IMPLEMENTASI DENGAN WHITE BOX TESTING

IMPLEMENTASI DENGAN WHITE BOX TESTING

Kadang disebut juga glass box testing atau clear box testing, adalah suatu metode disain test case yang menggunakan struktur kendali dari disain prosedural.

Metode disain test case ini dapat menjamin:

• semua jalur (path) yang independen / terpisah dapat dites setidaknya sekali tes.Semua logika keputusan dapat dites dengan jalur yang salah dan atau jalur yang benar.
• Semua loop dapat dites terhadap batasannya dan ikatan operasionalnya.
• Semua struktur internal data dapat dites untuk memastikan validitasnya.
• Seringkali white box testing diasosiasikan dengan penguukuran cakupan tes (test coveragemetrics), yang mengukur persentase jalur-jalur dari tipe yang diplih untuk dieksekusi oleh test cases.

Mengapa melakukan white box testing bilamana black box testing berfungsi untuk testing pemenuhan terhadap kebutuhan / spesifikasi? Kesalahan logika dan asumsi yang tidak benar kebanyakan dilakukan ketika coding untuk “kasus tertentu”. Dibutuhkan kepastian bahwa eksekusi jalur ini telah dites. Asumsi bahwa adanya kemungkinan terhadap eksekusi jalur yang tidak benar. Denganwhite box testing dapat ditemukan kesalahan ini Kesalahan penulisan yang acak. Seperti berada pada jalur logika yang membingungkan pada jalur normal.[JON81] Argumen di atas adalah kesalahan-kesalahan yang tak dapat ditemukan dengan menggunakan black box testing yang terbaik sekalipun.

Cakupan pernyataan, cabang dan jalurCakupan pernyataan, cabang dan jalur adalah suatu teknik white box testing yang menggunakan alur logika dari program untuk membuat test cases. Yang dimaksud dengan alur logika adalah cara dimana suatu bagian dari program tertentu dieksekusi saat menjalankan program.Alur logika suatu program dapat direpresentasikan dengan flow graph, yang akan dibahas lebih lanjut pada sub bab berikutnya (basis path testing). 

Suatu flow graph terbentuk dari:

• ‰Nodes (titik), mewakili pernyataan (atau sub program) yang akan ditinjau saat eksekusi
• program
• Edges (anak panah), mewakili jalur alur logika program untuk menghubungkan satu
• pernyataan (atau sub program) dengan yang lainnya.
• Branch nodes (titik cabang), titik-titik yang mempunyai lebih dari satu anak panah
• keluaran.
• Branch edges (anak panah cabang), anak panah yang keluar dari suatu cabang
• Paths (jalur), jalur yang mungkin untuk bergerak dari satu titik ke lainnya sejalan dengan
• keberadaan arah anak panah.

Eksekusi suatu test case menyebabkan program untuk mengeksekusi pernyataan-pernyaan

tertentu, yang berkaitan dengan jalur tertentu, sebagaimana tergambar pada flow graph.

Cakupan cabang, pernyataan dan jalur dibentuk dari eksekusi jalur program yang berkaitan

dengan peninjauan titik, anak panah, dan jalur dalam flow graph.

Cakupan pernyataan

Cakupan pernyataan ditentukan dengan menilai proporsi dari pernyataan-pernyataan yang

ditinjau oleh sekumpulan test cases yang ditentukan. Cakupan pernyataan 100 % adalah bila

Ø tiap pernyataan pada program ditinjau setidaknya minimal sekali tes.

Cakupan pernyataan berkaitan dengan tinjauan terhadap titik (node) pada flow graph.

Cakupan 100 % terjadi bilamana semua titik dikunjungi oleh jalur-jalur yang dilalui oleh test

cases.

Misal suatu jalur eksekusi program melewati titik-titik A, B, D, H, K. Berarti ada 5 titik dari 10 titik yang dikunjungi, maka cakupan pernyataan sebesar 50 %.Karena satu titik pada flow graph dapat merupakan kelompok dari beberapa pernyataan, oleh karena itu tingkat cakupan pernyataan yang sebenarnya berbeda dengan tingkat cakupan titik (nodes), tergantung dari cara pendefinisian flow graph.

Cakupan Cabang

Cakupan cabang ditentukan dengan menilai proporsi dari caban keputusan yang diuji oleh sekumpulan test cases yang ah bilamana tiapitinjau oleh jalur-jalur yang dilalui oleh test cases.telah ditentukan. Cakupan cabang 100 % adal cabang keputusan pada program ditinjau setidaknya minimal sekali tes.Cakupan cabang berkaitan dengan peninjauan anak panah cabang (branch edges) dari flowgraph. Cakupan 100 % adalah bilamana semua anak panah cabang

Cakupan Jalur

Cakupan jalur ditentukan dengan menilai proporsi eksekusi jalur program yang diuji oleh

sekumpulan test cases yang telah ditentukan. Cakupan jalur 100 % adalah bilamana tiap jalur

pada program dikunjungi setidaknya minimal sekali tes.

Cakupan jalur berkaitan dengan peninjauan jalur sepanjang flow graph. Cakupan 100 %

adalah bilamana semua jalur dilalui oleh test cases.

Disain Cakupan Test

Untuk mendisain cakupan dari tes, perlu diketahui tahap-tahap sebagai berikut:

1. Menganalisa source code untuk membuat flow graph.

2. Mengidentifikasi jalur tes untuk mencapai pemenuhan tes berdasarkan pada flow graph.

3. Mengevaluasi kondisi tes yang akan dicapai dalam tiap tes.

4. Memberikan nilai masukan dan keluaran berdasarkan pada kondisi

Basis Path Testing

Merupakan teknik white box testing yang dikenalkan oleh Tom McCabe [MC76].

Metode ini memungkinkan pendisain test cases untuk melakukan pengukuran terhadap

kompleksitas logika dari disain prosedural dan menggunakannya sebagai panduan dalam

karena cabang-cabang dari kode atau

• Zero Path: Jalur penghubung yang tidak penting atau jalur pintas yang ada pada suatu sistem.
• One Path: Jalur penghubung yang penting atau berupa proses pada suatu sistem.

menentukan kelompok basis dari jalur eksekusi, dimana hal ini akan menjamin eksekusi tiap pernyataan dalam program sekurangnya sekali selama testing berlangsung.Metode identifikasi yang berdasarkan pada jalur, struktur atau koneksi yang ada dari suatu sistem ini biasa disebut juga sebagai branch testing,fungsi logika diidentifikasi dan dites, atau disebut juga sebagai control-flow testingBasis path hadir dalam 2 bentuk, yaitu:

Konsep utama basis path:

Tiap basis path harus diidentifikasi, tidak boleh ada yang terabaikan (setidaknya dites 1

kali).Kombinasi dan permutasi dari suatu basis path tidak perlu dites.konstruksi struktural pada flow graph, dimana tiap siklus melambangkan 1 atau lebih pernyataan kode (source code statement)

Suatu proses yang berurutan yang digambarkan dalam bentuk kotak pada flow chart atau suatu keputusan yang digambarkan dalam bentuk belah ketupat pada flow chart dapat diwakili oleh satu node.panah pada flow graph, disebut edges atau links (hubungan), mewakili alur pengiriman

kendali dan merupakan analogi dari panah pada flow chart. Suatu edge harus diakhiri dengan

suatu node, bahkan bilamana node tersebut tidak mewakili suatu pernyataan prosedural

sekalipun (lihat simbol untuk bentuk IF-THEN-ELSE).area yang dibatasi oleh edges dan nodes disebut regions. Bila menghitung regions, harus juga mengikutkan area di luar dari grafik sebagai bagian dari regions.

Cyclomatic Complexity

Adalah pengukuran software yang memberikan pengukuran kuantitatif dari kompleksitas logika program.pada konteks metode basis path testing,nilai yang dihitung bagi cyclomatic complexit. Menentukan jumlah jalur-jalur yang independen dalam kumpulan basis suatu program dan memberikan jumlah tes minimal yang harus dilakukan untuk memastikan bahwa semua pernyataan telah dieksekusi sekurangnya satu kali.

Jalur independen adalah tiap jalur pada program yang memperlihatkan 1 kelompok baru dari pernyataan proses atau kondisi baru

[Region / Complexity] V(G) = E (edges) – N (nodes) + 2

Contoh lihat Flow G

V(G) = 11 – 9 + 2 = 4

) = P (predicate node) + 1

toh lihat Flow Graph 

V(G) = 3 + 1

Tahapan dalam membuat test cases dengan menggunakan cyclomatic complexity:

• Gunakan disain atau kode sebagai dasar, gambarlah flow graph
• Berdasarkan flow graph, tentukan cyclomatic complexity
• Tentukan kelompok basis dari jalur independen secara linier
• Siapkan test cases yang akan melakukan eksekusi dari tiap jalur dalam kelompok basiska program.a konteks metode basis path testing

Beberapa jalur mungkin hanya dapat dieksekusi sebagai bagian dari tes yang lain.Direkomendasikan agar jangan sampai kompleksitas tiap unit / komponen terkecil sistem

melebihi nilai 10 [V(G)]. Beberapa Praktisi menggunakan dari tiap unit/komponenn terkecil untuk memberikan penilaian kompleksitas.

Alasan mengapa tiap komponen terkecil sistem dianjurkan untuk tidak memiliki nilai V(G

yang melebihi 10:

• Semakin banyak komponen,penghubung antar komponen dan titik persimpangan (keputusan) akan makin menaikan overhead (biaya), membuat kode menjadi makin komplek dan dapat menurunkan kinerja system.
• Menempatkan fungsi-fungsi dalam jumlah besar ke suatu modul akan menaikan jumlahantar muka (interfaces) dari tiap modul ke modul lainnya.Bila dalam 1 modul hanya mempunyai sedikit fungsi, akan membuat komponen menjadi sederhana dan potens,Terjadinya defect juga akan makin berkurang, serta biaya pengerjaan juga akan dapatditekan secara efisien

Graph Matrix

adalah matrik berbentuk segi empat sama sisi, dimana jumlah baris dan kolom sama dengan jumlah node, dan identifikas baris dan kolom sama dengan identifikasi node, serta isi data adalah keberadaan penghubungan antar node (edges).

Beberapa property yang dapat ditambahkan sebagai pembobotan pada koneksi antar node di dalam graph matrix, sebagai berikut:

• Kemungkinan jalur (Edges) akan dilalui / eksekusi.
• Waktu proses yang diharapkan pada jalur selama proses transfer dilakukan.
• Memori yang dibutuhkan selam proses transfer dilakukan pada jalur.
• Sumber daya (resources) yang dibutuhkan selama proses transfer dilakukan pada jalur.
• Control Structur testing

Control structure testing meliputi:

• Testing kondisi (Condition Testing
• Testing alur data (Data Flow Tesing)
• Testing loop (Loop Testing)

Testing Kondisi (Condition Testing)

Suatu metode disain test case yang memeriksa kondisi logika yang terdapat pada modul

a beberapa definisi yang berkaitan dengan testing kondisi:

Berikut ini adalah beberapa definisi yang berkaitan dengan testing kondisi:

• Kondisi sederhana adalah variabel boolean atau ekspresi relasional, yang mungkin diproses dengan satu operator NOT (–).
• Ekspresi operasional berbentuk E1<operator-relasional>E2, dimana E1 dan E2 adalah ekspresi aritmatika dan <operator-relasional> adalah salah satu dari : < , ≤ , = , ≠ (pertidaksamaan), ≥ ,>.Kondisi komplek (compound condition) tersusun oleh dua atau lebih kondisi sederhanaoperator boolean, dan parentheses
• Operator boolean yang dapat digunakan dalam suatu kondisi komplek adalah OR (),׀ AND (&) dan NOT (–).
• Suatu kondisi tanpa ekspresi relasional dapat direferensikan sebagai suatu ekspresi

Boolean

Sedangkan tipe elemen yang mungkin ada dalam suatu kondisi adalah:

• Operator
• Variabel Boolean
• Sepasang Boolean parentheses (sebagaimana yang terdapat pada kondisi sederhana ataupun komplek)
• Operator relasional
• Ekspresi aritmatika.

Jika suatu kondisi tidak benar, maka paling tidak satu komponen dari kondisi tersebut tidak

benar.Tipe eror pada kondisi adalah sebagai berikut

• Kesalahan operator Boolean
• Kesalahan variabel Boolean
• Kesalahan boolean parentheses
• Kesalahan operator relasional
• Kesalahan ekspresi aritmatika.

metode tes kondisi berfokus pada testing tiap kondisi dalam program. Strategi tes kondisi

punyai dua keuntungan yaitu :

• Pengukuran cakupan kondisi yang dites adalah sederhana.
• Cakupan kondisi program yang dites menyediakan tuntunan untuk pembuatan tes

tambahan bagi program.tujuaan tes kondisi disamping untuk mendeteksi error dari kondisi program juga untuk

kesalahan lainnya dari program.

Branch Testing

Merupakan strategi tes kondisi yang paling sederhana.untuk kondisi komplek C, cabangbenar dan salah dari C dan tiap kondisi sederhana dalam C harus dieksekusi setidaknya sekali [MYE79].sebagai contoh ilustrasi penggunaan, diasumsikan terdapat penggalan kode berikut:

Bila testing pernyataan kode program dapat dipuaskan dengan sekali tes, yaitu dengan memberikan nilai (X,Y,Z) = (1,1,1). Dan hasil kondisi yang diharapkan adalah true. Namun untuk branch testing dibutuhkan dua tes, yaitu

• Dengan memberikan nilai (X, Y, Z) = (1,1,1), untuk mengevaluasi dengan kondisi benar (true)
• Dan dengan memberikan nilai (X,Y,Z) = (2,1,1), sebagai wakil untuk mengevaluasi dengan kondisi salah (false)

Domain Testing[ W H I 8 0 ]

membutuhkan tiga atau empat tes yang dilaksanakan untuk suatu ekspresi relasional. untuk suatu ekspresi relasional dalam bentuk: E1<operator-relasional>E2tiga tes dibutuhkan nilai-nilai, agar E1 lebih besar, sama dengan, atau lebih 2

[HOW82]. Jika <operator-relasional> tidak benar dan E1 dan E2 benar, maka tiga tes Untuk mendeteksi kesalahan pada E1 dan E2,inimen error operator relasional. suatu tes terhadap nilai, agar E1 lebih besar atau lebih kecil dari E2, dimana selisih dari nilai-nilai ini diusahakan sekecil mungkin.

Ada tiga tes yang dilakukan, yaitu:

• Tes pertama dengan mewakilkan E1 dan E2 dengan nilai 5 dan 2, yang didapat dari
• masukan (X,Y,Z) = (4,5,3), agar E1 > E2. Dan hasil kondisi yang diharapkan adalah true.
• Tes kedua dengan mewakilkan E1 dan E2 dengan nilai 2 dan 2, yang didapat dari masukan (X,Y,Z) = (1,4,2), agar E1 = E2. Dan hasil kondisi yang diharapkan adalah false.
• Tes ketiga dengan mewakilkan E1 dan E2 dengan nilai 1 dan 2, yang didapat dari masukan (X,Y,Z) = (0,4,2), agar E1 < E2. Dan hasil kondisi yang diharapkan adalah false.

Untuk suatu ekspresi boolean dengan n variabel, dibutuhkan semua kemungkinan tes 2n (n>0).Strategi ini dapat mendeteksi dan error dari operator variabel boolean serta Booleannamun ini hanya dipraktekkan jika n adalah kecil.

Dimana X dan Y adalah variable Boolean,maka akan di lakukan tes sebanyak 22 = 4,yaitu dengan memberikan nilai x dan y perator boolean AND {(t,f), (f,t),(f ,f), (t,t)} dengan hasil kondisi yang diharapkan dari operator AND {f,f,f,t}. Untuk suatu ekspresi boolean yang tunggal (suatu ekspresi boolean dimana tiap variable boolean ya terjadi sekali) dengan n variabel boolean (n > 0), kita dapat dengan mudah membuat suatu kumpulan tes yang kurang dari 2n tes dimana sekumpulan tes ini menjamin Deteksi eror multiple operator boolean dan juga efektif untuk mendeteksi error yang lain

Contoh

Maka do tidak membutuhkan 22 = 4 tes, namun cukup 2 tes, yaitu

• Dengan memberikan nilai (X,Y) = (t,t), untuk evaluasi kondisi benar (true)‰
• Dan (X,Y) = (f,t,), sebagai wakil dari sisa kemungkinan masukan untuk evaluasi kondisi salah(false)

Branchand Relational Operator

Teknik ini menjamin deteksi error dari operator cabang dan relasional dalam suatu

ada dimana semua variabel boolean dan operator relasional yang terdapat di dalam

terjadi hanya sekali dan tidak ada variabel yang dipakai bersama.

BRO testing menggunakan batasan kondisi untuk suatu kondisi C.

Suatu batasan kondisi untuk C dengan n kondisi sederhana didefinisikan(D1,D2 ...D n),dimana D1(0 < I < n)adalah suatu simbol yang me-spesifikasi-kan suatu batasan yang ada pada kondisi sederhana ke I pada suatu kondisi c. Suatu batasan kondisi D untuk kondisi C telah dicakup dengan suatu eksekusi C jika, selama eksekusi C ini, hasil dari tiap kondisi sederhana pada C memuaskan batasan yang dikorespondesikan dalam D.untuk variabel boolean, B, kita me-spesifikasi-kan suatu batasan hasil dari D yang

Menyatakan bahwa B bernilai true (t) atau false (f). sama halnya, untuk ekspresi relational, symbol <,=,> digunakan untuk me-spesifikasi-kan batasan hasil dari ekspresi.

Data Flow Testing

Metode data flow testing memilih jalur program berdasarkan pada lokasi dari definisi dan Menggunaan variabel-variabel pada program.Sebagai ilustrasi pendekatan data flow testing, diasumsikan bahwa tiap pernyataan dalam Suatu program ditandai dengan suatu penomoran pernyataan yang unik sifatnya, sebagai entitas dari tiap pernyataan tersebut, dimana tiap fungsi tidak memodifikasi parameter atau ariabel globalnya.

untuk suatu pernyataan dengan S sebagai nomor pernyataannya:

• DEF(S) = [X | pernyataan S mengandung suatu definisi X]
• USE(S) = [X | pernyataan S mengandung suatu penggunaan X]

Jika pernyataan S adalah suatu pernyataan IF atau LOOP, maka bagian DEF akan kosong

dan bagian USE didasarkan pada kondisi dari pernyataan S. Definisi dari variabel X pada

pernyataan S dinyatakan “tinggal” di dalam pernyataan S’ jika ada suatu jalur dari pernyataan

ke pernyataan S’ yang tidak mengandung definisi X tersebut.ikatan Definition-Use (DU) dari X ditulis dalam bentuk [X,S,S’], dimana S dan S’ adalahnomor pernyataan, hal ini berarti X ada pada DEF(S) dan USE(S’), dan definisi X pada pernyataan S tinggal di dalam pernyataan S’. suatu strategi data flow testing sederhana harus mencakup tiap ikatan DU setidaknya sekali.oleh karena itu data flow testing disebut juga strategi DU testing.

DU testing tidak selalu menjamin pemenuhan cakupan seluruh cabang dari program. Namun hal ini adalah suatu situasi yang jarang terjadi, bilamana suatu cabang tidak menjadi cakupa dari DU testing, seperti konstruksi IF-THEN-ELSE, dimana bagian THEN tidak mempunyai definisi variabel apapun, dan bagian ELSE tidak ada. Pada situasi ini, cabang ELSE dari pernyataan IF tidak perlu di cakup oleh DU testing. Strategi data flow testing sangat berguna untuk menentukan jalur tes pada program yang

berisi pernyataan nested if dan loop.

LOOP TESTING

suatu teknik white box testing yang berfokus pada validitas konstruksi Loop secara eklusif empat kelas yang berbeda dari loop:

1. Simple Loops. Sekumpulan tes berikut ini dapat digunakan untuk simple loops, dimana n

adalah jumlah maksimum yang dapat dilewatkan pada loop

• Lompati loop secara keseluruhan, tak ada iterasi / lew
• Lewatkan hanya satu kali iterasi pada loop.
• Lewatkan dua kali iterasi pada loop.
• Lewatkan m kali iterasi pada loop dimana m<n.
• Lewatkan n-1, n, n+1 kali iterasi pada loop.:

2. Nested Loops Jika pendekatan tes untuk simple loops dikembangkan pada nested loops kemungkinan tes akan berkembang secara geometris searah dengan semakin tingginya tingkat dari nested loop

3. Concatenated Loops Concatenated loops dapat dites dengan menggunakan pendekatan yang didefinisikan untuk simple loops, jika tiap loops independen (tidak saling bergantung) antara satu dengan yang lainnya. Dikatakan dua loops tidak independen, jika dua loops loop merupakan concatenated loops, dan nilai loop counter pada loop 1 digunakan sebagai nilai awal untuk loop 2. 

Bila loops tidak independen, direkomendasikan memakai pendekatansebagaimana yang digunakan pada nested loops

4. Unstructured Loops. Tidak dapat dites dengan efektif. Dan bila memungkinkan loops jenisini harus didisain ulang.

Lines of Code

Pengukuran sederhana: menghitung jumlah baris kode dalam program dan menggunakanperhitungan ini untuk mengukur kompleksitas.

Berdasarkan studi yang telah dilakukan LIP82A]:

• Program kecil mempunyai error rata-rata 1,3 % sampai 1,8 %.
• Program besar mempunyai kenaikan error rata-rata dari 2,7 % sampai 3,2 %. Halstead’s Metrics

Halstead’s metric adalah pengukuran yang berdasarkan pada penggunaan operator-operator (seperti kata kunci) dan operan-operan (seperti nama variabel, obyek database) yang ada dalam suatu program.

• n1 = jumlah operator yang unik (distinct) dalam program
• n2 = jumlah operan yang unik (distinct) dalam program.
• Panjang program: H = n1 log2 n1 + n2 log2 n2.
• N1 = perhitungan jumlah keseluruhan operator program.
• N2 = perhitungan jumlah keseluruhan operan program.
• Prediksi bug: B = (N1 + N2) log2 (n1 + n2) / 3000.