Ein neuer Lösungsansatz

Im Gegensatz zu den vorherigen Ansätzen vollzieht die von der TU München vorgestellte Lösung eine klare Trennung unterschiedlicher Aufgabenaspekte, die durch den Benutzer beim Funktionstest durchzuführen sind (Bild).

Bilder

Der neue Lösungsansatz zur Bedienung grafischer Benutzeroberflächen mit den vier wesentlichen Aufgaben.

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Zugriff

Diese Aufgabe umfasst die eigentliche Interaktion zwischen dem Bediener und den Bedienelementen der grafischen Benutzeroberfläche. Dazu gehört beispielsweise die Eingabe einer Zeichenfolge in ein Textfeld oder die Erfassung des Wertes einer Anzeige. Bedienelemente dienen als Übertragungsobjekte von Informationen zwischen dem Bediener und der grafischen Bedienoberfläche. Sie übertragen die Informationen durch die Werte ihrer Attribute (beispielsweise Farbe, Text, Form). Die Wahl der Bedienelemente hängt neben deren möglichen Attributen zur Informationsübertragung von der Implementierungstechnologie sowie von Ergonomie- Aspekten ab. So stehen beim Entwurf der Bedienoberfläche meist mehrere mögliche Bedienelement-Typen zur Übertragung einer Information bereit. Beispielsweise können sowohl eine Text- als auch eine Combo-Box zur Übertragung einer Zeichenkette dienen.

Zur Abstraktion des konkreten Bedienelements wurde eine einheitliche Schnittstelle zur Übertragung von Informationen in Form von Sende- und Empfangsfunktionen definiert. Sind diese Funktionen einmal für die entsprechende Umsetzungstechnologie (zum Beispiel Windows Forms) implementiert, lassen sie sich bei jeder anderen Bedienoberfläche gleicher Umsetzungstechnologie wiederverwenden.

Dialognavigation

Da nicht alle Bedienelemente gleichzeitig zur Anzeige kommen können, ist eine Vielzahl untereinander gekoppelter Fenster notwendig. Daher muss der Bediener zwischen den Fenstern navigieren, um die relevanten Eingaben tätigen zu können. Zur Bereitstellung der Navigationsfunktion wurde ein modellbasierter Ansatz gewählt. Dabei ist die Struktur der Bedienoberfläche in einem Modell abgebildet. Dieses beinhaltet alle Fenster und deren Bedienelemente sowie die notwendigen Aktionen, um von einem Fenster zum anderen zu kommen. Die Modellierung des Dialogs in Form eines Graphen ermöglicht eine autonome Navigation während der Testfall-Durchführung. Ist das aktuell relevante Bedienelement nicht im aktiven Fenster, kann unter Verwendung des Modells automatisch ein Navigationspfad abgeleitet und ausgeführt werden.

Systemfunktionen

Eine Systemfunktion umfasst alle Eingaben und zu erfassenden Ausgaben zur Durchführung einer elementaren Bedienaufgabe. Zum Schreiben eines Parameterwertes ist dazu beispielsweise zunächst der Wert in ein entsprechendes Textfeld einzugeben und anschließend durch die Betätigung einer Schaltfläche zu bestätigen. Die entsprechenden Funktionen werden als Skripten implementiert und können als elementare Funktionen vom Testfall aufgerufen werden.

Testfalldurchführung

Eigentliches Ziel des Benutzers ist die Durchführung eines Testfalls. Der Testfall beschreibt aus Sicht der Anwendung die Reihenfolge der notwendigen Bedienschritte unabhängig von der Realisierung der Bedienoberfläche. Beim Grenzwerttest eines Parameters umfasst der Testfall beispielsweise die Eingabe eines gültigen Parameterwertes, die Abfrage ob der Wert richtig geschrieben wurde, die anschließende Eingabe eines ungültigen Parameterwertes und die Erfassung der erwarteten Fehlermeldung.

Die Ablaufstruktur zur Vorbereitung und Durchführung der Tests.

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Der beschriebene Lösungsansatz wurde unter Verwendung existierender Technologien für Windows-Forms-basierte Bedienoberflächen umgesetzt und evaluiert (linkes Bild). Als Testautomat zur Durchführung der Testfälle kam MoTest zum Einsatz. Dieses Werkzeug ermöglicht die Ausführung von Testfällen in der Skriptsprache TCL. Zur Ausführung der Systemfunktionen sowie der autonomen Navigation wurde ein entsprechendes Software-Modul erstellt und integriert.

Für den Zugriff auf die Bedienelemente der Benutzeroberfläche kommt das Werkzeug „AutoIt" zum Einsatz, das ebenfalls in die Toolkette integriert ist. AutoIt ermöglicht durch eine umfangreiche Funktionsbibliothek einen komfortablen und robusten Zugriff auf die Bedienelemente der Umsetzungstechnologie Windows-Forms. Zudem wurde ein Werkzeug erstellt, das den Tester in der Phase der Testvorbereitung bei der Erstellung der notwendigen Funktionen und Modelle unterstützt: Ein AutoIt-Editor ermöglicht die Implementierung der Interaktor-Methoden zur Realisierung des Zugriffs auf Bedienelemente der Benutzeroberfläche. Die Erstellung der statischen Struktur des Dialogmodells erfolgt anhand einer toolgestützten Identifikation der relevanten Bedienelemente der automatisiert zu bedienenden Applikation. In einem grafischen Editor wird das dynamische Verhalten durch die Definition der Transitionen ermöglicht. Ein TCL-Editor lässt die Implementierung der Systemfunktionen zu.

Die Ergebnisse

Die Evaluierung anhand verschiedener Parametrierwerkzeuge ergab folgende Ergebnisse:

• Die Implementierung der Zugriffsmethoden ist einmalig für eine Zugriffstechnologie umzusetzen und kann ohne Einschränkungen wiederverwendet werden.
• Da die Testfälle keine Spezifika der Bedienoberfläche abbilden, sind sie sehr übersichtlich und kompakt. 
• Die Systemfunktionen sind ebenfalls rasch und einfach zu implementieren, da die Navigationsschritte autonom durchgeführt werden.
• Wegen der konsequenten Trennung von Testfall und Bedienung der Bedienoberfläche hat eine Änderung derselben (beispielsweise Anordnung der Bedienelemente, Veränderung der Fensterstruktur) keine Auswirkungen auf die Testfälle. Die Änderung kann aufwandsarm im Modell vorgenommen werden.

Autoren:
Bernhard Kausler ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Informationstechnik im Maschinenwesen (itm) der TU München.

Dr. Rainer Stetter ist Geschäftsführer der ITQ und Software Factory. Als Mechatronik-Spezialist engagiert er sich in mehreren Verbänden zum Thema.