Отладка и тестирование программы

При разработке программ наиболее трудоемким является этап отладки и тестирования программ. Цель тестирования, т. е. испытания программы, заключается в выявлении имеющихся в программе ошибок. Цель отладки состоит в выявлении и устранении причин ошибок.

Отладку программы начинают с составления плана тестирования. Такой план должен представлять себе любой программист. Составление плана опирается на понятие об источниках и характере ошибок. Основными источниками ошибок являются недостаточно глубокая проработка математической модели или алгоритма решения задачи; нарушение соответствия между схемой алгоритма или записью его на алгоритмическом языке и программой, записанной на языке программирования; неверное представление исходных данных на программном бланке; невнимательность при наборе программы и исходных данных на клавиатуре устройства ввода.

Нарушение соответствия между детально разработанной записью алгоритма в процессе кодирования программы относится к ошибкам, проходящим вследствие невнимательности программиста. Отключение внимания приводит и ко всем остальным ошибкам, возникающим в процессе подготовки исходных данных и ввода программы в ЭВМ. Ошибки, возникающие вследствие невнимательности, могут иметь непредсказуемые последствия, так как наряду с потерей меток и описаний массивов, дублированием меток, нарушением баланса скобок возможны и такие ошибки, как потеря операторов, замена букв в обозначениях переменных, отсутствие определений начальных значений переменных, нарушение адресации в массивах, сдвиг исходных данных относительно полей значений, определенных спецификациями формата.

Учитывая разнообразие источников ошибок, при составлении плана тестирования классифицируют ошибки на два типа: 1 — синтаксические; 2 — семантические (смысловые).

Синтаксические ошибки — это самые простые ошибки, которые легко устраняются уже на этапе компиляции. Причина их одна неправильная запись служебных слов, операторов. При использовании кода HTML синтаксические ошибки часто остаются незамеченными из-за отсутствия компиляции. Даже на этапе просмотра, ошибки ни каких дополнительных проблем могут не вызывать, браузеры игнорируют ошибки кода, не выполняя неправильных тэгов. Для их выявления используется особый тип программ — валидаторы (от англ. valid — правильный). При проверке электронного учебника была использована программа Cse Html Validator Pro v7.01. Программа имеет свой редактор, что позволило исправлять ошибки по мере их обнаружения.

Семантические ошибки — это ошибки, связанные с неправильным содержанием действий и использованием недопустимых значений величин.

Смысловые (логические) ошибки проявляются в том, что программа ведет себя не так, как предполагалось. В случае разрабатываемого программного средства проверка сводилась к проверке работоспособности всех гиперссылок и правильности их адресов.

Обнаружение большинства синтаксических ошибок автоматизировано в основных системах программирования. Поиск же семантических ошибок гораздо менее формализован; часть их проявляется при исполнении программы в нарушениях процесса автоматических вычислений и индицируется либо выдачей диагностических сообщений рабочей программы, либо отсутствием печати результатов из-за бесконечного повторения одной и той же части программы (зацикливания), либо появлением непредусмотренной формы или содержания печати результатов.

В план тестирования обычно входят следующие этапы:

• 1. Сравнение программы со схемой алгоритма.
• 2. Визуальный контроль программы на экране дисплея или визуальное изучение распечатки программы и сравнение ее с оригиналом на программном бланке. Первые два этапа тестирования способны устранить больше количество ошибок, как синтаксических (что не так важно), так и семантических (что очень важно, так как позволяет исключить их трудоемкий поиск в процессе дальнейшей отладки).
• 3. Трансляция программы на машинных язык. На этом этапе выявляются синтаксические ошибки. Компиляторы с языков Си, Паскаль выдают диагностическое сообщение о синтаксических ошибках в листинге программы (листингом называется выходной документ транслятора, сопровождающий оттранслированную программу на машинном языке — объектный модуль).
• 4. Редактирование внешних связей и компоновка программы. На этапе редактирования внешних связей программных модуле программа-редактор внешних связей, или компоновщик задач, обнаруживает такие синтаксические ошибки, как несоответствие числа параметров в описании подпрограммы и обращении к ней, вызов несуществующей стандартной программы. например, 51 H вместо 51 N, различные длины общего блока памяти в вызывающем и вызываемом модуле и ряд других ошибок.
• 5. Выполнение программы. После устранения обнаруженных транслятором и редактором внешних связей (компоновщиком задач) синтаксических ошибок переходят к следующему этапу — выполнению программы на ЭВМ на машинном языке: программа загружается в оперативную память, в соответствие с программой вводятся исходные данные и начинается счет. Проявление ошибки в процессе вода исходных данных или в процессе счета приводит к прерыванию счета и выдаче диагностического сообщения рабочей программы. Проявление ошибки дает повод для выполнения отладочных действий; отсутствие же сообщений об ошибках не означает их отсутствия в программе. План тестирования включает при этом проверку правильности полученных результатов для каких-либо допустимых значений исходных данных.
• 6. Тестирование программы. Если программа выполняется успешно, желательно завершить ее испытания тестированием при задании исходных данных, принимающих предельные для программы значения. а также выходящие за допустимые пределы значения на входе.

Контрольные примеры (тесты) — это специально подобранные задачи, результаты которых заранее известны или могут быть определены без существенных затрат.

Наиболее простые способы получения тестов:

• · Подбор исходных данных, для которых несложно определить результата вычислений вручную или расчетом на калькуляторе.
• · Использование результатов, полученных на других ЭВМ или по другим программам.
• · Использование знаний о физической природе процесса, параметры которого определяются, о требуемых и возможных свойствах рассчитываемой конструкции. Хотя точное решение задачи заранее известно, суждение о порядке величин позволяет с большой вероятностью оценить достоверность результатов.

Для проверки веб-дизайна было проведено тестирование проекта в различных браузерах. Зачастую даже при правильном коде отображение HTML-страниц может в некоторых из них быть некорректным. Тестирование проводилось браузерах:

• · Mozilla Firefox версия 3.5.3
• · Internet Explorer версия 7.0.5730.11
• · Opera 9.0 Final Rus

Замечено малозначительное различие в прорисовке текста и междустрочных интервалах, но различия непринципиальны.