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Estimation model for software testing

Kamala Ramasubramani, Jayakumar (2016). Estimation model for software testing. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Testing of software applications and assurance of compliance have become an essential part of Information Technology (IT) governance of organizations. Over the years, software testing has evolved into a specialization with its own practices and body of knowledge.

Test estimation consists of the estimation of effort and working out the cost for a particular level of testing, using various methods, tools, and techniques. An incorrect estimation often leads to inadequate amount of testing which, in turn, can lead to failures of software systems when they are deployed in organizations.

This research work has first established the state of the art of software test estimation, followed by the proposal of a Unified Framework for Software Test Estimation. Using this framework, a number of detailed estimation models have been designed next for functional testing.

The ISBSG database has been used to investigate the estimation of software testing. The analysis of the ISBSG data has revealed three test productivity patterns representing economies and diseconomies of scale, based on which the characteristics of the corresponding projects were investigated. The three project groups related to the three productivity patterns were found to be statistically significant, and characterised by application domain, team size, elapsed time, and rigour of verification and validation throughout development.

Within each project group, the variations in test efforts could be explained by the activities carried out during the development and processes adopted for testing, in addition to functional size. Two new independent variables, the quality of the development processes (DevQ) and the quality of testing processes (TestQ), were identified as influential in the estimation models.

Portfolios of estimation models were built for different data sets using combinations of the three independent variables. At estimation time, an estimator could choose the project group by mapping the characteristics of the project to be estimated to the attributes of the project group, in order to choose the model closest to it.

The quality of each model has been evaluated using established criteria such as R2, Adj R2, MRE, MedMRE and Maslow’s Cp. Models have been compared using their predictive performance, adopting new criteria proposed in this research work. Test estimation models using functional size measured in COSMIC Function Points have exhibited better quality and resulted in more accurate estimation, compared to functional size measured in IFPUG Function Points.

A prototype software is now developed using statistical “R” programming language, incorporating portfolios of estimation models. This test estimation tool can be used by industry and academia for estimating test efforts.

Titre traduit

Modèle d'estimation pour les tests de logiciels

Résumé traduit

Tester les applications logicielles et en assurer la conformité sont devenus une partie essentielle de la gouvernance des organisations en technologies de l'information (TI). Les tests du logiciel ont évolué vers une spécialisation avec leurs propres pratiques et connaissances.

L’estimation des tests consiste en l'estimation de l'effort pour un niveau particulier de tests, en utilisant diverses méthodes, outils et techniques. Une estimation incorrecte conduit souvent à une quantité inadéquate de tests qui, à son tour, peut conduire à des défaillances des systèmes logiciels quand ils sont déployés dans les organisations.

A partir d’un état de l’art sur l'estimation des tests de logiciel, un cadre unifié pour l’estimation des tests de logiciels a été proposé. Grâce à ce cadre, divers modèles d'estimation détaillés ont été construits pour les tests fonctionnels.

La base de données ISBSG a été utilisée pour explorer l'estimation des tests de logiciels. L'analyse des données ISBSG a révélé trois schémas de productivité de tests représentant les économies d'échelle sur la base desquelles ont été étudiées les caractéristiques des projets correspondants. Les trois groupes de projets liés aux trois modèles de productivité sont jugés statistiquement significatifs et caractérisés par domaine d'application, la taille de l'équipe, la durée de projet et la rigueur de la vérification et la validation effectuée au cours du développement.

Au sein de chaque groupe de projets, les variations dans les efforts de test peuvent être expliquées par les activités menées au cours du processus de développement et adoptées pour les tests, en plus de la taille fonctionnelle. Deux nouvelles variables indépendantes, la qualité des processus de développement (DevQ) et la qualité des processus de test (TestQ),ont été identifiées comme influentes dans les modèles d'estimation.

Des portfolios de modèles d'estimation ont été construits pour différents ensembles de données en utilisant des combinaisons des trois variables indépendantes. Au moment de l'estimation, un estimateur peut choisir le groupe de projets par la cartographie des caractéristiques du projet à estimer et en les comparant aux attributs du groupe de projets afin de choisir le modèle le plus proche.

La qualité de chacun des modèles a été évaluée selon les critères établis tels que R2, R2 Adj, MRE, MedMRE, Maslow’s Cp. Les modèles ont été comparés à l'aide de leur performance prédictive en utilisant les nouveaux critères proposés dans ce travail de recherche. De plus, les modèles d'estimation de test à l'aide de la taille fonctionnelle mesurée en points de fonction COSMIC présentaient une meilleure qualité et ont abouti à une estimation plus précise par rapport à la taille fonctionnelle mesurée en points de fonction IFPUG.

Un prototype de logiciel a été développé en utilisant un langage statistique "R" de programmation intégrant les portefeuilles de modèles d'estimation. Cet outil d'estimation de test peut être utilisé par l'industrie et le milieu universitaire pour estimer les efforts de test.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy". Bibliographie : pages 173-179.
Mots-clés libres: Logiciels Essais Évaluation. Mesure du logiciel. Analyse des points de fonction (Informatique) Logiciels Développement. Étalonnage concurrentiel. fonctionnel, test, génie logiciel, taille fonctionnelle, tests de logiciel, modèle d'estimation, estimation des tests, points de fonction COSMIC, points de fonction IFPUG, outil pour l’estimation des tests étalonnage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Abran, Alain
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 31 oct. 2016 16:26
Dernière modification: 10 déc. 2016 17:21
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1743

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