Method and Technology for Model-based Test Automation of Context-sensitive Mobile Applications

Smartphone und Tablet Computer haben sich zu universalen Kommunikations- und Unterhaltungsplattformen entwickelt, die durch ständige Verfügbarkeit mobilen Internets die Verwendung mobiler, digitaler Dienste und Anwendungen immer mehr zur Normalität werden lassen und in alle Bereiche des Alltags vordringen. Die digitalen Marktplätze zum Vertrieb von Apps, sogenannten App Stores, sind Blockbuster-Märkte, in denen wenige erfolgreiche Produkte in kurzen Zeitintervallen den Großteil des Gesamtgewinns des Marktes erzielen. Durch dynamische, summative Bewertungssysteme in App Stores wird die Qualität einer App zu einem unmittelbaren Wert- und Aufwandstreiber. Die Qualität einer App steht in direktem Zusammenhang mit der Anzahl Downloads und somit mit dem wirtschaftlichen Erfolg. Mobile Geräte zeichnen sich gegenüber Desktop-Computern vorrangig dadurch aus, dass sie durch Sensoren in der Lage sind, Parameter ihrer Umgebung zu messen und diese Daten für Anwendungsinhalte aufzubereiten. Anwendungsfälle für solche Technologien sind beispielsweise ortsbasierte digitale Dienste, die Verwendung von Standortinformationen für Fahrzeug- oder Fußgängernavigation oder die Verwendung von Sensoren zur Interaktion mit einer Anwendung oder zur grafischen Aufbereitung in Augmented Reality-Anwendungen. Anwendungen, die Parameter ihrer Umgebung messen, aufbereiten und die Steuerung des Kontrollflusses einfließen lassen, werden als kontextsensitive Anwendungen bezeichnet. Kontextsensitivität hat prägenden Einfluss auf die fachliche und technische Gestaltung mobiler Anwendungen. Die fachliche Interpretation von Kontextparametern ist ein nicht-triviales Problem und erfordert eine sorgfältige Implementierung und gründliches Testen. Herausforderungen des Testens kontextsensitiver, mobiler Anwendungen sind Erstellung und Durchführung von Tests, die zum einen die zu testende Anwendung adäquat abdecken und zum anderen Testdaten bereitstellen und reproduzierbar in die zu testende Anwendung einspeisen. In dieser Dissertation wird eine Methode und eine Technologie vorgestellt, die wesentliche Aspekte und Tätigkeiten des Testens durch modellbasierte Automatisierung von menschlicher Arbeitskraft entkoppelt. Es wird eine Methode vorgestellt, die Tests für kontextsensitive Anwendungen aus UML-Aktivitätsdiagrammen generiert, die durch Verwendung eines UML-Profils zur Kontext- und Testmodellierung um Testdaten angereichert werden. Ein Automatisierungswerkzeug unterstützt die Testdurchführung durch reproduzierbare Simulation von Kontextparametern. Durch eine prototypische Implementierung der Generierung von funktionalen Akzeptanztests, der Testautomatisierung und Kontextsimulation wurde Machbarkeit des vorgestellten Ansatzes am Beispiel der mobilen Plattform Android praktisch nachgewiesen.Smartphones and tablet computers have evolved into universal communication and entertainment platforms. With the ubiquitous availability of mobile internet access, digital services and applications have become a commodity that permeates into all aspects of everyday life. The digital marketplaces for mobile app distribution, commonly referred to as App Stores, are blockbuster markets, where few extraordinarily successful apps generate the major share of the market's overall revenue in a short period of time. Through the implementation of dynamic, summative rating mechanisms in App Stores, app quality becomes a key value-driver of app monetarization, as app quality is directly associated with the number of app downloads, and hence with economic success. In contrast to desktop computers, mobile devices are uniquely characterized by a variety of sensors that measure environmental parameters and make them available as input to software. Potential uses of these technologies range from location-based digital services that use the user's location for vehicle or pedestrian navigation to augmented reality applications that use sensor information for user experience enhancement. Apps instrumenting physical and non-physical environmental parameters to control workflows or user interfaces are called context-aware applications. Context-awareness has a formative impact on the functional and technical design of mobile applications. The algorithmic interpretation of context data is a non-trivial problem that makes thorough implementation and careful testing mandatory to ensure adequate application quality. Major challenges of context-aware mobile application testing are test case creation and test execution. The impact of context-awareness on test case creation is the attainability of adequate test coverage, that in contrast to non-context-aware application extends beyond traditional input data. It requires the identification and characterization of context data sources and the provisioning of suitable, reproducible test data. This thesis addresses a method and technology to decouple test case creation and test execution from manual labor through the extensive use of model-driven automation technology. A method is presented that generates test cases for context-aware mobile applications from UML Activity Models by means of model transformation technology. A test execution framework facilitates the reproducible simulation of context data derived from an enriched system model. The approach is validated using a prototypical implementation of the test case generation algorithm. The simulation of context data during test execution ist validated using a modified implementation of the Android operation system

Entwicklung und Evaluierung einer Erweiterung der BPMN-Spezifikation für einen modellbasierten und automatisierten Regressionstest verteilter BIS

The constantly growing complexity of hard- and software systems combined with increasing functional scope and steadily decreasing product lifecycles is leading to an increment of model based technology usage in development and testing. Many challenges come along with developing and testing such complex software systems. Top priority of each company is to deliver the required software solution in the agreed time and budget frame. But reality shows, that time and cost pressure is massively affecting the quality of the delivered software. Therefore new testing methods have to be introduced in an early stage of the development process. While model based development procedures have found their way into embedded software systems during the past view years, the model based testing (MBT) of distributed business information systems (BIS) has come more and more in the focus of research and industry. This dissertation provides an overview of the status quo of the technology MBT within the domain of distributed BIS and summarizes the actual research questions. Out of these research questions the requirements to such a test approach arise, which are being answered within the implementation section of this dissertation. As a modelling notation the Business Process Modelling Notation (BPMN) is being used, differentiating this MBT approach from other approaches within the domain of embedded systems, which are using UML. Based on this and with the example of a debtor process (IT supported payment process) from the business-to-business (B2B) it will be shown, how an MBT approach can contribute to sustainably increase quality as well as test coverage of distributed BIS. Therefore within the frame of the dissertation testing tools developed by Seppmed GmbH and MID GmbH are being evaluated and analyzed on praxis capability. In detail it is being investigated, how far the testing tools in combination with other applications are fulfilling the expectations of the dissertation. For this purpose the testing of the realizing methodic is necessary. A cost analysis as well as impacts of MBT implementation in existing development processes will be provided in the last part of this thesis.Die stetig wachsende Komplexität von Hard- und Softwaresystemen sowie der steigende Funktionsumfang bei stets kürzer werdenden Produktzyklen führen zunehmend zum Einsatz von modellbasierten Technologien in der Entwicklung und bei den Tests. Bei der Entwicklung und beim Test solcher komplexer Softwaresysteme werden Unternehmen heute mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Oberste Maxime eines jeden Unternehmens ist, dass die angeforderte Softwarelösung im vereinbarten Zeit- und Budgetrahmen geliefert werden muss. Die Praxis zeigt allerdings, dass sich Zeit- und Kostendruck massiv auf die Qualität der ausgelieferten Software auswirken. Neue Testmethoden müssen daher in einem frühen Stadium des Softwareentwicklungsprozesses Einzug halten. Nachdem modellbasierte Entwicklungsmethoden bereits in den letzten Jahren zunehmend in eingebetteten Softwaresystemen Einzug in die Entwicklungsabteilungen gehalten haben, ist das modellbasierte Testen (MBT) von verteilten betrieblichen Informationssystemen (BIS) verstärkt in den Fokus von Forschung und Industrie gerückt. Diese Dissertation gibt einen Überblick über den Stand der Technik bezüglich des MBT in der Domäne der BIS und fasst aktuelle Forschungsfragen zusammen. Aus den Forschungsfragen lassen sich Anforderungen an einen solchen Testansatz formulieren, die dann im technischen Realisierungsteil dieser Dissertation beantwortet werden. Anders als in den bisherigen MBTAnsätzen aus der Domäne der eingebetteten Systeme wird als Modellierungsnotation nicht auf UML, sondern auf Business Process Modeling Notation (BPMN) gesetzt. Basierend darauf wird anhand eines Fallbeispiels mit einem betriebswirtschaftlichen Debitorenprozess (IT-gestützter Zahlungsabwicklungsprozess) aus dem Business-to-Business (B2B) gezeigt, wie ein MBT-Ansatz einen Beitrag dazu leisten kann, sowohl die Testabdeckung als auch die Testqualität von verteilten BIS nachhaltig zu verbessern. Dazu werden im Rahmen dieser Dissertation Testwerkzeuge der Firmen Seppmed GmbH und der MID GmbH evaluiert und auf ihre Praxistauglichkeit untersucht. Dabei soll im Speziellen untersucht werden, inwiefern diese Werkzeuge in Kombination mit Testwerkzeugen die Anforderungen dieser Dissertation erfüllen. Für die Modellierung der Testfälle in BPMN ist es notwendig, die BPMN-Spezifikation um Testspezifika zu erweitern. Die so gewonnenen manuellen Testfälle werden durch eine spezielle Adaptierung, welche im Rahmen dieser Dissertation entwickelt wurde, in fertig automatisierte und ausführbereite Testskripte überführt. So entsteht eine Methode, welche es ermöglicht, Geschäftsprozesse, die verteilt über mehrere verschiedene Softwaresysteme abgewickelt werden, End-to-End zu testen. Da die Notwendigkeit und die Motivation dieser Dissertation aus der Praxis entstanden, wird die entwickelte Methode dementsprechend unter Praxisbedingungen erprobt und evaluiert. Dabei konnte festgestellt werden, dass sowohl die Testabdeckung (Prozessabdeckung) als auch die Testqualität am Fallbeispiel erhöht werden konnten und gleichzeitig eine Testzeitersparnis von ca. 50% erreicht wurde

Forum - Ausgabe 2014

Informiert über die Forschungsaktivitäten an der Hochschule Konstanz im Jahr 2014