كيفية استخدام أشعة البلوك في الخطة ونظام الاختبار

مخططات القفل هي واحدة من أكثر الأدوات عملية للتخطيط والاختبارات التطبيقية، من خلال تقديم خريطة واضحة وبصرية لعناصر النظام وتفاعلاتها، تساعد هذه الرسوم البيانية المُختبرات على تحديد نقاط الاختبار الحاسمة، وتصميم حالات الاختبار المركزة، وإبلاغ البنايات المعقدة بسهولة، وسواء كنت تختبر المعدات المُدمجة، أو البرامجيات الموزعة، أو نظام هجين، أو رسم الخرائط الشاملة توفر هيكلاً يقلل من التخمين.

ما هو "بلوك دياغرام" في اختبار النظام؟

ويُعد الرسم البياني للمجموعة مبسطاً للتمثيل الجغرافي لنظام ما، ويستخدم اللبنات الرجعية لتمثيل المكونات الرئيسية - مثل وحدات المعدات، أو وظائف البرامجيات، أو مخازن البيانات - والسهام أو الخطوط لإظهار تدفق البيانات أو إشارات المراقبة أو الطاقة بينها، وخلافاً للخطوط البيانية المفصلة أو الرسوم البيانية المصدرية، تعمل الرسوم البيانية على مستوى أعلى من نظام تخطيط الاختبارات، مما يجعلها مثالية.

وفي اختبار النظام، يصبح الرسم البياني للمبنى مصنوعاً حياً، ويبدأ كخطة زرقاء للنظام قيد الاختبار ويتطور مع اكتشاف الفريق لوصلات وصل جديدة أو أساليب فشل أو نقاط تكامل، والرسم البياني نفسه ليس المنتج النهائي؛ وهو أداة تدفع تصميم الاختبارات، وتحليل المخاطر، وتقييم التغطية.

لماذا الديغرامات القفلية هي أساسية لتخطيط اختبارات النظام

1 - التعقيد الافتراضي

وحتى النظم المتطورة يمكن أن تكون لها عشرات الوحدات المتقاطعة، وبدون رسم بياني، يجب على الخادمين أن يحافظوا على جميع الاتصالات في الذاكرة، مما يؤدي إلى عمليات الرقابة، وينهار رسم بياني في هذه الحالة المعقدة إلى وجهة نظر واحدة، ويكشف عن العناصر التي تعتمد عليها، حيث تدخل البيانات وتترك النظام، والتي تؤدي مساراتها وظائف حرجة.

2- تحسين الاتصال فيما بين الأفرقة

وعندما يرى المطورون والوصيون ومالكو المنتجات وأصحاب المصلحة نفس الرسم البياني، فإن سوء الفهم بشأن الحدود والوصلات البينية ينخفض بشكل حاد، ويستخدم الرسم البياني لغة مشتركة، لا سيما عندما تشمل الأفرقة أعضاء من مختلف التخصصات الهندسية (البرمجيات المبرمجة والبرمجيات المصممة).

3- تحديد نقاط الاختبار والقابلات

ويمثل كل سهم على مخطط مجمّع نقطة اختبار محتملة، ويمكن للمختبر أن يقرر، من خلال فحص كل صلة، ما إذا كان سيختبر الوصلة البينية مباشرة، أو يحيّز الجانب الآخر، أو يرصد تدفق البيانات، وهذا النهج المنهجي أكثر موثوقية بكثير من الاعتماد على الحس أو القوائم المرجعية.

4- دعم الاختبارات القائمة على المخاطر

ويسهل رسم الخرائط تحديد المناطق الشديدة الخطورة: العناصر التي لها العديد من الاتصالات الواردة أو القائمة، أو المكونات التي تجهز البيانات الحساسة المتعلقة بالسلامة، أو الوحدات التي صُممت حديثا، ويمكن للاختبارات أن تخصص مزيدا من الجهود لهذه الوحدات وأن تستخدم المخططات لتبرير توزيع موارد الاختبار.

أنواع أشعة البلوك المستخدمة في الاختبار

أشعة القفل الوظيفي

وتركز هذه البرامج على المهام أو العمليات التي تؤديها كل وحدة من الوحدات، وهي مثالية لنظم البرامجيات حيث تمثل كل مجموعة خدمة أو خدمة صغيرة أو خرافية، وتظهر الخطوط ترتيب العمليات أو تدفق البيانات بين المهام.

أشعة القفل الفيزيائية

وتظهر الرسوم البيانية للمجموعات المادية، التي تستخدم أساسا في الأجهزة والأجهزة المدمجة، عناصر فعلية مثل أجهزة الاستشعار والمحاضرات والمجهزات ورقائق الذاكرة، وتمثل الاتصالات أسلاك بدنية أو حافلات أو وصلات لاسلكية، وهذا النوع يساعد المحاسبين على تخطيط اختبارات الأجهزة داخل الشبكة وفحص التكامل.

Hybrid Block Diagrams

ويجمع العديد من نظم العالم الحقيقي بين المعدات والبرامجيات، ويضع رسم بياني للمجموعات الهجينة كلا من المعدات والبرامجيات على نفس المنعطفات، مع وضع علامات واضحة تميز الاثنين، وهذا أمر ذو قيمة خاصة بالنسبة للاختبار على مستوى المنظومة حيث يمكن أن يكون الفشل من كلا الجانبين.

كيفية إنشاء دياغرام فعال لمسح النظام

ولا يُعد وضع مخطط للاختبارات من مجموعة من المواد الأساسية نفس رسم مخطط هيكلي للمطورين، ويجب أن يبرز مخطط الاختبار شواغل القابلية للاختبار، وتفاصيل الوصل، ومسارات نشر الأخطاء، وأن يتبع هذه العملية التدريجية.

الخطوة 1: وثائق نظام الجمع

البدء في وثائق المتطلبات، ومواصفات البنيان، ووثائق مراقبة الوصلة البينية، وأي مخططات قائمة، وإذا كانت الوثائق متفرقة، فإن واضعي المقابلات والخبراء في المجال، جمع معلومات كافية لتحديد جميع الوحدات الرئيسية وأدوارهم، والوصلات البينية الخارجية - إلى وحدات أخرى وإلى العالم الخارجي على حد سواء.

الخطوة 2: تحديد حدود النظام

وضع خط مقطوع أو محطم حول النظام بأكمله، كل شيء داخل الحدود هو النظام قيد الاختبار، كل شيء خارج البيئة (المستعملون، النظم الأخرى، القوات المادية) وهذا الحد يوضح ما أنتم مسؤولون عن الاختبار وما يجب أن تتخيلوه أو تحفروه.

الخطوة 3: قائمة و ضعوا القفل

إنشاء كتلة لكل عنصر رئيسي، وأعط كل لبنة اسماً وصفياً قصيراً (مثلاً، "دائرة التوثيق بمحطة "وحدة التحكم بالمهندسين" "قنبلة البيانات" ورتبت اللبنات في مخطط منطقي - عادة ما يكون من اليسار إلى اليمين لتدفق البيانات أو من القمة إلى القاعدة للتحكم في التسلسل الهرمي، وتربط جميع الوحدات المكونة للمجموعة (مثل جميع عناصر التخزين).

الخطوة 4: ربطات العناوين وتدفقات البيانات

استخدم السهام لتظهر اتجاه البيانات أو الإشارات أو السيطرة، وربط كل سهم بنوع البيانات (مثل حمولة جونسون) أو رسالة حافلة من طراز CAN، أو "فولتاج من 0 إلى 10 V" وإذا كان هناك اتصال ذو اتجاهين، استخدم سهم مزدوج أو خطين منفصلين، ولاحظ أي بروتوكول أو شكل يفصل بينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه وبينه على سبيل المثال:

الخطوة 5: إضافة متعهدي الهياكل الأساسية للاختبار

كتلة من أدوات الاختبار أو المحاكاة أو أدوات الرصد التي ستستخدم أثناء الاختبار، مثلاً، إضافة كتلة "مراقب التجارب" ترسل مدخلات محددة مسبقاً إلى النظام ومساحة تحليل البيانات التي تلتقط النواتج، وهذا يغير الرسم البياني من هيكل ثابت إلى خطة اختبار دينامية.

الخطوة 6: شروح الاختبار

في كلّ لبنة أو صلة، أكتب ملاحظات موجزة عن الاختبارات ذات الصلة، أمثلة: "الخطأ المُحدّد عند عودة الخادم 503" "توقيت الشيك: الاستجابة 10 أمتار" "تُعدّل "إجابة الطفل على الأحزمة المتلقّاة" هذه الشروح تحول الرسم البياني إلى مواصفات اختبار حيّة يمكن مراجعتها قبل بدء أيّ عملية اختبار.

استخدام أشعة Block خلال الاختبار

بمجرد وضع الرسم البياني يصبح مرجعاً للاختبارات اليومية، وهنا طرق محددة لاستخدامه.

اختيار حالات الاختبار استنادا إلى المسارات

تتبع مساراً من مجموعة مدخلات من خلال وحدات وسيطة إلى مجموعة من النواتج، ويقابل كل مسار مجموعة من سيناريوهات الاختبار، مثلاً في خط تجهيز الرسائل، يمكن أن يكون الطريق: "تقييم ⁇ تخزين كوييي كويييييي" يمكن للاختبارات أن تصمم حالات لكل عقد في الطريق، تغطي التدفقات العادية، والتدفقات الخاطئة، والسيناريوهات التي تملأها.

التغطية

طباعة الرسم البياني للمبنى وعلامة كل مجموعة وربطها بمجرد إجراء اختبار يمارسه، وتظهر خريطة التغطية البصرية هذه بسرعة مناطق غير مثبتة، وتستخدم أفرقة كثيرة الترميز باللون: الأخضر للاختبار والأصفر للاختبار الجزئي واللون الأحمر وغير المجرب، مما يجعل من السهل إبلاغ الإدارة بالتقدم المحرز.

حالات الفشل الناشئة

وعندما يفشل الاختبار، يساعد الرسم البياني للمبنى على عزل الفشل، إذ يلاحظ أي لبنات كانت متورطة والبيانات التي مر بها كل منها، يمكن للخادمين أن يُفترضوا في المكان الذي يقطن فيه العيوب، مثلا، إذا تبين أن هناك مجموعة من النواتج بيانات صحيحة ولكن العمليات التي تُجرى في الخفاء، فإن البق يقع على الأرجح في الواجهة أو في منطق التجهيز في تلك العقبة.

تحليل التراجع

وعندما يُحدث تغيير في النظام، يبين الرسم البياني للبنود أي الوحدات تتأثر، وإذا تم تعديل حجر واحد فقط، فإن الصلات التي تدخل وتترك هذا المبنى تحتاج إلى اختبار تراجع، وإذا ما تم تعديل الصلة، فإن جميع العناصر الأساسية التي تستهلك أن البيانات قد تتأثر.

أمثلة عالمية حقيقية لبيانات القفل في اختبار النظام

المثال 1: شبكة الاستشعار المدمجة

وتقوم شركة ببناء شبكة لاسلكية لأجهزة الاستشعار عن طريق أجهزة الاستشعار الصناعية، وتشمل رسم الخرائط المجمّعة عقدات الاستشعار، وبوابة، وخادم غيوم، وجهاز صبغ، وأثناء اختبار النظام، يستخدم الفريق الرسم البياني لتخطيط اختبارات لحصر البيانات، والتحقق من سلامة البيانات، ورصد حياة البطاريات، والفشل في حالة انقطاع العقد، كما يكشف الرسم البياني عن نقطة واحدة من الفشل في عملية إعادة التلقائية.

النموذج 2: منبر التجارة الإلكترونية المصغرة

ويضم برنامج التجارة الإلكترونية 15 خدمة صغيرة: فهرسة المنتجات، والعربات، والمغادرة، والدفع، والمخزون، والشحن، وما إلى ذلك. ويبين الرسم البياني للمبنى بوابة نظام المعلومات الإدارية المتكامل في المقدمة، وكل خدمة لها صلات بقواعد البيانات واستفسارات الرسائل، ويستخدم فريق الاختبار الرسم البياني للمسؤوليات المتعلقة باختبارات التقسيم: يغطي أحد الاختبارات، ويغطي آخر تحديثات للمخزونات.

الاستمارة 3: نظام المعلومات الآلية

ويضم نظام احتواء السيارات عرضاً لشاشات الاتصال، ومضخم لنظام المعلومات الإدارية، ومستقبلاً للنظام العالمي لتحديد المواقع، وربطة حافلة بلوتووث، وشبكة لأجهزة التحكم، ويساعد مخطط المجموعة على إجراء اختبارات على مستوى نظام قيادة الصوت التي تتفاعل مع كل من نظام إدارة الدعم الميداني ومحطة الحافلة، كما يبرز حافلة " كان " كمورد مشترك، ويحفز على إجراء اختبارات بشأن محتوى الحافلات وتوقيت.

أفضل الممارسات لرسم الخرائط في النظام

الحفاظ على مستوى المطابقة

اتخاذ إجراءات أولية بشأن العناصر التي تحصل على كتلتها الخاصة والتي تجمع، ولا تخلط بين الحزمة الجميلة جدا )مثل الوظائف الفردية( وبين الازدهار المتماسك جدا )مثل النظم الفرعية بأكملها( دون سبب واضح، ويظهر الرسم البياني لمجموعات النظام نماذج على مستوى الوحدات المستقلة القابلة للاستبدال - وحدات يمكن اختبارها بمعزل عن بعضها البعض.

مؤشر الاستخدام

اعتماد مجموعة متسقة من الأشكال والألوان، على سبيل المثال، انحرافات البرامجيات، ورواسب مجمّعة للمعدات، والماس لمصادر البيانات أو المصارف، والسهام لتدفق البيانات، ونشر أسطورة على الرسم البياني نفسه بحيث يستطيع أعضاء الفريق الجدد قراءته دون تخمين.

تحديث البيانات باستمرار

فرسم الخرائط ليس منجزات لمرة واحدة، فمع تطور النظام، يستكمل الرسم البياني، ويعرض المخططات المضللة ويخفف من الثقة، ويعين مالك رسم بياني - عادة مهندس الاختبار أو الرصاص - يكون مسؤولا عن إبقاءه في حالة جارية.

إدماج أدوات إدارة الاختبار

ويتيح العديد من أدوات إدارة الاختبار ربط حالات الاختبار بحواجز أو وصلات في مخطط رسم بياني، مما يجعل من السهل إجراء تحليل للأثر عند تغيير الشكل، وبالنسبة للأفرقة التي تستخدم اختباراً نموذجياً، يمكن أن تكون رسماً بيانياً للمجموعة بمثابة مدخلات لتوليد الاختبارات الآلية.

الشلالات المشتركة إلى أفويد

زيادة تعقيد الـ دياغرام

مخططات من نوع الكتل التي تحاول أن تظهر كل سجل، وجهاز اتصال، وجهاز لا يعد رسماً بيانياً شاملاً، بل يصبح مخططاً للأسلاك، والغرض من رسم بياني للمجموعة هو التكتم، وإذا ما أصبح الرسم البياني مغطى، فقسمه إلى طبقات متعددة: رسم بياني للسياق من أعلى المستويات، وعدد من الرسوم البيانية التفصيلية للنظم الفرعية.

Omitting Interfaces to the Environment

أحياناً ينسى المشاهدون أن يُضمّنوا كيانات خارجية مثل المستخدمين، أو الخدمات الخارجية، أو المدخلات المادية، وبدون هذه، لا يظهر الرسم البياني أين يُنشأ الاختبار أو حيث يجب ملاحظة النواتج، ويشمل دائماً حجراً لـ "البيئة" أو "النظم الخارجية" ويُرسم وصلات عبر حدود النظام.

Connections without Data Semantics

رسم خط بين مربعين ليس كافياً بدون تسمية نوع البيانات أو البروتوكول أو التوقيت، يفقد الرسم البياني قيمته لتصميم الاختبارات، خط يقول "البيانات" عديم الفائدة تقريباً، وواحد يقول "رسالة جونسون على جهاز نقل الأسلحة البشرية"

استخدام الديغرام فقط للتخطيط

وتضع بعض الأفرقة رسما بيانيا للمجموعات الجميلة خلال مرحلة تصميم الاختبار ثم تبعده، وتأتي الطاقة الحقيقية من استخدام الرسم البياني أثناء التنفيذ، وتذاكر الحشرات، والإبلاغ، وتبقيه مرئيا - على جدار، في ملف مشترك، أو مدمجا في أداة إدارة الاختبارات.

أدوات لإنشاء دياغرامات لبلوك

عدة أدوات يمكن أن تساعدك على وضع والاحتفاظ برسومات للقطعة، اختار واحدة تدعم التشارك والنسخ السهل.

• Draw.io (diagrams.net): ] Free, web-based, integrates with Google Drive, Confluence, and GitHub. excellent for collaborative editing.
  ]External link: ]]diagrams.net
• Lucidchart:] Paid, professional-grade, with built-in shape Library for networking, software, and engineering. Good for larger teams.
  ]External link: ]Lucidchart
• PlantUML:] Text-based diagram definition that can be version-controlled. Ideal for teams that want to treat diagrams as code.
  ]External link: PlantUML]
• Microsoft Visio:] Traditional diagramming tool, widely used in enterprise settings, but less collaborative than web-based alternatives.

قياس أثر أشعة البلوك على فعالية الاختبار

وتشهد الأفرقة التي تعتمد مخططات للمجموعات باستمرار تحسينات قابلة للقياس، وتشمل القياسات المشتركة تغطية للاحتياجات الأعلى (حيث أن كل مجموعة يمكن اقتفاءها من الاحتياجات)، وانخفاض عيوب التكامل (لأن اختبارات الوصلات البينية مصممة بصورة منهجية)، والإسراع في العزلة أثناء التنفيذ، وفي إحدى الدراسات الإفرادية، قلل الفريق الوقت اللازم لإعادة إنتاج حشرة على مستوى المنظومة وتدبيرها محليا بنسبة 40 في المائة بعد التحول إلى نهج اختباري قائم على أساس رسم الخرائط.

إذا لم تستخدمي مخططات الحجب بعد، إبدأي بالصغيرة، إلتقطي نظام فرعي يسبب الصداع في الاختبار، إرسمي مخططه، و تصميم الجولة التالية من الاختبارات بناءً على ذلك، من المحتمل أنك ستلاحظين الفرق في الوضوح والتغطية على الفور.

خاتمة

مخططات القفل ليست فقط للمصممين والمصممين إنها أدوات عملية ويومية لأجهزة اختبار النظام، بإجبارها على رؤية واضحة للعناصر والتفاعلات وتدفقات البيانات، فإنها تحول الفوضى إلى هيكل، وتساعدك على تخطيط اختبارات شاملة وكفؤة، وتتواصل النتائج دون غموض، وتكيفها بسرعة عندما يتغير النظام، وتدمج رسما بيانيا في تدفق الاختبارات وتراقب فريقك