مقدمة في اختبار البرمجيات
يعد اختبار البرامج جانبًا أساسيًا من دورة حياة تطوير البرامج (SDLC) ، والتي تهدف إلى ضمان جودة وموثوقية وأداء تطبيقات البرامج. إنها عملية تكرارية تساعد في تحديد وتصحيح العيوب والتناقضات والمشكلات المحتملة التي قد تؤثر على قابلية استخدام التطبيق واستقراره وأمانه. يشمل اختبار البرامج مجموعة واسعة من منهجيات الاختبار والأدوات والتقنيات للتحقق من صحة وظائف التطبيق وأدائه والالتزام بالمتطلبات المحددة.
تشمل الأهداف الأساسية لاختبار البرنامج ما يلي:
- الكشف عن العيوب والأخطاء ونقاط الضعف وإصلاحها
- التحقق من أن البرنامج يلبي المتطلبات والتوقعات المقصودة
- ضمان تجربة مستخدم سلسة ومرضية
- تأكيد التوافق مع الأنظمة الأساسية والمتصفحات والأجهزة المختلفة
- تعظيم الأداء وقابلية التوسع والكفاءة
يتم تصنيف اختبار البرامج عادةً إلى اختبار وظيفي ، واختبار غير وظيفي ، واختبار يدوي ، واختبار آلي ، واختبار ثابت ، واختبار ديناميكي. كل فئة من فئات الاختبار هذه لها تقنياتها وأدواتها ومقارباتها الفريدة ، وتعالج بفعالية الجوانب المتنوعة لضمان الجودة وتخفيف المخاطر في تطوير البرمجيات.
الاختبار الوظيفي
الاختبار الوظيفي هو نوع من اختبار البرامج الذي يركز على التحقق من صحة ميزات التطبيق وسلوكه مقابل المتطلبات المحددة. الهدف الأساسي للاختبار الوظيفي هو التأكد من أن البرنامج يعمل بشكل صحيح ، على النحو المنشود ، ويوفر الوظيفة المطلوبة. تشتمل فئة الاختبار هذه على تقنيات اختبار مختلفة ، بما في ذلك:
وحدة التجارب
اختبار الوحدة هو عملية اختبار المكونات أو الوحدات الفردية لتطبيق البرنامج بمعزل عن غيرها. يركز بشكل أساسي على التحقق من صحة وظائف كل وحدة باستخدام بيانات إدخال الاختبار والتأكيد على ما إذا كان ناتج الاختبار يطابق النتيجة المتوقعة. يعد اختبار الوحدة ممارسة مهمة لتحديد العيوب وتصحيحها في وقت مبكر من عملية التطوير ، مما يساعد على تقليل التكاليف الإجمالية والوقت اللازم للتسويق .
اختبار التكامل
اختبار التكامل هو عملية الجمع بين وحدات أو مكونات مختلفة لتطبيق البرنامج واختبارها كمجموعة. وهي تركز بشكل أساسي على التحقق من صحة التفاعلات بين الوحدات المتكاملة ، والتأكد من أنها تعمل معًا بشكل صحيح وسلس. يساعد اختبار التكامل في تحديد المشكلات المتعلقة بتدفق البيانات والاتصال والتبعيات بين مكونات التطبيق وتصحيحها.
اختبار النظام
اختبار النظام هو عملية اختبار تطبيق البرنامج بأكمله ككل ، وتقييم وظائفه الشاملة وأدائه وامتثاله للمتطلبات المحددة. الهدف الأساسي من اختبار النظام هو التحقق من صحة سلوك تطبيق البرنامج في ظل ظروف وتكوينات مختلفة ، مما يضمن تجربة مستخدم سلسة ومرضية. يساعد اختبار النظام في تحديد ومعالجة المشكلات المتعلقة بالتكامل والتوافق واستقرار النظام بشكل عام.
اختبار الانحدار
اختبار الانحدار هو ممارسة اختبار تطبيق البرنامج بعد إجراء التعديلات أو إصلاح الأخطاء أو التحديثات. يهدف إلى التحقق من أن أي تغييرات يتم إدخالها على التطبيق لا تؤثر سلبًا على الوظائف الحالية أو تقدم مشكلات جديدة. يساعد اختبار الانحدار في الحفاظ على جودة البرامج وموثوقيتها خلال عملية التطوير ، مما يضمن أن أي تعديلات أو تحسينات لا تضر باستقرار التطبيق وتجربة المستخدم.
اختبار القبول
اختبار القبول ، المعروف أيضًا باسم اختبار قبول المستخدم (UAT) ، هو المرحلة الأخيرة من الاختبار الوظيفي الذي يقيم ما إذا كان تطبيق البرنامج يلبي المتطلبات المحددة واحتياجات المستخدم. يتم إجراء اختبار القبول عادةً من قبل المستخدمين النهائيين أو العملاء ، الذين يتحققون من صحة وظائف البرنامج وقابليته للاستخدام والتوافق مع سيناريوهات الاستخدام في العالم الحقيقي. الهدف الأساسي من اختبار القبول هو التأكد من أن تطبيق البرنامج يوفر الوظيفة والقيمة المطلوبة للمستخدمين المستهدفين ، وبالتالي تقليل مخاطر عدم الرضا أو الرفض أو التصعيد المحتمل.
اختبار غير وظيفي
الاختبار غير الوظيفي هو نوع من اختبار البرامج الذي يقيِّم الجوانب الحاسمة لتطبيق البرنامج ، مثل الأداء وقابلية الاستخدام والأمان ، مما يساهم في تجربة المستخدم الشاملة واستقرار النظام. يهدف الاختبار غير الوظيفي إلى تحسين سلوك التطبيق ، والتأكد من أنه يفي بمعايير الأداء المحددة ، ويوفر تجربة مستخدم سلسة وبديهية ، وضمانات ضد التهديدات الأمنية المحتملة. تتضمن بعض تقنيات الاختبار غير الوظيفية الرئيسية ما يلي:
اختبار أداء
اختبار الأداء هو عملية تقييم سلوك التطبيق في ظل أحمال وظروف مختلفة ، مثل حركة المرور العالية والمستخدمين المتزامنين والمهام كثيفة الاستخدام للموارد. يركز بشكل أساسي على تقييم استجابة البرنامج وقابلية التوسع والكفاءة ، والتأكد من أنه يفي بمعايير الأداء المحددة ويوفر تجربة مستخدم مرضية. يساعد اختبار الأداء في تحديد ومعالجة اختناقات الأداء وفرص التحسين والمشكلات المحتملة المتعلقة بالقدرة.
اختبار قابلية الاستخدام
اختبار قابلية الاستخدام هو عملية تقييم واجهة مستخدم تطبيق البرنامج وسهولة الاستخدام وتجربة المستخدم الإجمالية. يركز بشكل أساسي على تقييم تصميم التطبيق وتخطيطه والتنقل والتفاعلات ، بناءً على توقعات المستخدمين المقصودين وتفضيلاتهم ونماذجهم العقلية. يساعد اختبار قابلية الاستخدام في تحديد المشكلات المتعلقة برضا المستخدم وإمكانية الوصول والكفاءة وتصحيحها ، مما يضمن أن تطبيق البرنامج يوفر تجربة مستخدم سلسة وبديهية.
اختبار الأمان
اختبار الأمان هو عملية تقييم مدى تعرض تطبيق البرنامج للهجمات المحتملة والوصول غير المصرح به وخروقات البيانات. يركز بشكل أساسي على تقييم آليات أمان التطبيق والضمانات والممارسات ، بهدف تحديد ومعالجة المخاطر الأمنية المحتملة ونقاط الضعف. يساعد اختبار الأمان في ضمان حماية تطبيق البرنامج من التهديدات المحتملة ، وحماية سلامة التطبيق وسريته وتوافره والبيانات الأساسية الخاصة به.
اختبار التوافق
اختبار التوافق هو عملية تقييم سلوك وأداء تطبيق البرنامج عبر الأنظمة الأساسية والتكوينات والبيئات المختلفة. يركز بشكل أساسي على تقييم توافق التطبيق مع أنظمة التشغيل المختلفة والمتصفحات والأجهزة وظروف الشبكة ، مما يضمن تجربة مستخدم سلسة ومتسقة عبر سيناريوهات الاستخدام المتنوعة. يساعد اختبار التوافق في تحديد المشكلات المحتملة المتعلقة بالدعم عبر الأنظمة الأساسية وإمكانية التشغيل البيني والقدرة على التكيف وتصحيحها ، مما يساهم في الرضا العام وقبول تطبيق البرنامج.
الاختبار اليدوي
الاختبار اليدوي هو عملية اختبار تطبيقات البرامج من قبل البشر الذين يتفاعلون مع التطبيق ويقيمون سلوكه دون دعم البرامج النصية أو الأدوات الآلية للاختبار. لا يزال الاختبار اليدوي يعتبر جزءًا حيويًا من عملية اختبار البرنامج ، لا سيما في المراحل الأولى من التطوير أو عند تقديم التطبيق إلى جمهور مستهدف جديد. تتضمن بعض تقنيات الاختبار اليدوي الأساسية ما يلي:
- الاختبار الاستكشافي: في الاختبار الاستكشافي ، يتعرف المختبرين بنشاط على التطبيق ، وحالات اختبار التصميم ، وتنفيذها في وقت واحد. يسمح هذا النهج للمختبرين باكتشاف العيوب التي ربما لم تكن متوقعة خلال مرحلة تصميم المشروع. يكون الاختبار الاستكشافي مفيدًا عندما يكون هناك وثائق محدودة أو خطط اختبار رسمية.
- اختبار قابلية الاستخدام: يركز اختبار قابلية الاستخدام بشكل أساسي على تقييم التطبيق من منظور المستخدم النهائي ، وتحليل مدى سهولة استخدامه والتنقل فيه. يقوم المختبرين بتقييم تجربة المستخدم الإجمالية ، بما في ذلك جوانب مثل التصميم البديهي وإمكانية التعلم وإمكانية الوصول. يساعد هذا النوع من الاختبار المطورين على تحسين واجهة مستخدم التطبيق ومعالجة أي مشكلات متعلقة بقابلية الاستخدام يمكن أن تؤثر على نجاح التطبيق في السوق.
- اختبار الانحدار: يهدف اختبار الانحدار إلى ضمان عدم تأثر الوظائف الحالية للتطبيق بالتغييرات الجديدة ، مثل إصلاحات الأخطاء أو تحسينات الميزات أو ترقيات النظام. ينفذ المختبرون حالات اختبار تم تشغيلها مسبقًا للتحقق من أن التعديلات لم تقدم أي مشكلات جديدة وأن التطبيق يستمر في تلبية المتطلبات المحددة.
- كشف الخطأ: عند تنفيذ الاختبارات اليدوية ، يقوم المختبرين عادةً بمتابعة حالات الاختبار التي تغطي الوظائف المتوقعة وحالات الحافة المختلفة. من خلال حالات الاختبار هذه ، يمكن للمختبرين العثور على الأخطاء والتناقضات والتناقضات في سلوك التطبيق.
يتميز الاختبار اليدوي ببعض المزايا ، مثل قدرته على الكشف عن المشكلات غير المتوقعة ، والتكيف مع المتطلبات المتغيرة ، وتقديم رؤى قيمة حول تجارب المستخدم الحقيقية. ومع ذلك ، فإن لها أيضًا قيودًا ، مثل كونها مضيعة للوقت وعرضة للأخطاء البشرية وربما أقل كفاءة من طرق الاختبار الآلية.
الاختبار الآلي
الاختبار الآلي هو عملية تنفيذ الاختبارات بمساعدة البرامج النصية والأدوات والأطر. وهو يتضمن أتمتة المهام المتكررة التي تستغرق وقتًا طويلاً ، مما يعزز الكفاءة الشاملة والموثوقية والدقة لعملية الاختبار. تتضمن بعض تقنيات الاختبار الآلي الشائعة ما يلي:
- اختبار الوحدة: يركز اختبار الوحدة على التحقق من صحة المكونات أو الوظائف الفردية في التطبيق. يكتب المطورون اختبارات الوحدة للتحقق من أن التعليمات البرمجية الخاصة بهم تفي بالمتطلبات على النحو المحدد. تتضمن أطر اختبار الوحدات الشائعة JUnit و TestNG for Java و NUnit for .NET و XCTest لنظام iOS.
- اختبار التكامل: يتحقق اختبار التكامل من صحة التفاعل بين الوحدات أو المكونات المختلفة في التطبيق ، مما يضمن أنها تعمل معًا بشكل صحيح. يساعد هذا النوع من الاختبار في اكتشاف المشكلات المتعلقة بتدفق البيانات والتواصل والتبعيات بين الوحدات. تتضمن أدوات الاختبار المناسبة لاختبار التكامل SoapUI و Postman لاختبار API و Selenium و Appium لاختبار واجهة المستخدم.
- الاختبار الوظيفي: يركز الاختبار الوظيفي الآلي على التحقق من أن ميزات وسلوك التطبيق يلبي المتطلبات المحددة. يقوم المختبرين بتصميم اختبار البرامج النصية لمحاكاة إجراءات المستخدم والتحقق مما إذا كان التطبيق يتصرف كما هو متوقع في ظل ظروف مختلفة. السيلينيوم هو أداة اختبار وظيفية مستخدمة على نطاق واسع لتطبيقات الويب ، بينما تحظى Appium بشعبية في اختبار تطبيقات الأجهزة المحمولة.
- اختبار الحمل والأداء: يساعد اختبار الحمل والأداء في تحديد الاختناقات واستخدام الموارد وقابلية التوسع التي تؤثر على الأداء العام للتطبيق وتجربة المستخدم في ظل ظروف عبء العمل المختلفة. تُستخدم أدوات مثل JMeter و LoadRunner و Gatling بشكل شائع لاختبار الحمل والأداء.
يوفر الاختبار الآلي العديد من المزايا ، مثل التنفيذ الأسرع وزيادة تغطية الاختبار وتقليل الأخطاء البشرية وإمكانية تنفيذ الاختبار المتوازي. ومع ذلك ، فإنه يتطلب استثمارًا أوليًا أعلى من حيث الوقت والجهد والموارد لتطوير وصيانة البرامج النصية وأطر العمل. بالإضافة إلى ذلك ، ليست كل سيناريوهات الاختبار مناسبة للأتمتة ، لا سيما عندما يتعلق الأمر باختبار قابلية الاستخدام والجوانب الأخرى التي تتطلب لمسة بشرية للتقييم بفعالية.
اختبار ثابت
الاختبار الثابت هو نوع من اختبار البرامج الذي يتضمن تقييم الكود والتصميم والتوثيق للتطبيق دون تنفيذ الكود فعليًا. الغرض الأساسي من الاختبار الثابت هو تحديد المشكلات والتناقضات والتحسينات المحتملة في وقت مبكر من عملية تطوير البرامج. تتضمن بعض الأساليب الشائعة للاختبار الثابت ما يلي:
- مراجعة التعليمات البرمجية: مراجعة التعليمات البرمجية هي عملية مراجعة التعليمات البرمجية المصدر يدويًا لتحديد الأخطاء ومشكلات التصميم والتناقضات التي يمكن أن تؤثر على جودة التطبيق الإجمالية. تعزز مراجعات الكود التعاون ومشاركة المعرفة والالتزام بمعايير الترميز وأفضل الممارسات. فهي تساعد المطورين على تحديد المشكلات المحتملة وتصحيحها قبل أن يصبح إصلاحها صعبًا ومكلفًا.
- التحليل الثابت: تقوم أدوات التحليل الثابت تلقائيًا بتحليل التعليمات البرمجية المصدر لاكتشاف المشكلات المتعلقة بمعايير الترميز وأفضل الممارسات ونقاط الضعف المحتملة. تساعد هذه الأدوات المطورين على تحديد التعليمات البرمجية الميتة ، وتسريبات الذاكرة ، وإشارات مرجعية المؤشر الفارغة ، ومشكلات البرمجة الشائعة الأخرى. تتضمن أدوات التحليل الثابتة الشائعة SonarQube و Checkstyle و PMD.
- مراجعة الوثائق: تركز مراجعة الوثائق على تقييم وثائق المشروع ، مثل المتطلبات ووثائق التصميم وأدلة المستخدم ، لضمان الدقة والاتساق والوضوح. تساعد هذه العملية في تحديد أوجه الغموض والتناقضات والمعلومات غير الكاملة التي قد تؤدي إلى تفسيرات وافتراضات وعيوب غير صحيحة في التطبيق.
يوفر الاختبار الثابت مزايا عديدة ، مثل الاكتشاف المبكر للعيوب ، وتقليل وقت التطوير وتكاليفه ، وتحسين جودة التعليمات البرمجية والوثائق. يساعد المطورين على تحديد المشكلات وإصلاحها قبل أن تتصاعد إلى مشاكل أكثر أهمية ، مما يقلل من فرص ظهور الأخطاء في مراحل لاحقة من دورة حياة تطوير البرامج.
الاختبار الديناميكي
الاختبار الديناميكي هو طريقة لتقييم تطبيق عن طريق تنفيذ كوده ومراقبة سلوكه في ظل ظروف مختلفة. على عكس الاختبار الثابت ، الذي يركز على فحص الكود والتصميم والتوثيق ، يتضمن الاختبار الديناميكي تشغيل التطبيق للتحقق من وظائفه وأدائه وموثوقيته. يساعد الاختبار الديناميكي في تحديد أخطاء وقت التشغيل ، واختناقات الأداء ، والثغرات الأمنية التي قد لا يمكن اكتشافها من خلال الاختبار الثابت وحده.
يمكن إجراء الاختبار الديناميكي باستخدام كل من التقنيات اليدوية والآلية ويتم تصنيفها أيضًا إلى فئتين رئيسيتين:
اختبار الصندوق الأسود
يتضمن اختبار الصندوق الأسود تقييم وظائف التطبيق دون أي معرفة بهيكله الداخلي أو تفاصيل التنفيذ. يتفاعل المختبرين مع التطبيق فقط من خلال واجهة المستخدم الخاصة به ، مع التركيز على المدخلات والمخرجات والسلوك المتوقع. يعد اختبار الصندوق الأسود مفيدًا للتحقق من صحة التطبيق وفقًا لمتطلبات المستخدم ، مما يضمن أن جميع الميزات تعمل كما هو متوقع.
تشمل الأنواع المختلفة من اختبارات الصندوق الأسود ما يلي:
- الاختبار الوظيفي
- اختبار التكامل
- اختبار النظام
- اختبار القبول
- اختبار الانحدار
اختبار الصندوق الأبيض
يتضمن اختبار الصندوق الأبيض ، المعروف أيضًا باسم اختبار الصندوق الشفاف أو الصندوق الزجاجي ، فحص بنية البرنامج الداخلي للتطبيق والتشفير. يتم إجراء هذا النوع من الاختبارات عادةً من قبل المطورين أو المختبرين المتخصصين الذين لديهم معرفة بلغة البرمجة والخوارزميات والبنية المستخدمة في التطبيق. يساعد اختبار المربع الأبيض في تحديد الأخطاء في منطق الكود ، وتقييم تغطية الكود ، والكشف عن نقاط الضعف المحتملة.
تشمل أنواع اختبار الصندوق الأبيض ما يلي:
- وحدة التجارب
- اختبار التكامل
- تحليل تغطية الكود
- اختبار الأمان
- اختبار أداء
أدوات وأطر اختبار البرمجيات
مع التعقيد المتزايد للتطبيقات الحديثة ، من الضروري استخدام الأدوات والأطر المناسبة لإجراء اختبار البرامج بشكل فعال. تتوفر مجموعة واسعة من أدوات اختبار البرامج التي تلبي مناهج وبيئات ومتطلبات الاختبار المختلفة. نعرض هنا بعض الأدوات والأطر الشائعة التي تغطي جوانب مختلفة من اختبار البرامج:
إدارة الاختبار والتخطيط
- HP Quality Center : أداة إدارة اختبار شاملة توفر تخطيطًا للاختبار وتنفيذ الاختبار وإدارة العيوب وقدرات إعداد التقارير.
- Visual Studio Team Services : حل إدارة اختبار ، مدمج مع Microsoft Visual Studio ، يدعم منهجيات الاختبار المرنة.
- TestRail : أداة إدارة اختبار تستند إلى الويب توفر إمكانات التخطيط والتنفيذ وإعداد التقارير للاختبار.
اختبار الوظائف والوحدة
- السيلينيوم : أداة أتمتة للمتصفح مفتوحة المصدر للاختبار الوظيفي لتطبيقات الويب ، متوافقة مع مختلف لغات البرمجة والمتصفحات.
- JUnit : إطار اختبار يستخدم على نطاق واسع لتطبيقات Java يدعم اختبار الوحدة واختبار التكامل والتطوير القائم على الاختبار (TDD).
- TestNG : إطار اختبار لتطبيقات Java ، مستوحى من JUnit ، مع ميزات إضافية مثل تنفيذ الاختبار المتوازي ومرونة التكوين.
اختبار تطبيقات الهاتف المتحرك
- Appium : أداة أتمتة اختبار مفتوحة المصدر لتطبيقات الويب الأصلية والهجينة والمتنقلة ، تدعم منصات Android و iOS.
- Espresso : إطار اختبار مصمم خصيصًا لتطبيقات Android يسمح للمطورين بكتابة اختبارات واجهة المستخدم لتطبيقاتهم.
- XCUITest : إطار اختبار خاص بنظام iOS طورته Apple لاختبار واجهة المستخدم لتطبيقات iOS.
اختبار الأداء والحمل
- JMeter : أداة اختبار أداء مفتوحة المصدر تُستخدم لاختبار الحمل واختبار الإجهاد والاختبار الوظيفي لتطبيقات الويب.
- LoadRunner : أداة اختبار أداء مستخدمة على نطاق واسع تدعم مجموعة متنوعة من بيئات وبروتوكولات التطبيق ، مع إمكانات تحليل شاملة.
- Gatling : أداة اختبار حمل حديثة وعالية الأداء لتطبيقات الويب ، مع التركيز على قابلية التوسع وسهولة الاستخدام.
اختبار الأمان
- OWASP Zed Attack Proxy (ZAP) : أداة فحص أمان تطبيق ويب مفتوح المصدر لاكتشاف الثغرات الأمنية واختبار الأمان.
- Burp Suite : منصة شاملة لاختبار أمان تطبيقات الويب مع أدوات متنوعة لمسح الثغرات الأمنية واستغلالها وتحليلها.
- Metasploit : إطار عمل لاختبار الاختراق يستخدم على نطاق واسع يساعد المتخصصين في مجال الأمن على تقييم نقاط الضعف واستغلال نقاط الضعف وتحسين الوضع الأمني العام.
عند اختيار أدوات الاختبار وأطر العمل ، من الضروري مراعاة عوامل مثل تعقيد التطبيق والبيئة وخبرة الفريق ومتطلبات المشروع. تقدم كل أداة إمكانات وفوائد فريدة ، لذا فإن فهم نقاط القوة والضعف فيها أمر بالغ الأهمية لزيادة فعالية عملية اختبار البرنامج.
في سياق النظام الأساسي AppMaster.io ، يلعب الاختبار دورًا حاسمًا في ضمان الجودة العالية للتطبيقات التي يتم إنشاؤها. من خلال الاستفادة من الأدوات والأطر القوية ، يضمن AppMaster.io أن كل تطبيق يتم إنشاؤه خالٍ من العيوب ويوفر تجربة مستخدم سلسة. علاوة على ذلك ، تلغي بيئة التطوير المتكاملة الشاملة الخاصة بـ AppMaster.io الحاجة إلى تقديم الديون التقنية عن طريق تجديد التطبيقات من نقطة الصفر كلما تغيرت المتطلبات ، وبالتالي تحسين الجودة الشاملة وإمكانية الصيانة لحلول البرمجيات الخاصة بك.
