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Andreas Spillner ist Professor für Informatik an der Hochschule Bremen, Fakultät für Elektrotechnik und Informatik. Er war über 10 Jahre Sprecher der Fachgruppe TAV »Test, Analyse und Verifikation von Software« der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) und bis Ende 2009 Mitglied im German Testing Board e.V. 2007 ist er zum Fellow der GI ernannt worden. Seine Arbeitsschwerpunkte liegen im Bereich Softwaretechnik, Qualitätssicherung und Testen.

Thomas Roßner ist Mitgründer der imbus AG und in deren Vorstand verantwortlich für Forschung und Technologie des Unternehmens. In dieser Funktion leitete er in den vergangenen Jahren mehrere internationale Forschungsprojekte, u.a. zum Thema Softwarezuverlässigkeit und modellbasiertes Testen. Darüber hinaus arbeitet er aktiv in Testmanagementprojekten und Beratungsprojekten zum Thema Testprozessverbesserung.

Mario Winter ist Professor am Institut für Informatik der Fachhochschule Köln und dort Mitglied des Forschungsschwerpunktes »Software-Qualität«. Er ist Mitglied im German Testing Board e.V. und war von 2003 bis Anfang 2011 Sprecher der Fachgruppe »Test, Analyse und Verifikation von Software« im Fachbereich Softwaretechnik der Gesellschaft für Informatik (GI). Seine Lehrund Forschungsschwerpunkte sind Softwareentwicklung und Projektmanagement, insbesondere die modellbasierte Entwicklung und Qualitätssicherung von Software.

Tilo Linz ist Vorstand der imbus AG, eines führenden Dienstleisters für Softwaretest. Er ist Leiter des German Testing Board e.V. und war von 2002 bis 2005 Vorsitzender des ISTQB. Zu seinen Arbeitsschwerpunkten zählen die Themen Berufsbild und Ausbildung im Softwaretest sowie die Optimierung von Softwaretestprozessen.

Praxiswissen Softwaretest – Testmanagement

Aus- und Weiterbildung zum Certified Tester – Advanced Level nach ISTQB-Standard

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Die vorliegende Publikation ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten. Die Verwendung der Texte und Abbildungen, auch auszugsweise, ist ohne die schriftliche Zustimmung des Verlags urheberrechtswidrig und daher strafbar. Dies gilt insbesondere für die Vervielfältigung, Übersetzung oder die Verwendung in elektronischen Systemen.

Es wird darauf hingewiesen, dass die im Buch verwendeten Soft- und Hardware-Bezeichnungen sowie Markennamen und Produktbezeichnungen der jeweiligen Firmen im Allgemeinen warenzeichen-, marken- oder patentrechtlichem Schutz unterliegen.

Alle Angaben und Programme in diesem Buch wurden mit größter Sorgfalt kontrolliert. Weder Autor noch Verlag können jedoch für Schäden haftbar gemacht werden, die in Zusammenhang mit der Verwendung dieses Buches stehen.

Vorwort

Nach den bisherigen Auflagen des Buches aus den Jahren 2006, 2008 und 2011 liegt nun die vierte Auflage von »Praxiswissen Softwaretest – Testmanagement« vor. Anlass war die Aufteilung und Erweiterung des Lehrplans zum ISTQB Certified Tester^® »Advanced Level« in der 2012 veröffentlichten Version. Darüber hinaus haben auch die 2011 vom ISTQB veröffentlichten Lehrpläne zu den »Expert Level«-Modulen »Testmanagement« und »Improving the Testing Process« die erneute Überarbeitung des Buches motiviert. Überdies verdienen aktuelle Entwicklungen im Bereich internationaler Standards zum Softwaretest – Stichwort ISO 29119 – ihre Berücksichtigung. Und nicht zuletzt war auch die dritte Auflage des Buches erfreulich schnell vergriffen.

Der in der vierten Auflage abermals gestiegene Umfang sowie die Neustrukturierung des Buches sind hauptsächlich der neuen Version des Lehrplans geschuldet. Dieses Buch bezieht sich nun auf den Lehrplan zum ISTQB Certified Tester^® – Advanced Level Testmanager von 2012, auch wenn es an einigen Stellen darüber hinausgeht und damit den Einstieg in die oben angesprochenen »Expert Level«-Module erleichtern kann.

Seit 2010 wurden im Glossar des ISTQB einige Begriffe ergänzt und bestehende Definitionen verfeinert. Auch diese Änderungen haben wir im Buch nachvollzogen. Zudem wurde das Quellenverzeichnis aktualisiert und neuere Veröffentlichungen aufgenommen sowie aktuelle Versionen der Standards berücksichtigt. Ebenso wurden die Angaben zu den Internetseiten (URLs) kontrolliert und ggf. aktualisiert bzw. ergänzt.

Unsere Internetseite [URL: softwaretest-knowledge] informiert Sie weiterhin über Aktualisierungen, sei es bzgl. des Lehrplans, des Glossars oder aber ggf. hinsichtlich notwendiger Korrekturen und Ergänzungen zum Buchtext. Auf der Internetseite stehen die Vorworte der bisherigen Auflagen sowie das Geleitwort von Anton Schlatter zur 1. Auflage zur Verfügung.

Wir hoffen, bei der notwendigen grundlegenden Überarbeitung des Buches die Durchgängigkeit und Lesbarkeit weiter verbessert zu haben, und freuen uns auf Ihr Feedback zum neuen »Praxiswissen Softwaretest – Testmanagement«!

An erster Stelle möchten wir wieder die vielen Leserinnen und Leser ansprechen, die uns in bester Tradition als Tester Fehler, Unstimmigkeiten und Verbesserungspotenziale des Buches gemeldet haben. Ihnen kommt unser ganz besonderer Dank zu! Weiterhin gilt unser Dank den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des dpunkt.verlags, die einmal mehr dafür gesorgt haben, dass unsere Ausführungen in optisch und haptisch ansprechender Form zu Ihnen gelangen. Und nicht zuletzt gebührt unseren Familien großer Dank dafür, dass sie uns erneut Zeit und Raum gegeben haben, die nun vorliegende Auflage dieses Buches anzufertigen.

Wie schon in den vorangegangenen Auflagen wünschen wir Ihnen gutes Gelingen bei der Umsetzung der Testansätze in Ihrer Praxis und – sollte das Buch die Grundlage für die Vorbereitung der Prüfung zum »Certified Tester – Advanced Level Testmanager« sein – viel Erfolg bei der Prüfung!

Andreas Spillner, Thomas Roßner, Mario Winter, Tilo Linz
Bremen, Möhrendorf, Wuppertal
April 2014

Inhaltsübersicht

Inhaltsverzeichnis

3.2.2 Verbindungen zwischen Testprozess und anderen Bestandteilen des Entwicklungsmodells

1 Einleitung

Unser Alltag ist wie nie zuvor abhängig von Software und softwarebasierten Systemen. Es gibt kaum noch Geräte, Maschinen oder Anlagen, deren Funktion oder Steuerung nicht über Software bzw. Softwareanteile realisiert wird. Aber auch Verwaltungsvorgänge in Industrie und Staat werden durch oft komplexe IT-Systeme getragen. Die Verwaltung von Versicherungspolicen, das Mautsystem »TollCollect«, biometrische Merkmale in Pass und Personalausweis oder die elektronische Gesundheitskarte sind hierfür Beispiele.

Diese starke Abhängigkeit von Software erfordert immer höhere Investitionen in qualitätssichernde Maßnahmen, damit die IT-Systeme möglichst zuverlässig ihre Aufgaben erfüllen. Das Testen von Software hat sich vor diesem Hintergrund zu einer spezialisierten, eigenständigen Fachrichtung und Berufsdisziplin der Informatik entwickelt. Dies belegen auch die Ergebnisse der 2011 in Deutschland, Österreich und der Schweiz durchgeführten Umfrage zu Entwicklungen und Trends im Bereich Testen und Qualitätssicherung in Unternehmen. Über 80% der Befragten befürworten spezielle Weiterbildungen im Bereich der Qualitätssicherung [URL: Softwaretest-Umfrage].

Innerhalb der Disziplin Softwaretest hat das Thema »Testmanagement« besondere Bedeutung. Das Testmanagement umfasst klassische Methoden des Projektmanagements und des Risikomanagements sowie das Wissen um den zweckmäßigen Einsatz wohldefinierter Testentwurfsverfahren. Mit diesem Handwerkszeug ausgerüstet, kann der Testmanager¹ geeignete Maßnahmen zielgerichtet auswählen und umsetzen, die sicherstellen, dass eine bestimmte Mindestqualität des Produkts erreicht wird. Er verfolgt dabei ein ingenieurmäßiges Vorgehen.

Während die Ausbildung zum Projektmanager seit Langem etabliert ist und eine Vielzahl von Studiengängen, Ausbildungsprogrammen und Spezialliteratur existiert (s. beispielsweise [Hindel 09], [Spitczok von Brisinski 2010], [Pichler 07] oder [Pichler 11]), waren die Ausbildungsinhalte zum »Softwaretestmanager« lange Zeit kaum definiert oder gar standardisiert. Angesichts der steigenden Verantwortung, die Testmanager im Rahmen ihrer Tätigkeit übernehmen, war das ein unerfreulicher Zustand.

Mit dem »ISTQB Certified Tester – Advanced Level – Testmanager« steht mittlerweile ein international anerkanntes Ausbildungsschema zur Verfügung, das auch für den Beruf des Testmanagers Lehrinhalte und Qualifizierungsmodule definiert. Das vorliegende Buch »Praxiswissen Softwaretest – Testmanagement« vermittelt diese Lehrinhalte und kann als Lehrbuch bei der Vorbereitung auf die entsprechende Zertifizierung dienen.

Das »ISTQB Certified Tester«-Qualifizierungsprogramm ist dreistufig aufgebaut. Die Grundlagen des Softwaretests sind im Lehrplan »Foundation Level« beschrieben [URL: GTB CTF]. Dieser Lehrstoff ist im Buch »Basiswissen Softwaretest« (s. [Spillner 12]) ausführlich dargestellt.

Der »Advanced Level«-Lehrplan [URL: GTB CTA] umfasst weiterführende Kenntnisse im Prüfen und Testen von Software und zeigt drei Spezialisierungsmöglichkeiten auf:

Diese Aufteilung entspricht auch der Struktur des Lehrstoffs, wie sie von vielen akkreditierten Weiterbildungsanbietern vorgenommen wird. Da der Lehrstoff des »Advanced Level« sehr umfassend ist, wird dieser im vorliegenden Buch nicht komplett behandelt, sondern ausschließlich das Modul »Advanced Level – Testmanager«.

Die dritte Stufe, »Expert Level«, richtet sich an erfahrene, professionelle Softwaretester und besteht aus einer Reihe von Modulen zu unterschiedlichen Spezialthemen. Seit 2011 sind die Lehrpläne zu den Modulen »Improving the Testing Process – Implementing Improvement and Change« [Bath 14] und »Test Management – Managing Testing, Testers, and Test Stakeholders« veröffentlicht [URL: GTB CTE]. Geplant sind weitere Themen wie Test Automation, Security Testing, TTCN-3 [URL: TTCN-3] u.a.

Es ist geplant, aktuelle Themen oder branchenorientierte Spezialgebiete im »Certified-Tester«-Schema bedarfsorientiert und kurzfristig im Rahmen sogenannter »Extensions« der Foundation- und Advanced-Level-Lehrpläne zu berücksichtigen. Als erster Extension-Baustein wird in 2014 »Foundation Level Extension Syllabus Agile Tester« veröffentlicht.

Das »ISTQB« [URL: ISTQB] sorgt weltweit für die Einheitlichkeit und Vergleichbarkeit der Lehr- und Prüfungsinhalte unter allen beteiligten Ländern. In ihm sind mittlerweile knapp 50 nationale Initiativen und Verbände aus über 70 Ländern zusammengeschlossen. Weitere nationale Boards werden hinzukommen.

Die nationalen Testing Boards sind in einem oder mehreren Ländern als unabhängige Expertengremien dafür zuständig, Ausbildung (Akkreditierung der Weiterbildungsanbieter) und Prüfungen (Zertifizierung durch eine unabhängige Institution) in den jeweiligen Ländern und Landessprachen zu ermöglichen und die Einhaltung der ISTQB-Standards zu überwachen.

Die drei ISTQB-Ausbildungsstufen bauen aufeinander auf. Das vorliegende Buch »Praxiswissen Softwaretest – Testmanagement« setzt den Stoff des »Foundation Level« voraus. Lesern, die neu in das Thema Softwaretest einsteigen, wird daher empfohlen, sich den Stoff des »Foundation Level« anzueignen. Dies kann durch den Besuch eines akkreditierten Seminars erfolgen oder durch das Durcharbeiten des Buches »Basiswissen Softwaretest« (s. [Spillner 12]). Im vorliegenden Buch werden lediglich knappe Wiederholungen der wichtigsten Grundlagen geboten.

1.1 Basiswissen – komprimiert

Im Folgenden wird der Inhalt des Lehrplans »Foundation Level« und somit auch das Buch »Basiswissen Softwaretest« kurz zusammengefasst.

Es gibt eine Vielzahl von Ansätzen und Vorschlägen, die Qualität der Software durch vorbeugende (konstruktive) Maßnahmen und den Einsatz von prüfenden (analytischen) Verfahren und Methoden zu verbessern. Zu den wichtigsten Maßnahmen gehören:

Testmanager müssen diese Methoden, Techniken und Prozesse beherrschen oder zumindest kennen, um im Projektverlauf die der jeweiligen Situation angemessenen Maßnahmen auswählen und anwenden zu können. Die Eignung von qualitätssichernden Maßnahmen ist aber auch abhängig von den jeweils gesetzten Qualitätszielen. Das geforderte Qualitätsniveau kann dabei anhand verschiedener Qualitätsmerkmale definiert werden. Einen Katalog solcher Qualitätsmerkmale (z.B. Funktionalität, Zuverlässigkeit oder Benutzbarkeit) definiert die Norm [ISO 9126]² (s.a. [ISO 25010]).

Wann liegt ein Defekt oder Fehler vor und was ist unter diesen Begriffen zu verstehen? Eine Situation oder ein Ergebnis kann nur dann als fehlerhaft eingestuft werden, wenn vorab festgelegt wurde, wie die erwartete, korrekte Situation bzw. das erwartete Ergebnis aussieht. Wird eine

³ Abweichung zwischen dem beobachteten Istverhalten und dem erwarteten Sollverhalten festgestellt, liegt ein Fehler vor. Um Sollwerte bzw. das Sollverhalten zu ermitteln, ist eine Testbasis bzw. ein sogenanntes Testorakel als Informationsquelle erforderlich. Anforderungsdokumente, eine formale Spezifikation oder auch das Benutzungshandbuch sind Beispiele für solche Informationsquellen.

Der Begriff »Fehler« ist unpräzise. Es ist zwischen Fehlhandlung (engl. error), Fehlerzustand (engl. fault) und Fehlerwirkung (engl. failure) zu unterscheiden. Eine Fehlhandlung einer Person führt beispielsweise zu einer fehlerhaften Programmierung. Dadurch enthält das Programm einen Fehlerzustand, der zu einer »von außen« sichtbaren Fehlerwirkung führen kann, aber nicht zwangsläufig führen muss. Meist kommt ein Fehlerzustand erst bei nicht alltäglichen Situationen zum Tragen, z.B. wirkt sich eine fehlerhafte Berechnung des Schaltjahrs erst am 29. Februar eines Schaltjahrs aus. Abbildung 1–1 soll den Zusammenhang zwischen Fehlhandlung, Fehlerzustand und Fehlerwirkung veranschaulichen und darstellen, welche Gegenmaßnahmen bzw. Methoden zur Aufdeckung angewendet werden können.

Ähnlich dem Fehlerbegriff ist auch der Begriff »Testen« mit verschiedenen Bedeutungen belegt. Mit Testen wird oft der gesamte Prozess bezeichnet, ein Programm auf systematische Weise zu prüfen, um Vertrauen in die korrekte Umsetzung der Anforderungen⁴ zu gewinnen und um Fehlerwirkungen nachzuweisen. Es ist auch ein Oberbegriff für alle Tätigkeiten und (Test-)Stufen im Testprozess. Jede einzelne Ausführung eines Testobjekts unter spezifizierten Bedingungen zum Zwecke der Überprüfung der Einhaltung der erwarteten Ergebnisse wird ebenso als Testen bezeichnet.

Testen umfasst eine Vielzahl von Einzelaktivitäten. Folgender fundamentaler Testprozess ist im Lehrplan »Foundation Level« definiert. Zum Prozess gehören folgende Aktivitäten:

Beim Testen kann das zu testende Produkt (Testobjekt) auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen bzw. auf der Basis unterschiedlicher Dokumente und Entwicklungsprodukte betrachtet werden. Die entsprechende Bezeichnung ist

Teststufe. Es wird zwischen den Stufen Komponententest, Integrationstest, Systemtest und Abnahmetest unterschieden. Jede Teststufe zeichnet sich durch charakteristische Testziele, Testentwurfsverfahren und Testwerkzeuge aus.

Daneben werden

Testarten unterschieden, die sich wie folgt abgrenzen lassen: funktionaler Test, nicht funktionaler Test, strukturbasierter Test und änderungsbezogener Test (s. [Spillner 12, Abschnitt 3.7]).

Beim Testen kann unterschieden werden, ob das Testobjekt zur Prüfung auf dem Rechner ausgeführt wird oder ob »nur« der zugehörige Programmtext, die zugrunde liegende Spezifikation oder Dokumentation geprüft wird. Im ersten Fall handelt es sich um sogenannte dynamische Prüfungen (mit den Vertretern Blackbox- und Whitebox-Testentwurfsverfahren, s. [Spillner 12, Kap. 5]), im zweiten Fall um statische Prüfungen (vertreten u.a. durch verschiedene Reviewarten und werkzeuggestützte statische Analysen, s. [Spillner 12, Kap. 4]).

Unabhängig davon, welche Methoden zum Testen eingesetzt werden, sollen Entwicklung/Programmierung und Test organisatorisch möglichst getrennt bzw. unabhängig voneinander ablaufen. Denn ein Entwickler, der sein eigenes Programm testet, ist »blind« gegenüber eigenen Fehlhandlungen. Wer weist sich schon gerne seine eigenen Fehler nach?

Für das Testen von Software gibt es eine Vielzahl unterstützender Werkzeuge. Je nach Einsatzzweck werden verschiedene Werkzeugklassen unterschieden: u.a. Werkzeuge für Management und Steuerung von Tests, Werkzeuge zur Testspezifikation, zum statischen und dynamischen Test und für nicht funktionale Tests (s. [Spillner 12, Kap. 7]).

Im »Foundation Level« werden auch schon die grundlegenden Aspekte des Testmanagements behandelt. Neben Testplanung, Teststeuerung und Berichtswesen gehören hierzu auch die Themen Fehler-, Änderungs- und Konfigurationsmanagement sowie das Thema Wirtschaftlichkeit des Testens (s. [Spillner 12, Kap. 6]). Das vorliegende Buch vertieft diese Aufgaben des Testmanagements.

Zur Veranschaulichung des Stoffs wird in diesem Buch das Fallbeispiel aus dem »Basiswissen«-Buch fortgesetzt:

Fallbeispiel »VirtualShow-Room« – VSR

Ein Automobilkonzern entwickelt ein neues elektronisches Verkaufssystem, genannt VirtualShowRoom (VSR). Das Softwaresystem soll in der Endausbaustufe weltweit bei allen Händlern installiert sein. Jeder Kunde, der ein Fahrzeug erwerben möchte, kann dann unterstützt durch einen Verkäufer oder vollkommen selbstständig sein Wunschfahrzeug am Bildschirm konfigurieren (Modellauswahl, Farbe, Ausstattung usw.).

Das System zeigt mögliche Modelle und Ausstattungsvarianten an und ermittelt zu jeder Auswahl des Kunden sofort den jeweiligen Listenpreis. Diese Funktionalität wird vom Teilsystem DreamCar realisiert.

Hat sich der Kunde für ein Fahrzeug entschieden, kann er am Bildschirm die für ihn optimale Finanzierung kalkulieren (EasyFinance), das Fahrzeug online bestellen (JustInTime) und bei Bedarf auch die passende Versicherung (NoRisk) abschließen. Das Teilsystem ContractBase verwaltet sämtliche Kundeninformationen und Vertragsdaten. Abbildung 1–2 zeigt eine schematische Darstellung des Systems.

Abb. 1–2 Architektur des VSR-Systems

Jedes Teilsystem wird von einem eigenen Entwicklungsteam separat entworfen und entwickelt. Insgesamt sind ca. 50 Entwickler und weitere Mitarbeiter aus den jeweils betroffenen konzerninternen Fachabteilungen an dem Projekt beteiligt sowie externe Softwarefirmen.

Im »Basiswissen«-Buch wurden die verschiedenen Testentwurfsverfahren und Vorgehensweisen beschrieben, um das System gründlich zu testen, bevor das VSR-System in Betrieb geht.

Die Entwicklung des VSR-2 folgt einem iterativen Entwicklungsprozess. Aus dem vorhandenen VSR-1 soll mit vier aufeinanderfolgenden Iterationen der VSR-2 entstehen. Dafür ist eine Entwicklungsdauer von einem Jahr vorgesehen. Es wird also etwa quartalsweise eine Zwischenversion geben.

Jede neue Version soll die Funktionalität der Vorgängerversion weiterhin korrekt bereitstellen. Allerdings kann der eine andere, vielleicht bessere oder effizientere Implementierung zugrunde liegen. Zusätzlich implementiert jede Version erstmalig einen Satz neuer Funktionen.

Der Produktmanager erwartet vom Testmanager daher zweierlei:

Zum einen muss das Testteam sicherstellen, dass jede VSR-2-Version die bisherige Altfunktionalität korrekt enthält.
Zum anderen soll das Testteam möglichst schnell eine objektive Beurteilung abgeben, ob bzw. wie gut ein neues Feature umgesetzt ist.

Die Aufgaben, die bei einer solchen Problemstellung vom Testmanager zu erfüllen sind, werden in den folgenden Kapiteln behandelt und anhand obigen Beispiels jeweils verdeutlicht.

1.2 Praxiswissen Testmanagement – Übersicht

Die Themen des Buches und die Inhalte der einzelnen Kapitel sind im Folgenden kurz beschrieben. Die Marginalien zitieren die im Übersichtsdokument zu den Lehrplänen des Certified Tester – Advanced Level angegebenen Punkte zum geschäftlichen Nutzen von Testmanagern:

... ein Testprojekt leiten und die für die Testorganisation festgelegten Aufgaben, Ziele und Testprozesse umsetzen;

… Risikoidentifizierung und -analysesitzungen organisieren und leiten, und deren Ergebnisse für die Planung, Aufwandsschätzung, Überwachung und Steuerung der Testaktivitäten verwenden;

… Testkonzepte erstellen und umsetzen, die der Richtlinie und der Teststrategie der Organisation entsprechen;

… die Testaktivitäten zur Erreichung der Projektziele kontinuierlich überwachen und steuern;

… den relevanten Teststatus bewerten und den Projektbeteiligten zeitgerecht darüber berichten;

… wirtschaftliche Argumente für Testaktivitäten vorbringen und darlegen, welche Kosten und Nutzen zu erwarten sind;

… die angemessene Kommunikation zwischen den Mitgliedern des Testteams untereinander sowie zwischen Testteam und anderen Projektbeteiligten sicherstellen;

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Praxiswissen Softwaretest – Testmanagement

Vorwort

Inhaltsübersicht

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Basiswissen – komprimiert

1.2 Praxiswissen Testmanagement – Übersicht