اختبارات الصندوق الأبيض

ما هي اختبارات الصندوق الأبيض؟

اختبارات الصندوق الأبيض هي نوع من اختبارات البرمجيات التي تركز على البنية الداخلية لمكون أو نظام. على عكس اختبارات الصندوق الأسود التي تهدف إلى التحقق من توافق النظام مع متطلباته، تُستخدم اختبارات الصندوق الأبيض للتحقق من صحة الأجزاء الداخلية للمكون. تعتمد هذه الاختبارات على كود المصدر ويتم كتابتها بشكل أساسي من قبل المبرمجين بدلاً من مختبري البرمجيات.

أهمية اختبارات الصندوق الأبيض

تُمنح اختبارات الصندوق الأبيض مكانة بارزة في منهج ISTQB ضمن الفصل الرابع الذي يتناول تقنيات الاختبار. تشمل هذه التقنيات اختبارات الصندوق الأسود، اختبارات الصندوق الأبيض، وتقنيات اختبار أخرى مثل الاختبارات القائمة على الخبرة.

تُستخدم اختبارات الصندوق الأبيض في جميع مستويات الاختبار، ولكنها شائعة بشكل خاص في مستوى اختبارات التكامل. تعتمد هذه التقنيات على نوعين رئيسيين من الاختبارات:

1. اختبار الأوامر وتغطيتها

تهدف هذه الطريقة إلى ضمان اختبار كل سطر من الكود مرة واحدة على الأقل. يتم تحديد الحالات الاختبارية بحيث يتم تنفيذ كل أمر برمجي. الهدف هو الوصول إلى تغطية بنسبة 100% لجميع الأوامر.

مثال على الكود:

if (x > 0) {
    print("Positive");
} else if (x < 0) {
    print("Negative");
} else {
    print("Zero");
}

في هذا المثال، يجب أن نضمن أن التعبير في السطر الأول يؤدي إلى اختبار جميع الأوامر الثلاثة للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح.

2. اختبار القرارات وتغطيتها

تركز هذه الطريقة على اختبار جميع نقاط القرار في الكود (مثل شروط IF) من خلال تشغيل الاختبارات بحالتين مختلفتين: True و False لكل قرار.

الفرق بين تغطية الأوامر والقرارات:

• تغطية الأوامر تضمن اختبار كل سطر من الكود مرة واحدة.
• تغطية القرارات تضمن اختبار جميع الفروع المنطقية الممكنة، مما يعني أن 100% من تغطية القرارات تضمن 100% من تغطية الأوامر، ولكن العكس غير صحيح.

تقنيات أخرى لاختبارات الصندوق الأبيض

اختبار الحلقات

تتحقق هذه الطريقة من سلوك الحلقات داخل الكود، مثل التأكد من خروج الحلقات في الوقت المناسب ومنع الحلقات اللانهائية.

اختبار المسارات

تتبع هذه التقنية المسارات المختلفة التي يمر بها الكود وفقاً للشروط والقيود، للتأكد من معالجة جميع السيناريوهات الممكنة.

اختبارات الحدود

تهدف إلى اختبار قدرة الكود على التعامل مع القيم الحدية أو غير القياسية التي قد تؤدي إلى مشاكل غير متوقعة.

اختبارات متكاملة

تركز على اختبار الكود في سياق دمجه مع مكونات النظام الأخرى، مما يساعد في اكتشاف المشكلات الناتجة عن التفاعل بين المكونات.

اختبارات التنبؤ

تحلل هذه الاختبارات النتائج المتوقعة بناءً على كود المصدر، للتأكد من أن الوظائف المختلفة تؤدي النتائج المطلوبة.

فوائد اختبارات الصندوق الأبيض

• فهم الهيكل الداخلي: توفر هذه الاختبارات رؤية أعمق للبنية الداخلية للكود، مما يساعد في اكتشاف الأخطاء المخفية.
• اكتشاف الأخطاء مبكراً: يقلل من تكاليف التصحيح في المراحل المتأخرة.
• تغطية شاملة للكود: يضمن اختبار كل جزء من الكود.
• تحليل الأداء: يساعد في تحديد نقاط الاختناق وتحسين الكود.

عيوب اختبارات الصندوق الأبيض

• المتطلبات التقنية: تتطلب معرفة عميقة بالكود، مما قد يكون تحدياً لغير المبرمجين.
• استهلاك الوقت: قد تستغرق وقتاً أطول لتطوير اختبارات شاملة.
• تجاهل المستخدم النهائي: تركز على الجوانب التقنية دون مراعاة تجربة المستخدم.

أمثلة من الصناعة

• Google: تستخدم اختبارات الصندوق الأبيض في خدمات مثل Google Maps، للتحقق من كفاءة الخوارزميات.
• Tesla: تطبق الاختبارات لضمان عمل الأنظمة الذاتية في ظروف القيادة المختلفة.
• Adobe: تستخدم الاختبارات لضمان أداء سلس لبرامج التصميم مثل Photoshop.

مثال على مشكلة لعدم تنفيذ اختبارات الصندوق الأبيض

شركة: Toyota

المشكلة:

في عام 2019، اكتُشفت مشكلة في نظام التحكم في الوقود ناتجة عن خطأ برمجي. أدى هذا إلى توقف مفاجئ للمحرك أثناء القيادة.

النتائج:

• سلامة المستخدم: شكلت المشكلة خطراً على السائقين.
• ضرر سمعة الشركة: أثر الحادث سلباً على سمعة تويوتا.
• تكاليف الإصلاح: تكبدت الشركة تكاليف باهظة لإصلاح المشكلة.

الخلاصة

توفر اختبارات الصندوق الأبيض أدوات قوية لضمان جودة البرمجيات من خلال التركيز على البنية الداخلية للكود. على الرغم من التحديات، تُعتبر هذه الاختبارات ضرورية لاكتشاف الأخطاء وتحسين الأداء قبل إطلاق المنتج.