ liệu

25