Técnicas de prueba avanzadas para la generación de casos de prueba

Resumen

La prueba del software es una de las etapas más importantes durante el desarrollo de software, especialmente en determinados tipos de contextos como el de los sistemas críticos, donde el más mínimo fallo puede conllevar la más grave de las consecuencias. Nuevos paradigmas tecnológicos como la Industria 4.0 conllevan desafíos que nunca antes se habían planteado, donde el software está presente en prácticamente todos los sistemas industriales. Uno de los desafíos más importantes a los que se enfrenta la prueba del software consiste en superar las limitaciones técnicas además de los tiempos de desarrollo y presupuestos limitados, que provocan que en ocasiones no se le preste la atención que merece. El tejido industrial de la Bahía de Cádiz es conocido por sacar adelante proyectos tecnológicos punteros a nivel mundial, con unas instalaciones y un personal totalmente implicado con la innovación. Las buenas relaciones de este conjunto de empresas con la Universidad de Cádiz, sumadas a la cercanía geográfica, permiten que haya una conversación constante entre la industria y la academia. Este trabajo de tesis persigue identificar los elementos más importantes del desarrollo de la prueba del software en la Industria 4.0 en base a una experiencia industrial cercana, además de a los últimos trabajos del estado del arte. Esto permite identificar cada etapa en la que se desglosa la prueba del software en un contexto donde trabajan equipos muy grandes con proyectos de gran envergadura, cambiantes y con multitud de dependencias. Esto permite, además, estimar el porcentaje de beneficio que podría suponer una solución que ayude a los ingenieros de prueba durante todo el proceso. Gracias a los resultados de esta experiencia descubrimos que existe la necesidad de soluciones para la automatización de la prueba del software que sean no comerciales, flexibles y adaptables a las constantes necesidades cambiantes entre los proyectos de la industria. Este trabajo aporta un estudio completo sobre las necesidades de la industria en relación a la prueba del software. Los resultados motivan el desarrollo de dos nuevas soluciones que utilizan tecnologías del estado del arte, ampliamente usadas en trabajos académicos, pero raramente presentes en trabajos industriales. En este sentido, se presentan dos resultados principales que incluyen una herramienta que implementa un procedimiento para la generación de arneses de prueba basada en el Árbol de Sintaxis Abstracta (AST) a la que llamamos ASkeleTon y un estudio donde se comprueba la capacidad de la técnica de pruebas Ejecución Simbólica Dinámica (DSE, por sus siglas en inglés) para generar datos de prueba capaces de detectar fallos potenciales en el software. Este estudio deriva en la creación de una novedosa familia de técnicas de prueba a la que llamamos mutation-inspired symbolic execution (MISE) que combina DSE con la prueba de mutaciones (MT, por sus siglas en inglés) para conseguir un conjunto de datos de prueba capaz de detectar más fallos potenciales que DSE por sí sola. Las soluciones desarrolladas en este trabajo de tesis son capaces de automatizar parte de la prueba del software, resultando en unos beneficios potenciales importantes. No solo se aportan beneficios a la industria, sino que la creación de la nueva familia de técnicas de prueba supone una línea de investigación prometedora para la comunidad científica, siendo beneficiados todos los proyectos software independientemente de su ámbito de aplicación.