UTP2(UML Testing Profile 2)でテスト設計の成果物を一通り表現する

 UMLのプロファイル(特定用途向けに、ステレオタイプ、タグ付き値、モデル要素の制約・関係性の拡張をくわえたもの)の中に、ソフトウェアテストのためのプロファイルUTP2(UML Testing Profile 2)があります。

 UTP2は、テストでモデルベースドアプローチを実現して、ソフトウェアテストの各種活動でモデリングの恩恵を受けることを目的としています。恩恵とは、例えばテスト分析・設計での思考をモデルで補助する、トレーサビリティを明示化する、テスト成果物のレビューなどの協業を支える、モデル駆動などのツールの恩恵を得る、といったものです。
 UTP2の内容は、テスト環境とテスト実行の仕様定義が多めとなっています。今後普及するかは、使い勝手の良いツールが出てくるかに依存していると思います。

 今回はUTP2の紹介として、テスト設計の一通りの活動の成果物を、UTP2で表現していきたいと思います。

前置き

 今回は以下の2.1betaに基づいてテスト設計を行います。

UML Testing Profile 2.1beta
https://www.omg.org/spec/UTP2/About-UTP2/

 なおUTP2は仕様が大きく、使用する際はテーラリングした上での部分採用の形をとることになります(実際、UTP2仕様書中のExampleは、それぞれでかなり仕様を絞り込んでいて表現がばらばらになっています)。今回の例示もUTP2の一部の仕様のみを使用しています。

題材

 今回は医療用デジタル体温計のプロダクトシステムを対象とします。

UTP2に基づいたテストの活動

テストコンテキストの定義

 UTP2ではまずテストの活動をテストコンテキストの集まりで表現します(注:ここでいうテストコンテキストは、UTP2独特の定義づけがされた言葉です)。

 テストコンテキストは、以降のテストの活動が行いやすいように、テストレベルやテストタイプなどを基準に、テストの活動を分けたものです。テストコンテキストは、テストの成果物を含む、テストの活動にかかわる情報の集合として表現されます。

 比喩を使うと、例えばシステムを開発する際は、システムをサブシステムに分割し、サブシステムごとに分かれて開発を進めます。そこでいうシステムとサブシステムの関係が、テスト活動全体とテストコンテキストの関係に当てはまります。

 テストコンテキストはTestContextをステレオタイプにもつパッケージと定義されており、パッケージ図でモデリングします。

f:id:goyoki:20200426183923p:plain

 図中のとおり、テストコンテキストはテストタイプとテストレベルをパラメータとして持っています。
 今回はこのうち、システムテストの機能正確性テストに属する、温度計測精度テストに絞ってテスト設計を進めます。

 なおテストコンテキストを定義するためには、その前にテストレベルやテストタイプの分析・計画が必要です。UTP2ではテストタイプとテストレベルをValueSpecificationと定義しており、分析はクラス図あるいはオブジェクト図で行うことになります。ただそれらテストコンテキスト定義以前の活動については、UTP2でほとんど扱われていないため今回は省きます。

テスト目的とテスト要求の分析

 次にテストコンテキストごとにテスト分析・設計を進めていきます。

 まず、テストコンテキストのテスト目的を、以降のテスト分析ができるようになるまで具体化します。テスト目的はTestObjectiveのステレオタイプを付与したクラスと定義されており、クラス図でモデリングしていきます。

f:id:goyoki:20200426183941p:plain

 テスト目的を具体化したら、その目的に基づいてテスト要求を定義します。テスト要求は、テストしたいと思えるテスト対象の特質です。テスト目的を満たすように、テスト対象の要求を参照しながら定義します。テスト要求はTestReqirementのステレオタイプを付与したクラスと定義されており、クラス図でモデリングしていきます。

f:id:goyoki:20200426183946p:plain

テスト設計

 次に、テスト要求とテスト目的からテスト設計方針を立て、その方針に基づいてテストケースを作成します。モデルにおいては、テスト設計方針にはTestDesignDirective、テストケースにはTestCaseのステレオタイプを付与して表現します。
 テスト要求・テスト設計方針・テストケースの関係性については、2.1beta時点のUTP2仕様書では仕様定義と文章による解説が中心で、一貫性を持った例示を行っていません。ただ以下のようなモデルで表現できると思います。

f:id:goyoki:20200426183928p:plain

 なお上記ではテスト要求との関係を表現するためクラス図を用いていますが、TestDesignDirectiveはインスタンスと定義されており、それ単体でモデリングする際はオブジェクト図を用いることになります。

 別の活用例として、SysMLのようにテスト要求モデルにテストケースを関連付けて、両者のトレーサビリティをモデルで表現する方法も提示されています。またテスト設計方針や、テストケースの集まりであるテストセットは、オブジェクト図やパッケージ図で構造化しながら設計を進めることもできます。

テスト環境の設計

 一方、テストを実行するためのテスト環境をモデリングします。テスト環境はTest Configurationとして表現されます。テスト対象にTestItem、テスト環境のコンポーネントにTestComponentのステレオタイプを付与して、クラス図やコンポジット構造図でモデリングします。

f:id:goyoki:20200426183919p:plain

テスト実装

 そしてテストケースごとにテストケースの手順を作成します。
 手順はTestCaseのステレオタイプを付与したふるまいモデルで表現します。今回は仕様書の例示に従ってシーケンス図でモデリングしています。

f:id:goyoki:20200426183937p:plain