Тестирование модели системы Методом «черного ящика»

Любое программное обеспечение — это система, элементами которой являются программные операторы, процедуры, функции, модули и т. д. Если внутреннее строение такой системы неизвестно, то ее можно изобразить в виде непрозрачного «ящика», выделенного из окружающей среды. Подчеркнем, что уже эта, максимально простая, модель по-своему отражает два следующих важных свойства системы: целостность и обособленность от среды. Хотя система и обособлена, выделена из окружающей среды, она не является полностью от нее изолированной.

Работа программного обеспечения как системы приводит к некоторому заранее запланированному изменению в окружающей среде, выдачи какого либо результата. Иначе говоря, система связана со средой и с помощью этих связей воздействует на среду. Такие связи называются выходами системы.

Кроме того, есть связи другого типа: система является средством, поэтому должны существовать возможности ее использования, воздействия на нее, то есть такие связи со средой, которые направлены извне в систему. Такой тип связей называется входами системы.

В результате получилась модель системы (в данном случае программного обеспечения), которая получила название черного ящика (рисунок. 8). Это название образно подчеркивает полное отсутствие сведений о внутреннем содержании «ящика»: в этой модели задаются, фиксируются, перечисляются только входные и выходные связи системы со средой, (даже «стенки ящика», т. е. границы между системой и средой, в этой модели обычно не описываются, а лишь подразумеваются, признаются существующими). Такая модель, несмотря на внешнюю простоту и на отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной.

Рисунок. 8 — Модель «черного ящика».

Во многих случаях достаточно содержательного словесного описания входов и выходов; тогда модель «черного ящика» является просто их списком. Например, бытовая модель телевизора такова: входы — шнур электропитания, антенна, ручки управления и настройки; выходы — экран кинескопа и звуковые динамики. В других случаях требуется количественное описание некоторых или всех входов и выходов. Чтобы максимально формализовать модель «черного ящика», необходимо задание двух множеств X и Y входных и выходных переменных, но никаких других отношений между этими множествами фиксировать нельзя (иначе это уже будет не «черный», а прозрачный ящик).

Построение модели «черного ящика» не является тривиальной задачей, так как на вопрос о том, сколько и какие именно входы и выходы следует включать в модель, ответ не прост и не всегда однозначен.

Главной причиной множественности входов и выходов в модели «черного ящика» является то, что всякая реальная система, как и любой объект, взаимодействует с объектами окружающей среды неограниченным числом способов. Строя модель системы, из этого бесчисленного множества связей отбирается конечное их число для включения в список входов и выходов. Критерием отбора при этом является целевое назначение модели, существенность той или иной связи по отношению к этой цели. То, что существенно, важно, включается в модель, то, что несущественно, неважно, — не включается.

Для тестирования разработанного программного обеспечения методом «черного ящика» необходимо использовать в качестве входных данных модель виртуального объекта. Проверка адекватности исследуемой системы (программного обеспечения) сводится к тому, что результаты ее работы анализируются и сравниваются с входными данными. Если результаты корректно отражают процессы, заложенные в модели виртуального объекта, то система считается адекватной. Для более точной проверки адекватности в модель объекта закладывают несколько видов движений (поступательное, вращательное и отсутствие всякого движения — состояние покоя).