عملية الاختبار والتحقق أثناء بناء أنظمة البرمجيات من أهم الأمور التي لابد أن يهتم بها المطورون، فبدونها يمكن إنشاء أنظمة غير مستقرة، وتحتوي على الكثير من الأخطاء الكبيرة، وتوجد العديد من أنواع الاختبار في صناعة البرمجيات، والتي سوف نعرضها لكم في هذا المقال، وكيفية تنفيذ كل اختبار منها بشكل صحيح.

ما هو الاختبار والتحقق؟

يمكن تعريف عملية الاختبار أنها عملية التأكد والتصديق على عدم وجود مشاكل أو أخطاء في البرنامج، ويلبي الاحتياجات اللازمة للعميل وارشادات عمليتي التصميم والتطوير، ولا يقف الأمر عند التحقق فقط بل التأكد من فعالية الوظائف والعمليات، واختبار الحالات الاستثنائية والحدود.

بينما تشير عملية التحقق إلى فحص النظام والتأكد أنه يلبي الاحتياجات والمتطلبات الفعلية للعميل أم لا، ومعرفة فوائد النظام في السوق، وهل يلبي هذا النظام احتياجات المستخدمين ويحل المشاكل التي تواجههم.

مبادئ الاختبار والتحقق

• كل الاختبارات لابد أن تلبي احتياجات العملاء والمستخدمين.
• لابد من تنفيذ اختبار البرمجيات عن طريق طرف ثالث (Third-Party).
• الاختبار الشامل لجميع الأجزاء غير ممكن، ولكن لابد من اختبار القدر المناسب من الوحدات والمكونات في النظام لتقييم مخاطر النظام بشكل صحيح.
• لابد من تخطيط الاختبارات قبل تنفيذها.
• تتبع عملية الاختبار قاعدة باريتو والتي تنص على أنه ثمانون بالمائة من الأخطاء والمشاكل تأتي من عشرين بالمائة من مكونات النظام.
• بدء اختبار المكونات والوحدات الصغيرة، ثم الانتقال إلى الأجزاء الكبيرة.

أنواع الاختبار والتحقق

يوجد نوعان رئيسيان من الاختبار والتحقق وهما الاختبار اليدوي (Manual Testing)، والاختبار الآلي (Automation Testing).

الاختبار اليدوي Manual Testing

هي تقنية اختبار البرنامج الداخلي الذي يتم تنفيذه عن طريق وظائف وعمليات النظام الرئيسي، حيث يقوم مسؤول اختبار البرمجيات في الفريق باتباع مجموعة من حالات الاختبار المحددة مسبقا، وتنفيذ تلك الحالات على البرنامج.

يمكن أن نقول أن مسؤول الاختبار ينفذ هذه الحالات على مستوى الكود، ثم تقديم تقرير نهائي حول نتائج الاختبارات، ويستغرق الاختبار اليدوي وقتا أطول لأنه يتم عن طريق البشر، ولابد من احتمال حدوث بعض الأخطاء.

مميزات الاختبار اليدوي Manual Testing Advantages

• يتميز بردود الأفعال والتعليقات الصحيحة، حيث يعمل على تحديد كل مشكلة في البرنامج، ويستخدم عادة لاختبار تصميم الواجهات الأمامية، من وجهة نظر تجربة المستخدم.
• رخيصة نوعا ما، فهي لا تتطلب مهارات عالية، أو أداة معينة، بل يمكن تنفيذ الاختبار والتحقق بأسهل ما يمكن.
• لا داعي للمعرفة الجيدة بالبرمجة وكتابة الكود، حيث يوجد نوع اختبار الصندوق الأسود الذي لا يتطلب أي معرفة بالبرمجة.
• فعال للتغييرات الغير مخطط لها في النظام، حيث يمكن اعتماده بسهولة.

الاختبار الآلي Automation Testing

من أساليب الاختبار والتحقق، حيث يقوم مسؤول الاختبار بكتابة الأكواد بنفسه، واستخدام أدوات الاختبار المعروفة لاختبار النظام بطريقة آلية بدون الحاجة للاختبار اليدوي، ويمكن القول أنها عملية أتمتة الاختبار اليدوي، حيث يمكن السماح بتنفيذ المهام المكررة بدون تدخل البشر.

مميزات الاختبار الآلي Automation Testing Advantages

• يسهل هذا النوع من الاختبارات حالات تنفيذ الاختبار، حيث يمكن تركه بدون رقابة عادة، ويركز على رؤية النتائج فقط، وبالتالي تسهيل عملية الاختبار وزيادة كفاءة النظام.
• تحسين مصداقية الاختبارات، من خلال التركيز على جميع جوانب الاختبار، وبالتالي ضمان أفضل جودة للمنتج النهائي.
• زيادة مدى الاختبارات، حيث يمكن إنشاء الكثير من حالات الاختبار وتنفيذها على معظم مكونات ووحدات التطبيق، وبالتالي التغطية الشاملة لجوانب النظام، واكتشاف المزيد من الأخطاء، كما يسمح باختبار الأنظمة المعقدة واختبار المميزات الجديدة.
• قلة التعامل البشري، حيث يتم تنفيذ كل شئ بشكل تلقائي، بداية من إنشاء حالات الاختبار والتحقق، وحتى تنفيذ تلك الحالات، وبالتالي لا يوجد مجال للأخطاء البشرية على عكس الاختبار اليدوي الذي يسمح بوجود الأخطاء، وهذا يقلل من ضرورة إصلاح المشاكل بعد إصدار النظام.

أنواع الاختبار اليدوي

يوجد ثلاثة أنواع من الاختبار اليدوي وهم اختبار الصندوق الأبيض (White Box Testing)، واختبار الصندوق الأسود (Black Box Testing)، واختبار الصندوق الرمادي (Gray Box Testing).

اختبار الصندوق الأبيض White Box Testing

أسلوب من أساليب الاختبار والتحقق يركز على تحليل الهيكل الداخلي للنظام، وهياكل البيانات، والتصميم الداخلي، ومعمارية الكود، وطريقة عمل البرنامج ككل، بغض النظر عن عملية النظام كما في اختبار الصندوق الأسود.

من التنقيات التي تتمحور حول الجزء الداخلي للنظام أو البرنامج، حيث يمكن لمسؤول الاختبار الوصول إلى الكود واستخدام الخبرة المعرفية لديه لتصميم حالات الاختبار التي تتحقق من صحة البرنامج على مستوى الكود فقط.

مميزات اختبار الصندوق الأبيض White Box Testing Advantages

• الاختبار الشامل للكود، عن طريق المرور على جميع أجزاء الكود وتحليل هيكليات البناء والتنفيذ المختلفة، والتحقق من صحتها.
• تحسين كتابة بعض الدوال والأجزاء في الكود بناء على نتائج الاختبارات، وأيضا يساعد في إزالة الأكواد الغير مهمة والزائدة.
• اكتشاف الأخطاء مبكرا، والتعامل معها من خلال تطبيق أساليب إدارة التغيير والتطوير المستمر، كما لا يتطلب هذا النوع وجود واجهات أمامية للتنفيذ كما في اختبار الصندوق الأسود.
• التكامل مع دورة حياة تطوير البرمجيات (SDLC)، حيث يمكن بدء مرحلة الاختبار من خلال هذا النوع.
• اكتشاف الأخطاء المعقدة.

اختبار الصندوق الأسود Black Box Testing

من أنواع الاختبار اليدوي، حيث لا يهتم مسؤول الاختبار بالتفاصيل الداخلية، وطرق تنفيذ الوظائف الأساسية للنظام، وجزء الكود بشكل عام، ولكن يركز على النظام بحد ذاته، وطريقة عمله، والفائدة التي تعود على المستخدم من استخدام هكذا نظام، ويتم ذلك بناء على المتطلبات المحددة مسبقا من قبل العميل.

مميزات اختبار الصندوق الأسود Black Box Testing Advantages

• لا حاجة للمعرفة البرمجية، وطرق كتابة الدوال والإجراءات، أو الاختبار من خلال الكود، فقط يحتاج إلى خبرة للتعامل مع اختبار الأنظمة بشكل شامل، ومدى فائدة هذه الأنظمة.
• مفيد في تنفيذ حالات الاختبار والتحقق على مستوى الأنظمة الكبيرة، والتي تتطلب اختبار شامل بشكل كبير.
• يتم إجراء الاختبارات من وجهة نظر المستخدم أو العميل، حيث يتم اختبار تجربة المستخدم للنظام بشكل عام، ومعرفة نقاط الضعف في هذا الجزء.
• يمكن تكرار حالات الاختبار بكل سهولة.
• يستخدم عادة هذا النوع في اكتشاف الغموض والتناقض داخل المتطلبات الوظيفية.

اختبار الصندوق الرمادي Gray Box Testing

هو خليط بين اختبار الصندوق الأبيض واختبار الصندوق الأسود، ويعد من أهم التقنيات الواعدة في مجال اختبار البرمجيات، ففي اختبار الصندوق الأبيض لابد من الإطلاع على التفاصيل الداخلية للنظام والكود، بينما اختبار الصندوق الأسود يركز على اختبار النظام دونا عن التفاصيل، واختبار الصندوق الرمادي يجمع بين الإثنين معا.

حيث لابد من المعرفة الجزئية بالتفاصيل الداخلية في هذا النوع، ويتطلب معرفة بهياكل البيانات الداخلية للنظام، والخوارزميات، لتصميم حالات الاختبار بشكل صحيح.

مميزات اختبار الصندوق الرمادي Gray Box Testing Advantages

• وضوح الأهداف، حيث يملك كلا من المستخدم والمطور أهدافا واضحة خلال الاختبار.
• ينفذ هذا الاختبار من وجهة نظر المستخدم بشكل أكبر.
• المعرفة القوية بالبرمجة غير مطلوبة، ولكن لابد من الإلمام بالأساسيات وكيفية قراءة الكود، ومعرفة أساسيات هياكل البيانات والخوارزميات.
• لا يمكن اعتبار هذا النوع متطفلا.
• تحسين جودة المنتجات.

الاختبار والتحقق مرحلة أساسية في تصميم الأنظمة الكبيرة، ولابد من وجود كفاءات مناسبة لهذا الجزء المهم، ولابد من استخدام تنقيات الاختبار بشكل صحيح، للخروج بأفضل منتج يمكن استخدامه وتقديمه للعملاء.