ブラックボックステストとは？ ブラックボックスの意味と特徴

ブラックボックステストは、システム分析とテストへのアプローチです。ブラックボックステストは、今日、テスターが最もよく使うテスト手法であることがわかります。では、ブラックボックステストにはどのような種類があるのでしょうか。Newwave Solutionsは、本記事でブラックボックステストとは何か、ブラックボックスの意味と具体的な特徴を解説します。

１．ブラックボックスとは？

「ブラックボックス」は、システム分析やソフトウェアテストなどの分野で、アプローチやモデルを表すのに使われます。日本語では「ブラックボックス」とは、内部構造や動作が不明なものを指します。

ソフトウェア・テストの分野では、テスターはシステムを「ブラックボックス」として捉え、入力に基づいてテストを実施し、出力を評価します。人々はブラックボックステストを行い、システムの正確さと性能を判断します。

２．ブラックボックステストとは？

ブラックボックステストとは、システムの内部構造や実装を考慮することなく、入力から期待される出力についてソフトウェアをテストする方法です。状態遷移テストでは、システムを「ブラックボックス」としてとらえ、結果を観察し、要件や仕様に準拠しているかをチェックします。

反対に、ホワイトボックステストは、ソフトウェアの構造とソースコードの詳細に焦点を当てます。ホワイトボックステストとブラックボックステストの目的は、ソースコードの品質と論理的性能を検証することです。

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2.1．ホワイトボックステストとブラックボックステストの目的

ブラックボックステストの目的は、ユーザーの視点からシステムの入力、出力、機能、動作に焦点を当てることです。

ホワイトボックステストの目的は、開発者の視点からソースコード、システム内部、アルゴリズムに焦点を当てることです。

これら2つのテスト手法は、ソフトウェアの品質保証において重要な役割を果たします。

2.2．ブラックボックステストとホワイトボックステストの視点

ブラックボックステストは、エンドユーザーの視点から見たシステムの外見に焦点を当てます。対照的に、ホワイトボックステストは、開発者とテスターの視点から、システムの内部に焦点を当てます。

3．ブラックボックステストの種類

3.1．同値分割法

同値分割法（Equivalence Class Partitioning – ECP）は、入力データを同値クラス
と呼ばれるグループに分割するブラックボックステスト手法です。ブラックボックスの意味は、効率的な同値分割法を作成することです。

同値境界分析の基本的な考え方は、同値クラス内のデータテーブルがシステムに与える影響が同じかどうかをチェックすることです。各同値クラスから代表値を検証することで、グループ全体を代表してシステムの正しさを検証することができます。

同値分割法には以下のステップがあります。

入力データの範囲の決定：テスト対象の入力データの値と範囲を決定します。

同値クラスの特定：入力データを、システムから期待される動作が同じである範囲のグループに分けます。同値クラスは、多くの場合、正常またはより高いタイプを区別するために、有効な入力データ範囲と無効な入力データ範囲に分けられます。

各同値クラスから代表値の選択：同値クラスから信頼性テスト用の代表値を1つ以上選択します。

テストケースの作成：選択した代表値を使ってテストケースを作成し、システムがその値をどのように処理するかを特定します。

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3.2．境界値分析

境界値分析（BVA）は、ブラックボックステストにおける重要な手法です。状態遷移テストは、入力データの境界値に焦点を当てた効率的なテストケースを生成するために使用されます。

境界値とは、システムの動作が変化し、エラーが発生しやすいポイントのことです。ブラックボックステストにおける境界値の分析手順は下記のようになります。

入力データの範囲の決定：システムに関連するデータ型、単位、または制約を特定します。

境界値の決定：各入力データ範囲の境界値を決定します。境界値には、最小値、最大値、臨界値が含まれます。目標は、システムが扱える最大値または最小値を決定することです。

テストケースの作成：境界値を決定したら、そのデータを使ってテストケースを作成します。テストケースは、結果として得られた境界値を反映し、システムがどのようにそれを扱うかを決定します。

3.3．デシジョンテーブルテスト

デシジョンテーブルテスト方法は、テーブル形式で複数の入力条件の組み合わせに対して、期待される結果を決定するブラックボックステストの方法です。

ブラックボックステストとホワイトボックステストのケースは、この方法に基づいて作成されます。正常系と異常系のテストは、複雑なビジネスルールが多いシステムに適用すると特に効果的です。

例えば、クーポンの適用ルールをテストしたいとします。システムには2つの条件があります：

条件①：顧客が会員かどうか（Yes/No）

条件②：購入金額が200ドル以上かどうか (Yes/No)

期待されるアクションは割引率（0％または10％）です。デシジョンテーブルを作成すると、結果は下の表のようになります。

そのテーブルに基づいて、すべての条件を組み合わせたテストケースを作成し、システムがクーポンを正しく適用するかどうかを検証することができます。デシジョンテーブルテストは、条件の組み合わせを包括的にカバーし、システムの品質を向上させることができます。

3.4．状態遷移テスト

状態遷移テストは、システムの状態間の遷移をテストするブラックボックステスト手法です。

状態遷移テスト手法は、ステートマシンの概念に基づいており、システムが複数の状態に存在したり、ユーザーや環境からのアクションがこれらの状態間の遷移のトリガーになったりします。

状態遷移テストは、イベント駆動型システムや状態依存型システムのテストに特に適しています。システムの可能な状態を特定し、状態遷移をテストするテストケースを作成することによって、ブラックボックステスト担当者は、システムが正しく動作し、ユーザの動作を満たすことができるかどうかを判断します。

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４．ブラックボックスの意味

システム分析やテストの文脈では、ブラックボックスは内部が未知のオブジェクトとしてシステムを監視するために使われます。開発者は、システムがどのように入力を処理し、出力を生成するかにしか関心がありません。

システムが「ブラックボックス」であると考えられるとき、それはシステムがどのように動作するかを知らず、あるいは気にしないことを意味します。その代わりに、システムの正確さと性能を評価するために、入力に注目し、出力を観察するだけです。

「ブラックボックス」のアプローチは、機械学習、システム分析、ソフトウェアテスト、科学研究など、多くの分野で利用できます。ブラックボックスの意味は、システムの複雑さを切り離し、ユーザーが内部でどのように動作しているかを理解することなく、システムのレスポンスに集中できるようにすることです。

この記事では、Newwave Solutionsが「ブラックボックステストとは何か？ブラックボックスの意味と具体的な特徴について解説してきました。

これはユーザーの視点からソフトウェアのインプットとアウトプットを検証することに焦点を当てた手法です。同値分割法、境界値分析、デシジョンテーブルテスト、状態遷移テストの4つの一般的なブラックボックステスト手法をまとめました。お読みいただきありがとうございました！

To Quang Duy（トー・クアン・ズイ）氏はベトナムの大手ソフトウェア開発会社であるNewwave SolutionsのCEOです。彼は卓越したテクノロジーコンサルタントとして認められています。LinkedInやTwitterで彼とつながりましょう。

最高経営責任者 - トー・クアン・ズイ

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