Pruebas de caja negra versus pruebas de caja blanca

La prueba de caja negra se define como una metodología de prueba de software en la que el evaluador analiza la funcionalidad de la aplicación sin un conocimiento profundo de su diseño interno. Por el contrario, las pruebas de caja blanca se definen como una metodología de prueba de software en la que se aprovecha el conocimiento del evaluador sobre el funcionamiento interno de la aplicación durante la prueba. En este artículo se ofrece una explicación detallada y las diferencias críticas entre las pruebas de caja negra y de caja blanca.

La prueba de caja negra es una metodología de prueba de software en la que el evaluador analiza la funcionalidad de una aplicación sin un conocimiento profundo de su diseño interno. Por el contrario, en las pruebas de caja blanca, el evaluador conoce el diseño interno de la aplicación y lo analiza durante la prueba.

El término caja negra simboliza una cubierta exterior negra de la aplicación, que impide que los evaluadores vean su funcionamiento interno y los obliga a examinar solo la experiencia del usuario final. Del mismo modo, el término cuadro blanco significa la transparencia de la aplicación, lo que permite al evaluador ver a través del cuadro exterior y el código interno.

Antes de profundizar en las diferencias clave entre estas dos metodologías de prueba de software, echemos un vistazo en profundidad a sus definiciones.

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En las pruebas de caja negra, el equipo de pruebas analiza el funcionamiento de una aplicación sin tener primero un conocimiento profundo de su estructura interna y diseño. Durante la prueba, el valor de entrada simplemente se compara con el valor de salida. Debido a su naturaleza, las pruebas de caja negra a veces se denominan pruebas basadas en especificaciones, pruebas de caja cerrada o pruebas de caja opaca.

Las pruebas de caja negra se centran principalmente en el examen exhaustivo de la funcionalidad de la aplicación. Está estrechamente relacionado con las pruebas de comportamiento; sin embargo, los evaluadores de comportamiento pueden tener un conocimiento limitado del funcionamiento interno de la aplicación.

La metodología de caja negra se utiliza para probar la mayoría de las aplicaciones de software modernas. Cubre numerosos casos de prueba, lo que permite descubrir el máximo de errores. Este método de prueba se utiliza en todas las etapas del ciclo de desarrollo de software.

Las pruebas de caja negra se centran en comprender la experiencia del usuario, lo que significa que los evaluadores no requieren conocimientos técnicos profundos para llevarlas a cabo. Es una forma valiosa de proporcionar una amplia cobertura de pruebas, especialmente en comparación con las pruebas de caja blanca, que a veces son tan precisas que los evaluadores no ven el panorama general.

Esta forma de prueba se lleva a cabo una vez finalizado el desarrollo y ambos procesos son independientes.

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La codificación interna, el diseño y la estructura de la aplicación de software se examinan en pruebas de caja blanca para verificar el flujo de datos desde la entrada hasta la salida. Las pruebas de caja blanca se aprovechan para mejorar el diseño, la usabilidad y la seguridad de las aplicaciones. Los otros nombres de esta metodología incluyen pruebas basadas en código, pruebas de caja de vidrio, pruebas de caja abierta, pruebas de caja transparente y pruebas de caja transparente.

Diagrama de flujo de pruebas de caja blanca

A diferencia de las pruebas de caja negra, que se centran en garantizar una experiencia de usuario fluida, las pruebas de caja blanca son intensivas. Combinada con otras técnicas de eliminación de errores, es una sólida herramienta de control de calidad. Esta metodología está diseñada para realizar simulaciones en profundidad de todos los escenarios que la aplicación podría encontrar a nivel de código.

La granularidad que ofrecen las pruebas de caja blanca es una forma eficaz de eliminar errores. Este enfoque de prueba transparente y riguroso también brinda información sobre todos los resultados posibles que la aplicación puede generar teóricamente. Las pruebas de caja blanca se aprovechan para detectar errores internos ocultos y optimizar el código.

Los equipos de control de calidad suelen someter cada faceta de una aplicación a procedimientos de prueba de caja negra. Sin embargo, las pruebas de caja blanca generalmente se organizan únicamente para los componentes más críticos de una aplicación. Esto se debe a la naturaleza intensiva en recursos de los procedimientos de caja blanca. Se implementa para aplicaciones tales como remesas de pagos y seguridad nacional, características que tienen el potencial de afectar las condiciones de vida directamente y, por lo tanto, no pueden permitirse el lujo de fallar.

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Tanto las pruebas de caja negra como las de caja blanca tienen sus propias ventajas y desventajas, y ciertos defectos solo pueden detectarse utilizando una combinación de las dos metodologías.

Examinemos las tres distinciones principales entre los dos enfoques de prueba de software.

El proceso comienza cuando el equipo de pruebas comprende la declaración de requisitos de la aplicación. Este paso generalmente requiere la presencia de una especificación de requisitos de software bien documentada.

Se utilizan metodologías de prueba, como la partición de equivalencia y el análisis de valores límite, para determinar conjuntos de entradas válidas y sus salidas previstas.

Luego, esta información se utiliza para crear casos de prueba, que luego se ejecutan para comprobar si tienen éxito o no.

Los resultados reales se comparan con los resultados previstos y los casos de prueba fallidos se clasifican como errores o defectos.

Estos errores se informan al equipo de desarrollo, quien luego trabaja para solucionarlos.

Una vez que los desarrolladores actualizan la aplicación, el equipo de pruebas vuelve a probar las áreas problemáticas previamente informadas y comprueba si se han solucionado.

El primer paso es identificar el objetivo: el componente, característica o aplicación que se va a probar. Al elegir un objetivo estrecho, los probadores de caja blanca pueden ser minuciosos y garantizar una funcionalidad impecable. Esto generalmente se logra eligiendo el módulo lógico más pequeño posible, trabajando en él y luego pasando al siguiente.

Por supuesto, también se pueden ejecutar pruebas de caja blanca en sistemas más grandes; sin embargo, este suele ser un proceso que requiere muchos recursos y sólo debe realizarse si la necesidad es mayor que el esfuerzo.

El siguiente paso es crear un diagrama de flujo trazando todos los escenarios posibles. Esto ayuda a determinar el alcance del ejercicio de prueba y escribir casos de prueba relevantes. Los escenarios deben tener en cuenta los recorridos de los usuarios, las especificaciones del programa, los casos de uso, las especificaciones técnicas y el pseudocódigo.

Una vez que se prepara el diagrama de flujo, se deben mapear todos los caminos que podría tomar el viaje para realizar pruebas y enmarcarlos como casos de prueba.

Finalmente viene la fase de ejecución, donde se completan las pruebas y se registra cualquier problema para solucionarlo.

Partición de equivalencia:También conocida como partición de clases de equivalencia (ECP), esta técnica de prueba de caja negra requiere que los valores de entrada para la aplicación o sistema se clasifiquen en función de la similitud de resultados.

Esto permite a los equipos de prueba utilizar solo un valor dentro de la clase o grupo para analizar el resultado en lugar de tener que revisar todos los valores de entrada relevantes del grupo. Esta técnica mantiene la cobertura de la prueba y minimiza la cantidad de retrabajo requerido y el tiempo invertido.

Por ejemplo, supongamos que se va a probar un campo de texto que sólo acepta entradas numéricas entre 1950 y 2000. Usando la partición de equivalencia, podemos crear tres conjuntos de grupos para probar este campo: cualquier número menor que 1950, cualquier número entre 1950 y 2000 y cualquier número mayor que 2000.

La clase válida será cualquier número entre 1950 y 2000, mientras que los otros dos grupos serán clases no válidas.

En este ejemplo, el equipo de pruebas ha reducido los casos a solo tres, lo que permite probar todos los escenarios posibles en unos momentos.

Análisis de valor límite: En esta técnica, el evaluador se centra en analizar valores válidos e inválidos en los límites, o límites en los que cambia el comportamiento del sistema. Esta técnica es popular ya que muchas aplicaciones presentan errores al procesar valores de límite.

Continuando con el ejemplo anterior, digamos que se está probando un campo que acepta valores entre 1950 y 2000. El probador, utilizando el análisis de valores límite, ingresará los siguientes valores durante la prueba: 1949 (1950-1), 1950, 1951 (1950+1), 1999 (2000-1), 2000 y 2001 (2000+1).

Prueba de tabla de decisión:Con este método, el probador detecta dos salidas para dos condiciones definidas por una conexión lógica, como por ejemplo:

Si

{

(Condición = Verdadero)

luego salida1;

}

de lo contrario salida2; /*(condición = Falso)*/

Según el ejemplo anterior, el evaluador creará una tabla de decisiones con todos los resultados probables.

Pruebas de transición de estado: En esta técnica, el evaluador analiza los distintos estados de la aplicación, que cambian según los eventos o condiciones a los que está sujeta la aplicación. Cada evento desencadena un estado que luego se trata como un escenario a probar.

Esta técnica es útil para escenarios simples, mientras que los escenarios más complejos crearán diagramas de transición complicados y harán que la técnica sea menos efectiva.

Pruebas basadas en la experiencia: Adivinar los errores que pueden surgir en la aplicación es un ejemplo clave de esta técnica. Aquí, el equipo de pruebas aprovecha su experiencia en torno al comportamiento de la aplicación y sus funcionalidades para encontrar las áreas propensas a errores.

Ejemplos de adivinanzas basadas en la experiencia incluyen la búsqueda de errores comunes, como dividir por cero, manejar valores nulos en campos de texto y aceptar entradas en blanco donde no deberían permitirse.

Pruebas basadas en gráficos: Todas las aplicaciones se crean utilizando objetos. Este método identifica los objetos y se crea un "gráfico de objetos". Este gráfico se utiliza para identificar todas las relaciones entre objetos, escribir casos de prueba y probar el descubrimiento de errores.

Pruebas de comparación:Finalmente, en esta técnica, se comparan versiones independientes de una aplicación entre sí durante el proceso de prueba.

Cobertura de declaración: Todas las declaraciones se ejecutan al menos una vez a nivel de código fuente en este enfoque de prueba de caja blanca. Se registra el número de declaraciones ejecutadas.

Esta técnica permite al equipo de pruebas analizar el código fuente y establecer expectativas sobre lo que puede y no puede hacer. También es confiable para verificar la calidad del código y verificar el flujo de ruta. Sin embargo, no se puede utilizar para probar condiciones falsas.

Este método prueba la codificación interna y la infraestructura del software. Puede ser realizado por programadores y es adecuado para especialistas de Drupal.

Cobertura de decisiones:En esta técnica, la cobertura de decisión se otorga a valores booleanos y se informan los resultados verdaderos y falsos de las expresiones booleanas.

Las declaraciones de flujo de control que crean la posibilidad de dos o más resultados, como "hacer mientras", "si" y "caso", se consideran "puntos de decisión" en esta técnica, ya que pueden conducir a dos resultados: verdadero o verdadero. FALSO.

Esta técnica cubre todos los resultados posibles de cada condición booleana dentro del código a través de diagramas y gráficos de flujo de control. Sin embargo, a veces puede resultar difícil lograr una cobertura completa debido a la existencia de expresiones complicadas.

Cobertura de sucursales: Esta técnica cubre todas las ramas del gráfico de flujo de control. Los posibles resultados verdaderos y falsos de cada condición de punto de decisión se tratan al menos una vez. Este método garantiza que las distintas ramas de cada punto de decisión se ejecuten con éxito.

Hay numerosos métodos disponibles para calcular la cobertura de sucursales, el más común de los cuales es el pathfinding. Este método utiliza el número de rutas de sucursales ejecutadas para calcular la cobertura de sucursales. Los desarrolladores pueden sustituir la cobertura de decisiones por cobertura de sucursales.

Cobertura de condiciones: En esta técnica, el equipo de pruebas analiza todas las expresiones condicionales en una aplicación para cada resultado posible. Todas las condiciones se prueban de forma independiente y todos los resultados posibles de cada condición se prueban al menos una vez. La cobertura de predicados es otro nombre para esta técnica.

Cobertura de múltiples condiciones: En esta técnica, todas las posibles permutaciones de los resultados de las condiciones en cada decisión, así como todos los puntos de entrada, se prueban al menos una vez. La cobertura completa de múltiples condiciones generalmente requiere una gran cantidad de casos de prueba.

Cobertura de ruta: Todas las rutas del programa se prueban en esta técnica integral. Se aprovecha para garantizar que cada ruta de aplicación se utilice al menos una vez. Esta técnica es generalmente útil para probar programas complejos.

Pruebas de flujo de control: Esta técnica determina la secuencia en la que se ejecutan las declaraciones o instrucciones de una aplicación a través de una estructura de control. Los casos de prueba de la aplicación analizada se desarrollan utilizando la estructura de control. Las pruebas de flujo de control se utilizan generalmente durante las pruebas unitarias.

Los evaluadores, utilizando esta técnica, seleccionan una parte específica de la aplicación para configurar la ruta de prueba. El gráfico de flujo de control se crea a partir del borde, el nodo, el nodo de unión y el nodo de decisión para delinear todas las rutas de ejecución posibles.

Pruebas de flujo de datos: Finalmente, los probadores de caja blanca utilizan esta técnica para analizar el flujo de control de los programas para explorar la secuencia de variables en función de la secuencia de eventos. Durante las pruebas, la atención se centra en dos puntos: dónde se asignan valores a las variables y dónde se utilizan estos valores.

En esta técnica, el gráfico de flujo de control se utiliza para detectar inconsistencias lógicas que interrumpen el flujo de datos. Las razones para la detección de anomalías incluyen variables que se utilizan sin inicialización y variables inicializadas que no se utilizan.

La base de las pruebas de caja negra se basa en suposiciones externas. El evaluador no tiene en cuenta el comportamiento subyacente de la aplicación.

Esta metodología de prueba se adapta a actividades de prueba de nivel superior, incluidas las pruebas de aceptación y del sistema.

El equipo de pruebas no necesita tener un conocimiento profundo de programación para ejecutar esta metodología de prueba, ni necesita experiencia en implementación.

No es posible automatizar fácilmente las pruebas de caja negra porque las funciones de prueba y programación trabajan en estrecha colaboración.

La base para los casos de prueba es el documento de especificación de requisitos de software. Las pruebas generalmente comienzan después de preparar el documento de especificación de requisitos e involucran al desarrollador, al evaluador y al usuario final.

La metodología es de naturaleza amplia y se centra en prueba y error y en la falta de granularidad. El lado positivo es que requiere menos recursos.

No se accede al código fuente durante las pruebas de caja negra, lo que hace que esta sea una forma ineficaz de probar algoritmos. Sin embargo, ayuda a probar largas porciones de código.

La experiencia en pruebas no es obligatoria: los evaluadores con niveles de habilidad más bajos aún pueden realizar pruebas de caja negra de aplicaciones, incluso sin conocimientos del sistema operativo o lenguaje de programación.

Una comprensión profunda del funcionamiento interno del sistema sirve como piedra angular de las pruebas de caja blanca. Esto permite al evaluador evaluar el funcionamiento y el diseño del código.

Esta metodología de prueba se adapta a actividades de prueba de nivel inferior, incluidas la integración y las pruebas unitarias.

Se requiere un conocimiento práctico de programación para las pruebas de caja blanca. El evaluador también debe tener conocimientos sobre la implementación.

Las pruebas de caja blanca son fáciles de automatizar.

La base de los casos de prueba es el documento de diseño detallado. Una vez preparado el documento, las pruebas involucran a programadores, desarrolladores y evaluadores especializados.

Esta metodología de prueba es superior en términos de granularidad; sin embargo, esto tiene el costo de un mayor uso intensivo de recursos.

Los desarrolladores pueden utilizar este estilo de prueba exhaustivo para analizar límites internos y dominios de datos. También es muy adecuado para probar algoritmos.

El equipo de control de calidad accede al código durante las pruebas de caja blanca y, como resultado, puede eliminar líneas de código defectuosas o innecesarias que podrían representar responsabilidades en el futuro. Sin embargo, la desventaja de la accesibilidad del código son los riesgos asociados con la subcontratación: es posible robar el código durante las pruebas.

Finalmente, las pruebas de caja blanca requieren altos niveles de experiencia y conocimientos.

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En este artículo se han examinado las principales distinciones entre las pruebas de caja negra y las pruebas de caja blanca. Si bien ambos métodos de prueba tienen sus ventajas y desventajas, cada uno de ellos es el más adecuado para escenarios de prueba específicos. Pueden detectar errores y mejorar la calidad del sistema, ya sea que se utilicen de forma independiente o coherente.

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Escritor técnico