Laboratorio 1 — Técnicas de caja negra

Laboratorio de diseño de pruebas: no se instala software ni se ejecuta código. El producto es un conjunto de clases, valores límite, tablas de decisión y casos de prueba documentados. En la Unidad IV automatizarás casos como estos.

Las partes A, B y C usan el SPB (datos fijos, retroalimentación común para todo el grupo). La parte D aplica las mismas técnicas a los artefactos de la Unidad II de tu proyecto base: sus casos de prueba serán el Anexo A de tu plan de pruebas (Laboratorio 03).

1. Identificación

Campo	Valor
Laboratorio	LAB01 — Técnicas de caja negra
Unidad	III — Ingeniería y planificación de pruebas
Duración	3 sesiones de 1 hora + 60 minutos de trabajo independiente por equipo (estimado)
Trabajo	Equipo del proyecto integrador (2 a 4 integrantes)
Dificultad	Básico–intermedio
Evaluación	Formativa, con criterio de logro (sección 13). La parte D alimenta la evidencia oficial (Laboratorio 03)

2. Objetivo

Derivar casos de prueba con partición de equivalencia, análisis de valores límite y tablas de decisión, primero sobre reglas del SPB y después sobre las reglas y escenarios del proyecto base, justificando cada valor elegido y comprobando, sobre pseudocódigo con defectos, qué detecta cada técnica.

3. Resultado esperado

Al terminar, tu equipo contará con:

tablas de clases y de valores límite de RN-02 del SPB, y un conjunto mínimo de casos para “registrar préstamo” (RN-01 + RN-02).
la tabla de decisión completa y reducida de RN-03 del SPB, con su pregunta de aclaración y sus casos.
el análisis de qué valores detectan defectos sembrados en pseudocódigo.
para el proyecto base: una tabla de partición y valores límite, una tabla de decisión, al menos seis casos de prueba (CP-XX) vinculados a sus escenarios (ESC-XX) y la matriz de trazabilidad con la columna CP.

RA3.2 — Aplicar técnicas de caja negra
        ↓
Objetivo: derivar y justificar casos con tres técnicas
        ↓
Tareas: partición → valores límite → tabla de decisión → transferencia al proyecto base
        ↓
Evidencia: tablas, casos CP y matriz ampliada
        ↓
Criterio de logro (sección 13) y Anexo A del plan (Laboratorio 03)

4. Prerrequisitos

Conocimientos

2. Técnicas de diseño: enfoques y casos de prueba (del escenario al caso de prueba y formato del caso).
3. Técnicas de caja negra: partición, valores límite, tablas de decisión y elección de técnica.

Insumos del proyecto integrador (parte D)

Insumo	Origen	Condición
Reglas de negocio RN y requisitos RF/RNF del proyecto base	Unidad II, Laboratorio 1	REQUERIDO
Historias de usuario o casos de uso, criterios de aceptación CA y escenarios ESC	Unidad II, Laboratorio 2	REQUERIDO
Matriz de trazabilidad	Unidad II, Laboratorio 3	REQUERIDO
Especificación del proyecto base	Proyectos base §6, §7 u §8	REQUERIDO

Si a tu equipo le falta algún insumo de la Unidad II, avísale a tu docente en la sesión 24: la parte D necesita esos artefactos.

Herramientas

Elemento	Condición
Editor de texto con Markdown o hoja de cálculo	REQUERIDO (cualquiera)
Papel y lápiz para el borrador	OPCIONAL

Recursos — reglas del SPB

ID	Regla
RN-01	Días de préstamo solicitados: número entero entre 1 y 14, inclusive, para ambos tipos de usuario
RN-02	Libros en préstamo simultáneo: máximo 3 para ESTUDIANTE y 5 para DOCENTE
RN-03	Se autoriza un préstamo solo si el registro del usuario está vigente, no tiene adeudo pendiente y sus libros en préstamo actuales son menos que su límite (RN-02)

Interpretación de RN-02 para este laboratorio: al solicitar un nuevo préstamo, el sistema recibe el tipo de usuario y el número de libros que esa persona ya tiene en préstamo (librosActuales). Si librosActuales es menor que el límite, el préstamo puede continuar. Si es igual o mayor, se rechaza por límite alcanzado.

5. Entorno

Elemento	Valor
Sistema operativo	Cualquiera
Software	Editor de texto o hoja de cálculo
Red	No requerida
Datos	Solo los de este documento y los artefactos de tu equipo (ficticios)

6. Preparación

Crea un documento llamado U03_LAB01_<nombre_del_equipo>.md (o la hoja de cálculo equivalente), salvo que tu docente indique otra convención.
Copia en él la tabla de reglas de la sección 4.
Ten a la vista el tema 3. Técnicas de caja negra y, para la parte D, los artefactos de la Unidad II de tu equipo.

7. Procedimiento

Parte A — Partición de equivalencia (sesión 24)

Paso 1 — Recupera RN-01

Copia en tu documento la tabla de clases de RN-01 del tema 3. Técnicas de caja negra (clases CE-1 a CE-6). No la modifiques: es el punto de partida común del grupo.

Paso 2 — Identifica las entradas de RN-02

RN-02 depende de dos entradas: tipoUsuario y librosActuales. Escribe, para cada entrada, qué valores puede recibir el sistema (incluidos valores que no debería aceptar) y si es una entrada ordenada o no ordenada (3. Técnicas de caja negra).

Paso 3 — Particiona `tipoUsuario`

Usa la regla de “conjunto de valores” del tema 3. Técnicas de caja negra.

Clase	Tipo	Descripción	Representante
CE-7	Válida	ESTUDIANTE	ESTUDIANTE
CE-8	Válida	?	?
CE-9	Inválida	?	?

Paso 4 — Particiona `librosActuales` por tipo de usuario

Ahora particiona librosActuales (número entero). Atención: algunos valores son entradas válidas que producen un rechazo de negocio (por ejemplo, un ESTUDIANTE con 3 libros es un dato correcto, pero el préstamo se rechaza). Distínguelos de los datos inválidos (por ejemplo, un número negativo de libros). Completa al menos seis clases:

Clase	Tipo de usuario	Descripción	Tipo (válida / inválida)	Resultado esperado	Representante
CE-10	ESTUDIANTE	Entre 0 y 2 libros	Válida	El préstamo puede continuar	1
…

Paso 5 — ¿Débil o fuerte?

Con las clases válidas de tipoUsuario (paso 3) y de librosActuales (paso 4), calcula cuántos casos necesitarías con la variante débil normal y con la fuerte normal (3. Técnicas de caja negra). ¿Tiene sentido aquí el producto cartesiano completo? Explica en dos líneas, considerando que las clases de librosActuales dependen del tipo de usuario.

CHECKPOINT 1

Antes de continuar, verifica en el equipo:

¿Tienen clases separadas para ESTUDIANTE y DOCENTE?
¿Distinguieron “rechazo por límite” de “dato inválido”?
¿Incluyeron una clase para librosActuales negativo y otra para no entero?
¿Todo valor posible cae en exactamente una clase (cobertura del dominio y sin traslape, 3. Técnicas de caja negra)?

Tu docente revisará algunas tablas al azar al final de la sesión 24.

Parte B — Valores límite (sesión 25)

Paso 6 — Valores límite de RN-02 (dos valores por frontera)

librosActuales sí es una entrada ordenada. Para cada tipo de usuario identifica las fronteras entre clases y aplica la variante de dos valores por frontera (3. Técnicas de caja negra).

Tipo de usuario	Frontera	Valores	Resultado esperado de cada valor
ESTUDIANTE	Entre dato inválido y válido	? , ?	?
ESTUDIANTE	Entre “puede continuar” y “rechazo por límite”	? , ?	?
DOCENTE	Entre dato inválido y válido	? , ?	?
DOCENTE	Entre “puede continuar” y “rechazo por límite”	? , ?	?

Resultado esperado: ocho valores en total, cada uno con su resultado esperado.

Paso 7 — Variante de tres valores

Repite el paso 6 solo para la frontera “puede continuar / rechazo por límite” de cada tipo de usuario, ahora con tres valores por frontera. Anota qué valores nuevos aparecen respecto al paso 6.

Paso 8 — ¿Qué detecta cada valor? Pseudocódigo con defectos

Esta es una implementación correcta de la verificación de límite de RN-02 (supón que los datos inválidos ya se rechazaron antes):

FUNCIÓN puedePrestarPorLimite(tipoUsuario, librosActuales)
1   limite ← 3
2   SI tipoUsuario = "DOCENTE" ENTONCES
3       limite ← 5
4   FIN SI
5   SI librosActuales < limite ENTONCES
6       RETORNAR VERDADERO
7   FIN SI
8   RETORNAR FALSO
FIN FUNCIÓN

El equipo de desarrollo entregó tres versiones con un defecto cada una. Cada versión es idéntica a la correcta salvo en la línea indicada:

Versión	Línea con defecto
MA	`5 SI librosActuales <= limite ENTONCES`
MB	`3 limite ← 4`
MC	`5 SI librosActuales < limite - 1 ENTONCES`

Para cada versión:

Ejecuta a mano la función con los representantes de tus clases válidas del paso 4 y con los valores límite del paso 6.
Marca qué valores producen un resultado distinto al esperado por RN-02.

Versión	¿La detectan los representantes?	Valores límite que la detectan	Explicación en una línea
MA
MB
MC

CHECKPOINT 2

Responde en tu documento: ¿alguna de las tres versiones es detectada por los representantes de la partición? ¿Qué te dice eso sobre usar solo partición de equivalencia? Relaciónalo con la tabla del tema 3. Técnicas de caja negra.

Paso 9 — Combina RN-01 y RN-02 en casos de “registrar préstamo”

Diseña el conjunto mínimo de casos de prueba para RF-01 (registrar préstamo) que cubra:

todas las clases de RN-01 (CE-1 a CE-6).
todas las clases de tipoUsuario y de librosActuales que definiste.
los valores límite de RN-01 (3. Técnicas de caja negra) y los del paso 6.

Reglas de combinación (3. Técnicas de caja negra, paso 6):

Puedes combinar varias clases válidas en un mismo caso.
Cada caso debe contener como máximo una clase inválida o un valor que produzca rechazo. El resto de las entradas debe ser válido.
Cada caso debe tener resultado esperado concreto.

ID	Regla	Técnica	Precondiciones	Datos de entrada (tipoUsuario, librosActuales, días)	Resultado esperado
CP-RF01-01	RN-01, RN-02	Partición + valores límite	Usuario con registro vigente y sin adeudo	ESTUDIANTE, 2, 14	Préstamo registrado
…

CHECKPOINT 3

Cuenta tus casos. Escribe cuántos tienes y explica en dos líneas por qué no puedes reducirlos más sin perder alguna clase o algún valor límite.

Parte C — Tabla de decisión (sesión 26, primeros 35 minutos)

Paso 10 — Condiciones, acciones y número de reglas

Lee RN-03 y escribe las condiciones (cada una con respuesta Sí/No) y las acciones:

ID	Condición
C1	¿El registro del usuario está vigente?
C2	?
C3	?

ID	Acción
A1	Autorizar el préstamo
A2	?

Escribe la condición C3 de forma que funcione para ambos tipos de usuario (no “¿tiene 3 libros?”). Calcula el número de reglas (3. Técnicas de caja negra).

Paso 11 — Tabla completa

Construye la tabla con todas las combinaciones, usando el patrón de alternancia del tema 3. Técnicas de caja negra (C1 alterna cada cuatro columnas, C2 cada dos, C3 en cada una).

	R1	R2	R3	R4	R5	R6	R7	R8
C1	S	S	S	S	N	N	N	N
C2	?	?	?	?	?	?	?	?
C3	?	?	?	?	?	?	?	?
A1
A2

Comprueba: ¿exactamente una columna autoriza el préstamo?

Paso 12 — Lo que la especificación no dice

RN-03 indica cuándo se rechaza, pero no qué mensaje debe ver la persona usuaria. Señala las columnas en las que falla más de una condición y redacta, en una o dos líneas, la pregunta de aclaración que enviarías a quien define los requisitos (3. Técnicas de caja negra).

Paso 13 — Reduce según la respuesta de “la biblioteca”

Tu docente anunciará la respuesta. Si no se anuncia, usa el supuesto A: el sistema muestra un solo motivo, el primero que falle en este orden: registro no vigente, adeudo pendiente, límite alcanzado.

Separa A2 en una acción por motivo (por ejemplo, A2 “rechazar: registro no vigente”, A3 “rechazar: adeudo pendiente”, A4 “rechazar: límite alcanzado”).
Fusiona las columnas con exactamente las mismas acciones marcando con — las condiciones que no influyen.
Aplica la comprobación del número de reglas (3. Técnicas de caja negra): la suma de 2ᵏ de cada regla reducida debe dar 8.

Paso 14 — Casos por regla

Escribe un caso de prueba por regla de la tabla reducida:

Para C3 usa los valores límite del paso 6: cuando C3 sea “Sí”, el valor más alto que todavía permite el préstamo. Cuando sea “No”, el primero que lo impide.
En las columnas con —, elige un valor concreto e indica cuál elegiste.

ID	Regla de la tabla	Datos (tipoUsuario, vigente, adeudo, librosActuales)	Resultado esperado
CP-RN03-01	Regla que autoriza (C1 = S, C2 = N, C3 = S)	ESTUDIANTE, Sí, No, 2	Préstamo autorizado
…

Paso 15 — Una implementación para revisar

El equipo de desarrollo implementó RN-03 así:

FUNCIÓN autorizarPrestamo(usuario)
1   SI usuario.tieneAdeudo ENTONCES
2       RETORNAR "RECHAZADO: ADEUDO PENDIENTE"
3   FIN SI
4   SI NO usuario.registroVigente ENTONCES
5       RETORNAR "RECHAZADO: REGISTRO NO VIGENTE"
6   FIN SI
7   SI usuario.librosActuales >= limite(usuario.tipoUsuario) ENTONCES
8       RETORNAR "RECHAZADO: LÍMITE ALCANZADO"
9   FIN SI
10  RETORNAR "AUTORIZADO"
FIN FUNCIÓN

Con el supuesto A, ¿qué columna(s) de tu tabla completa revelan que esta implementación no cumple?
¿Tus casos del paso 14 la detectan? Revisa qué valor elegiste para los —.
Concluye en tres líneas: ¿qué riesgo tiene elegir “cualquier valor” para una condición marcada con —?

CHECKPOINT 4

¿La tabla completa tiene 8 columnas distintas y una sola autoriza?
¿La tabla reducida pasa la comprobación del número de reglas?
¿Cada caso del paso 14 usa un valor límite de RN-02 para C3?

Parte D — Transferencia al proyecto base (sesión 26, últimos 20 minutos, y trabajo independiente)

Ahora aplicas las tres técnicas a tu proyecto base. No inventes reglas nuevas: trabaja con las RN, CA y ESC que tu equipo ya escribió en la Unidad II (Proyectos base §12–13). Si necesitas un dato que el proyecto no define (por ejemplo, un número máximo o un horario), regístralo como supuesto académico (Proyectos base, Regla 6).

Paso 16 — Elige dos reglas

Con la tabla del tema 3. Técnicas de caja negra, elige de tus artefactos de la Unidad II:

Una regla o escenario con un dato ordenado (cantidad, cupo, fecha, hora, longitud) → partición + valores límite. Si tu proyecto no tiene ninguno explícito, usa tu escenario “alterno o de condición límite” de la Unidad II y registra el supuesto que fija el límite.
Una regla o funcionalidad cuyo resultado dependa de dos o más condiciones → tabla de decisión.

Escribe por qué cada regla corresponde a esa técnica.

Paso 17 — Partición y valores límite de la regla 1

Construye la tabla de clases (válidas e inválidas, con representante y resultado esperado) y la tabla de valores límite (dos valores por frontera) de la regla 1.

Paso 18 — Tabla de decisión de la regla 2

Construye la tabla completa, registra al menos una pregunta de aclaración si aparece una combinación que la especificación no resuelve, reduce solo si la especificación lo justifica y aplica la comprobación del número de reglas.

Paso 19 — Casos de prueba CP

Deriva al menos seis casos de prueba con el formato del Formato del Plan de Pruebas — Unidad 03, sección 6:

al menos dos de la regla 1 (partición o valores límite).
al menos dos de la regla 2 (una por regla de la tabla, hasta donde alcance).
cada uno con su escenario de origen (ESC-XX de la Unidad II). Si un caso no corresponde a ningún escenario existente, agrega el escenario a tus artefactos de la Unidad II e indícalo como “agregado en la Unidad III”.
nomenclatura oficial CP-01, CP-02… (Proyectos base §4.8).
estado Pendiente de ejecutar.

Paso 20 — Amplía la matriz de trazabilidad

Agrega a tu matriz de la Unidad II la columna CP. Después identifica:

escenarios sin ningún caso de prueba.
casos de prueba sin escenario de origen (no debería quedar ninguno).

CHECKPOINT 5

Antes de entregar, revisa en equipo:

¿Cada CP tiene técnica, ESC de origen y resultado esperado tomado de la especificación (no de “lo que haría el sistema”)?
¿Distinguiste en el texto lo que dice el proyecto base de lo que es un supuesto académico?
¿Ningún caso aparece como ejecutado?

8. Verificación

Las clases de RN-02 están separadas por tipo de usuario y distinguen rechazo de negocio de dato inválido.
Ocho valores límite de RN-02 con resultado esperado. Fronteras en 3 y 5.
La tabla del paso 8 identifica qué valores detectan MA, MB y MC.
Ningún caso del paso 9 combina dos clases inválidas.
La tabla completa de RN-03 tiene 8 columnas. La reducida pasa la comprobación del número de reglas.
Hay al menos una pregunta de aclaración de RN-03 y la respuesta del paso 15.
Parte D: tabla de clases y de valores límite, tabla de decisión, al menos seis CP y matriz con columna CP.

9. Errores frecuentes de diseño

Este laboratorio no tiene fallas técnicas de instalación. Los problemas habituales son de diseño. Antes de pedir ayuda, sigue el diagnóstico: observa tu tabla, formula una hipótesis, compárala con el tema 3. Técnicas de caja negra y corrige.

Problema	Posible causa	Verificación	Solución
Tienes varios casos que aportan lo mismo	Elegiste varios representantes de la misma clase	¿A qué clase pertenece cada valor?	Deja un representante por clase y agrega valores límite
Un caso falla y no sabes por qué	Combinaste dos clases inválidas en un caso	Cuenta las entradas inválidas por caso	Separa en un caso por clase inválida
Tu tabla de RN-02 tiene una sola frontera superior	No separaste por tipo de usuario	¿Aparecen los límites 3 y 5?	Haz una partición por tipo de usuario
Clasificaste 3 libros de ESTUDIANTE como dato inválido	Confundiste regla de negocio con validez del dato	¿El dato es posible en la realidad?	Es una entrada válida con resultado de rechazo
Faltan combinaciones en la tabla de decisión	Columnas escritas sin orden	¿Tienes 2ⁿ columnas distintas?	Usa el patrón de alternancia
La comprobación del número de reglas no da 8	Se usó `—` en exceso o se olvidó una columna	Sustituye cada `—` por S y por N: ¿la combinación aparece en otra columna?	Reduce solo columnas con acciones idénticas
Resultado esperado “funciona” o “error”	Resultado no observable	¿Podría alguien decidir si pasó o falló?	Escribe el efecto concreto: “préstamo registrado”, “rechazado: límite alcanzado”
En la parte D, un CP sin ESC	Se diseñó el caso sin partir de los artefactos de la Unidad II	¿De qué escenario sale?	Vincúlalo a un ESC o agrega el escenario y regístralo
En la parte D, una regla “inventada”	Se agregó funcionalidad fuera del proyecto base	¿Está en Proyectos base o en tus artefactos de la Unidad II?	Usa una regla existente o registra un supuesto académico sobre un dato, no una funcionalidad nueva

10. Evidencias

Evidencia mínima

Partes A y B: tablas de clases (pasos 3–4), respuesta del paso 5, valores límite (paso 6), tabla de defectos (paso 8), casos combinados (paso 9) y respuestas de los checkpoints 2 y 3.
Parte C: condiciones y acciones, tabla completa, pregunta de aclaración, tabla reducida con su comprobación, casos (paso 14) y respuestas del paso 15.
Parte D: tablas de las dos reglas, al menos seis CP y matriz con columna CP.

Evidencia adicional

Variante de tres valores (paso 7).
Tabla reducida de RN-03 también con el supuesto B (el sistema muestra todos los motivos que apliquen).
Reto adicional (sección 12).

11. Reflexión

Responde brevemente (2–4 líneas cada una):

¿Cuántos casos habrías escrito para RF-01 antes de este laboratorio? Compara con tu respuesta de la activación (Antes de empezar).
¿Qué defecto del paso 8 te sorprendió más y qué técnica lo detectó?
Compara los escenarios que escribiste en la Unidad II con los casos de la parte D: ¿qué agregó la técnica que el escenario no tenía?
¿En qué nivel de prueba (1. Tipos y niveles de pruebas) ejecutarías los casos de la parte D? ¿Podrían ejecutarse en más de uno?

12. Reto adicional

Escribe RN-03 como pseudocódigo correcto con el supuesto A (tres decisiones SI consecutivas, como en el paso 15 pero en el orden correcto). Guárdalo: en el Laboratorio 02 calcularás su complejidad ciclomática y la compararás con el número de reglas de tu tabla completa.

13. Entrega y evaluación

Aspecto	Valor
Qué entregar	El documento del laboratorio con la evidencia mínima de las partes A a D
Formato	Markdown (`.md`) o PDF exportado desde la hoja de cálculo
Nombre	`U03_LAB01_<nombre_del_equipo>`, salvo indicación del docente
Dónde	En la plataforma indicada por tu docente
Cuándo	Partes A–C: al final de la sesión 26. Parte D: antes de la sesión 28

Criterio de logro (nivel satisfactorio)

Criterio	Evidencia	Nivel esperado
Partición correcta	Pasos 3–5	Clases válidas e inválidas completas para ambas entradas, separadas por tipo de usuario. Distingue rechazo de negocio de dato inválido
Valores límite y su justificación	Pasos 6 y 8	Ocho valores sobre las fronteras correctas (3 y 5). Identifica qué valores detectan cada versión con defecto
Combinación válida	Paso 9	Conjunto que cubre todas las clases y valores límite sin combinar dos inválidas en un caso
Tabla de decisión	Pasos 10–15	Ocho reglas completas, una sola autoriza. Pregunta de aclaración concreta. Reducción que pasa la comprobación. Casos con valores límite. Explica el riesgo del `—`
Transferencia al proyecto base	Pasos 16–20	Dos reglas reales del proyecto con técnica justificada. Al menos seis CP con ESC, técnica y resultado esperado. Matriz con columna CP. Supuestos identificados

Este laboratorio es formativo. La parte D se reutiliza como Anexo A del plan de pruebas y se evalúa, junto con el plan, con el criterio “Técnicas de diseño” de la rúbrica de la unidad.

14. Referencias

Temas 2. Técnicas de diseño: enfoques y casos de prueba y 3. Técnicas de caja negra.
Formato del Plan de Pruebas, sección 6.
Proyectos base (reglas, nomenclatura y supuestos).
REF-U3-01 (Myers et al.), REF-U3-02 (Jorgensen), REF-U3-04 (Black et al., ISTQB), REF-U3-13 (ISO/IEC/IEEE 29119-4).